Experimentelle Untersuchung des flexiblen Betriebs multipler Trennwandkolonnen

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Lena-Marie Ränger
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504053721

Destillation ist eines der energieintensivsten Trennverfahren und gleichzeitig auch das meistgenutzte in der chemischen Industrie. Schätzungen legen nahe, dass der Prozess insgesamt für 2,5 bis 10 % des Energieverbrauchs der USA verantwortlich ist, somit leistet die Destillation auch einen erheblichen Anteil am menschengemachten Klimawandel. Die Minimierung dieses Einflusses ist das übergeordnete wissenschaftliche Ziel dieses Antrages. Ein in den letzten Jahren viel untersuchter Ansatz hierfür ist die Prozessintensivierung, welche darauf abzielt, die Effizienz chemischer Prozesse zu erhöhen. Ein Beispiel hierfür sind Trennwandkolonnen, wobei dieser Antrag auf multiple Trennwandkolonnen (mTWK) mit mehr als einer Trennwand fokussiert. Multiple Trennwandkolonnen eröffnen die Möglichkeit, für die Trennung quaternärer Mischungen im Vergleich zur konventionellen Destillation bis zu 50 % Energie einzusparen. Die wissenschaftliche Literatur zu diesem Thema beschränkt sich bisher allerdings ausschließlich auf theoretische Betrachtungen. Im November 2021 wurde jedoch die erste multiple Trennwankolonne weltweit an der Universität Ulm in Betrieb genommen. Die Antragstellerin hat sich im Rahmen ihrer Promotion bereits unter theoretischen Gesichtspunkten mit der Anlage befasst. Nun sollen diese theoretisch erzielten Ergebnisse an der Pilotanlage in Ulm in der Praxis überprüft werden. Dabei liegt der Fokus dieses Antrages auf der experimentellen Untersuchung flexibler Betriebsfenster derartiger Anlagen. Dieses Verhalten hat das Potential einen stabilen und zuverlässigen Betrieb von multiplen Trennwandkolonnen zu erleichtern. Verlässliche experimentelle Untersuchungen vertiefen in Kombination mit den theoretischen Vorarbeiten das Verständnis und sollen die Weichen stellen, um den Übergang von multiplen Trennwandkolonnen in die breite Anwendung zu ermöglichen und damit einen Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz von Destillationen zu leisten.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle