Additive Fertigung in der thermischen Trenntechnik: Entwicklung skalierbarer Destillationskolonnen für den Labormaßstab

Distillation is the most important thermal separation process, accounting for about 3 % of the world's energy demand. In the chemical industry, distillation processes are often realized in packed columns. In many cases their large-scale implementation is based on preliminary experimental investigations in laboratory-scale test columns, especially if new chemicals are involved or when particularly complex processes are to be realized. According to the state of the art, laboratory columns with a diameter of 50 mm are used for the scale-up process to generate reliable measurement data. Packings with particularly advantageous scalability properties should be used. In the context of this work, the term scalability describes a separation efficiency of a packing that is independent of the gas load and thus constant. Furthermore, the generation of reliable, reproducible mass transfer measurement data is of great importance. In principle, however, packed columns with greatly reduced diameters
Die Destillation ist das wichtigste thermische Trennverfahren, auf das etwa 3 % des weltweiten Energiebedarfs entfallen. In der chemischen Industrie werden Destillationsverfahren häufig in Packungskolonnen realisiert. Deren großtechnische Umsetzung basiert in vielen Fällen, insbesondere wenn es sich um neue Chemikalien handelt oder wenn besonders komplexe Prozesse realisiert werden sollen, auf experimentellen Voruntersuchungen in Testkolonnen im Labormaßstab. Nach dem Stand der Technik werden zur Generierung verlässlicher Messdaten für den Scale-up Prozess Laborkolonnen mit einem Durchmesser von 50 mm eingesetzt. Dabei sollten Packungen mit besonders vorteilhaften Skalierbarkeitseigenschaften verwendet werden. Im Rahmen dieser Arbeit beschreibt der Begriff Skalierbarkeit eine von der Gasbeladung unabhängige und somit konstante Trennleistung einer Packung. Darüber hinaus ist in diesem Zusammenhang die Generierung zuverlässiger, reproduzierbarer Stofftransportmessergebnisse von großer Bedeutung. Grundsätzlich würden jedoch Packungskolonnen mit stark reduzierten Durchmessern