Prozessmodellbildung für dynamische disperse Trenn- und Abscheideprozesse

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Udo Fritsching
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 238732694

Module zur Fließschemasimulation (FSS) von Trenn- und Abscheideprozessen in einem Elektroabscheider werden in das Rahmensystem der im SPP 1679 entwickelten Fließschemasimulation implementiert. Die Trenn- und Redispergierfunktionen werden dabei aus numerischen und experimentellen Strömungs- und Partikelanalysen abgeleitet, wobei eine Skalierung des Modells auf Grundlage von Prozessparametern, Geometrievariationen und Materialeigenschaften erfolgt.Die Verwendung unterschiedlicher Modellmaterialien (Ulmer Weiß und Pural NF) zeigte in den Versuchen der ersten und zweiten Projektphase ein materialabhängiges dynamisches Abscheideverhalten. Proben repräsentativer Wandschichten im Mikroskop wiesen eine zeitliche invariante homogene Oberflächenstruktur für Ulmer Weiß, während die Rauheit der Schicht bei den Versuchen mit Pural stetig anwuchs. Bei den Simulationen ist der Abscheidegrad von Partikeln durch das effektiv durchlaufene elektrische Feld bestimmt. Dieses ändert seine Amplitude und Form mit dem Einsatz unterschiedlicher Elektrodengeometrien. Das makroskopische Modell bildet dieses Verhalten über einen Geometrieparameter ab und erreicht eine gute Übereinstimmung mit den Abscheidekurven der CFD-Simulation.In der dritten Projektphase stehen die Anlagendynamiken und die Skalierung auf industrielle Anlagengrößen, Stoffsysteme und Klimabedingungen im Fokus. Das Fließschemaprozessmodell wird auf diese Anwendungsfälle erweitert, wobei stets die Redispersion von Partikeln aus Schichten als interne Prozessdynamik mit betrachtet wird.Die abzuleitenden Prozessmodule werden auf Basis des im Z-Projekt des SPP entwickelten Rahmensystems implementiert und angewendet. Die Anwendung des Modells soll zeigen, dass dynamische Abscheideprozesse als Funktion von Anlage, Prozessbedingungen und Material in der FSS abgebildet werden können.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1679: Dynamische Simulation vernetzter Feststoffprozesse