ReProvAP: Reduzierung der klimarelevanten Prozessemissionen durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen

Das Forschungsprojekt strebte eine signifikante Reduktion der klimarelevanten Prozessemissionen der Chemischen Industrie durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen an. Basierend auf der Auswertung vorhandener Betriebsdaten und experimenteller Untersuchungen, neu zu entwickelnder Messzellen und neu zu entwickelnder Modellierungsansätze sollte eine neue, innovative Vorgehensweise zur Berechnung der notwendigen Packungshöhe von Stoffaustauschkolonnen erarbeitet werden. Dabei wurden drei Ziele verfolgt: Die Analyse vorhandener Betriebsdaten sollte kurzfristig für die effizientere Betriebsweise vorhandener Bestandsanlagen nutzbar sein. Mittelfristig sollten neu zu entwickelnde Messzellen die experimentelle Informationsbeschaffung für die Auslegung neuer Anlagen schnell und gezielt gewährleisten, ohne dass experimentelle Erfahrungen im Pilotierungsmaßstab notwendig sind. Langfristig war die Entwicklung neuartiger Modellierungsansätze (insbesondere auf der Basis von Computational Fluid Dynamics (CFD)-Methoden durch die enge simultane Betrachtung von Fluiddynamik und Stoffübertragung) anzusehen. Die neue Auslegungsmethodik sollte im Idealfall experimentelle Untersuchungen mit dem jeweiligen spezifischen Stoffsystem ersetzen und direkt eine Übertragung von bekannten Stoffsystemen auf neue, reale und stark nicht-ideale Stoffsysteme ermöglichen. Am Ende sollte eine neue Auslegungsmethodik mit verbesserter Auslegungssicherheit erhalten werden, die bisher nicht sicher auslegbare Energieeffizienzmaßnahmen ermöglicht.

Dieses Verbundprojekt führte, ganz dem Kernanliegen der Hightech-Strategie 2025 der Bundesregierung entsprechend, Wissen aus Forschung, in Form von innovativen Ansätzen in der Simulation und im Experimentellen, und Wissen aus der Industrie, in Form von langjähriger Erfahrung, Expertise und Marktkenntnis, zusammen und brachte sie zur Wirkung. Die Entwicklungen aus diesem Projekt werden die Prozessindustrie nachhaltig verändern, da eine neue, präzisere Auslegungsmethodik für strukturierte Packungen und Messzellentechnologie Energie- und Kostenersparnis bedeuten.

Durch das Verbundprojekt ReProvAP wurde allgemein ein besseres Verständnis zum Stoffübergang in strukturierten Packungen erhalten. Durch das Mitwirken zahlreicher Projektpartner aus unterschiedlichen Bereichen entlang der Wertschöpfungskette der Prozessindustrie, mit viel Know-how, ist eine ganzheitliche Betrachtung der zu bearbeitenden Themen möglich gewesen. Das so generierte Wissen floss sowohl in die Industrie als auch in die Lehre bei der Ausbildung zukünftiger Ingenieurinnen und Ingenieure ein. Dadurch kann mittel- bis langfristig ein merklicher Einfluss auf den Einsatz und die Rolle von strukturierten Packungen in Deutschland genommen werden.

Projektleitung

Jan Maćkowiak
ENVIMAC Engineering GmbH
Im Erlengrund 27
46149 Oberhausen

Tel.: +49 208 941044-0
E-Mail: jan.mackowiak@envimac.de

Sebastian Rehfeldt
Technische Universität München
Boltzmannstr. 15
85748 Garching

Tel.: +49 89 289 16517
E-Mail: sebastian.rehfeldt@tum.de