Verbundvorhaben: Energie- und Ressourceneinsparung durch innovative und CFD-basierte Auslegung von Flüssig/Flüssig-Schwerkraftabscheidern (ERICAA); Teilvorhaben: Anwendung und Validierung der CFD-basierten Auslegungsmodelle unter industriellen Gesichtspunkten
Zeitraum
2016-06-01 – 2019-05-31
Bewilligte Summe
132.242,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1391B
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - mechanische und thermische Trennverfahren [EA3208]
Verbundvorhaben
01168585/1 – ERICAA: Energie- und Ressourceneinsparung durch innovative und CFD-basierte Auslegung von Flüssig/Flüssig-Schwerkraft-Abscheidern
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
Die Trennung von Flüssig/Flüssig-Gemischen in Schwerkraft-Abscheidern ist eine weitverbreitete und zwingende Standardoperation in der Verfahrenstechnik. Sie kommt immer dann zum Einsatz, wenn zweiphasige Gemische aus organischen und wässrigen Flüssigkeiten getrennt werden müssen, z.B.: Kohlenwasserstoffe/Wasser bei der Mineralölverarbeitung; Lösungsmittel/Wasser in der Produktion von Kunststoffen, Farben, Kautschuken, Pflanzenschutzmitteln, Vitaminen, Lebensmitteln und deren Vor- und Koppelprodukten; Methylester/Glyzerin bei der Biokraftstoffproduktion. Typischerweise kommen für die Abscheider Behälter mit einem Durchmesser von 0,5 - 5 m und einer Länge von 3 - 30 m zum Einsatz. Je nach Werkstoff und Druckstufe ist mit Behälterkosten von ca. 20.000 € bis zu 1.000.000 € zu rechnen. Ziel des Vorhabens ist es, mittels Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics, kurz CFD) einen praxisgerechten Standard zu entwickeln, um auf Basis verfügbarer Prozessdaten den Strömungsverlauf - und damit die partielle Verweilzeitverteilung - in beliebigen Abscheidern zu berechnen. Durch die zusätzliche Implementierung des Tropfen-Verhaltens (Koaleszenz, Phasen-grenzen) soll auch die Berechnung des Abscheider-Wirkungsgrades ermöglicht werden. AP1: Aufbau Testanlage: kontinuierlicher Betrieb; Messtechnik: Erfassung der Tropfengrößen und -verteilung AP2: Charakterisierung von: Zulauf in den Abscheider, Stoffdaten, Tropfengrößenverteilung, Koaleszenzverhalten, etc.; Entwicklung Eichgerät, -verfahren zur Bestimmung des Trennverhaltens und der Auslegungsgrößen für die Abscheider-Berechnung/Simulation AP3: Entwicklung eines wissenschaftlich fundierten CFD-Modells zur Beschreibung der Strömung in einem Abscheider; Analyse unterschiedlicher Ein- Austritts-Geometrien, Validierung der 1-/2-phasigen Strömung in Experimenten AP4: Erweitertung des Strömungsmodells mit einem Koaleszenzmodell, Validierung des vollständigen Strömungs-/Koaleszenzmodells im Experiment und in Betriebsanlagen
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