Abstract
Informationen über hydraulische- und Stofftransporteigenschaften von regellosen Füllkörpern und strukturierten Packungen sind entscheidend zur Kolonnenauslegung. Hydraulische Eigenschaften, wie Druckverlust (∆P/H), Flüssigkeitsinhalt (h_L) und Flutpunkt (F_fl) werden zur Dimensionierung des Kolonnendurchmessers herangezogen und können experimentell, üblicherweise mit einem Luft-Wasser System, gemessen werden. Stofftransportparameter, wie die effektive Stoffaustauschfläche (a_eff) und volumetrische Stofftransportkoeffizienten (ka_eff) beinhalten Informationen über die Trennleistung von Packungskolonnen und können experimentell mit standardisierten Absorptionssystemen gemessen werden. Die Packungshöhe kann mit Hilfe dieser Parameter errechnet werden. Simulationen bieten einen alternativen Weg zur Vorausberechnung von hydraulischen- und Stofftransporteigenschaften. Sie haben den Vorteil, dass sie weniger zeit- und ressourcenintensiv als Exprimente sind. Empirische Korrelationen, von denen in der Vergangenheit eine Vielfalt entwickelt wurde, bilden üblicherweise die Grundlage für solche Simulationen. Eine kommerzielle Simulationssoftware, die sowohl Daten von verschiedenen Füllkörpern und Packungen als auch eine Auswahl an Korrelation zur Vorausberechnung der oben erwähnten Parameter enthält, ist Aspen Plus. In dieser Arbeit wird die Vorausberechnungsgenauigkeit von 17 Korrelationen evaluiert, indem Simulationsergebnisse mit Literaturdaten von 44 verschiedenen regellosen Füllkörpern und strukturierten Packungen verglichen werden. Aspen Plus bietet die Möglichkeit benutzerdefinierte Füllköper, Packungen und Korrelationen zu implementieren. In dieser Arbeit wird die Mackowiak Korrelation für Druckverlust und Flüssigkeitsinhalt als Benutzer-Subroutine in Aspen Plus implementiert. Verglichen mit bereits in Aspen Plus enthaltenen Korrelationen, kann diese mit nur wenig experimentellem Aufwand auf viele verschiedene Füllkörper und Packungen angewandt werden. Weiters werden zwei Füllkörper (RMSR 50-4 und Hiflow 50-6), welche momentan nicht in der Software enthalten sind zur Datenbank hinzugefügt. Die Ergebnisse von Druckverlust- und Flutpunktsimulationen zeigen, dass die „Wallis“ Korrelation die besten Ergebnisse für bereits implementierte Füllkörper und Packungen erzielt. Die Mackowiak Korrelation erzielt die besten Resultate für die beiden benutzerdefinierten Füllkörper. Die „Mod. Tsai” Korrelation erzielt sehr gute Ergebnisse für Stoffaustauschflächensimulationen. Keine der implementierten Korrelationen zur Vorausberechnung von k_G a_eff erzielt stetig gute Ergebnisse. Die hierfür zugrundeliegende Datenbasis ist in dieser Arbeit jedoch stark limitiert. Im Allgemeinen zeigen die Resultate dieser Arbeit jedoch, dass Korrelationen die relevanten Parameter zur Auslegung noch nicht genau genug berechnen können, um ausschließlich auf diese zu vertrauen.
Titel in Übersetzung | Vergleich von Korrelationen zur Simulation von Packungskolonnen in Aspen Plus |
---|---|
Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule |
|
Betreuer/-in / Berater/-in |
|
Datum der Bewilligung | 1 Juli 2022 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2022 |
Bibliographische Notiz
nicht gesperrtSchlagwörter
- Packungskolonnen
- Simulation
- Korrelationen
- Aspen Plus