Es ist allgemein bekannt, dass durch die Reduzierung des Energiebedarfs der Ausstoß klimaschädlicher Emissionen indirekt gesenkt werden kann. Doch was kann in der etablierten und hochoptimierten chemischen Industrie noch verbessert werden? ReProvAP verfolgt den Ansatz die vielfach in Produktionsprozessen eingesetzte Stofftrennkolonne näher zu betrachten und die Auslegungsmethodik für die Unterart der Packungskolonnen zu verbessern. Dadurch kann ein großes Potential zur Energieeinsparung bei Trennaufgaben in der chemischen Verfahrenstechnik realisiert werden.

 

Interview mit Dr.-Ing. Sebastian Rehfeldt vom 15. Januar 2024 zum Projekt ReProvAP

Zum Ende der Projektlaufzeit hat das ReInvent-Team ein schriftliches Interview mit dem Koordiator Dr.-Ing. Sebastian Rehfeldt geführt, um mehr über die Projektergebnisse und die Ambitionen zur Fortführung und Verfestigung der entwickelten Innovationen zu erfahren. Lesen Sie hier das Interview oder scrollen Sie zunächst weiter und erfahren Sie die Grundlagen und die Motivation zum Projekt.

 

 

Publikationen aus ReProvAP

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Warum ReProvAP?

 

Zur Erreichung von Klimazielen ist, neben der Umstellung auf eine regenerative Rohstoffbasis, die Steigerung der Effizienz der Produktionsprozesse unbedingt notwendig. Viele dieser Produktionsprozesse beinhalten energieintensive Verfahrensschritte wie Rektifikation/ Destillation, Absorption und Desorption zur Fraktionierung, Trennung und Reinigung von Prozessströmen. Hierfür werden fast ausschließlich Stoffaustauschkolonnen eingesetzt. Nach Schätzungen verschiedener Autoren werden 3 %, oder sogar bis zu 10 %, des Weltprimärenergiebedarfs ebenso wie die daraus resultierenden CO₂-Emissionen durch thermische Stofftrennungen verursacht (HZDR 2019, SHOLL & LIVELY 2016). Das Forschungsprojekt ReProvAP strebt eine signifikante Reduktion der klimarelevanten Prozessemissionen der chemischen Industrie durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen an. Dies wird durch Bündelung der Forschungsaktivitäten von Industrie und Universitäten auf verschiedenen Ebenen erreicht. Alle relevanten Fragestellungen sollen adressiert, die Erkenntnisse der einzelnen Partner ausgetauscht und gemeinsam ein tiefgründiges Verständnis der Stoffaustauschvorgänge in Packungen erzeugt werden. Als Ergebnis wird eine neue Auslegungsmethodik erarbeitet, die von allen Marktpartnern der verschiedenen Bereiche akzeptiert und angewandt wird.

 

 

Was passiert in ReProvAP?

 

In ReProvAP wird ein tieferes Verständnis für Stofftransport- und Strömungsphänomene in strukturierten Packungen angestrebt, insbesondere für wässrige, hochviskose und weitsiedende Stoffsysteme. Dieses Ziel wird durch innovative, computergestützte Simulations- und Modellierungsansätze für Stofftrennkolonnen und durch strukturierte Vermessung von Stoffsystemen in Stofftrennkolonnen verschiedener Skalen erreicht. Zusammen mit der Entwicklung neuartiger Messzellen, die in miniaturisierter Form Prozesse in einer Rektifikationskolonne hinreichend genau wiedergeben, bilden die simulativen und experimentellen Daten die Grundlage zur Identifikation von Abhängigkeiten zwischen Betriebsparametern, Stoffparametern, Geometrien und Trenneffizienz (HETP-Wert). Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Validierung einer neuen verbesserten Auslegungsmethodik für strukturierte Packungen auf Basis der identifizierten Abhängigkeiten. Eine integrierte Lebenszyklusanalyse von Anlagen bzw. Apparaten und insbesondere strukturierten Packungskolonnen wird zur Betrachtung der Nachhaltigkeitsfrage parallel durchgeführt.

 

 

Für wen ist ReProvAP?

 

Als konkretes Ergebnis von ReProvAP wird eine verbesserte Auslegungsmethodik für strukturierte Packungen in Form von Auslegungsgleichungen und einem optimierten Vorgehen unter Einbezug von Messzellenexperimenten angestrebt. Dadurch können Packungskolonnen energieeffizienter und damit emissionsärmer ausgelegt werden. Dieses Ergebnis wird durch enge Kooperation von Industrie und Universitäten und den damit erzeugten Synergien erreicht. ReProvAP profitiert von Erfahrungen und Einsichten aus beiden Welten. Die Einbindung von Akteuren entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Stofftrennkolonnen und insbesondere strukturierten Packungen verbindet in ReProvAP Forschungseinrichtungen, Packungshersteller, Ingenieurdienstleister, Anlagenbauer und -betreiber der chemischen Industrie. Entsprechend können die Ergebnisse aus ReProvAP von allen Anwendern von Packungskolonnen genutzt werden und dabei helfen, die Prozessemissionen der chemischen Industrie zu senken.

 

HZDR (2019): Effiziente thermische Trennverfahren. https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=51849&pNid=393&pLang=de (25.08.2020).

SHOLL, D. S. & LIVELY, R. P. (2016): Seven chemical separations to change the world. – Nature 532 (7600): 435–437.

 

 

Interview mit Dr.-Ing. Sebastian Rehfeldt vom 15. Januar 2024 zum Projekt ReProvAP

Zum Ende der Projektlaufzeit hat das ReInvent-Team ein schriftliches Interview mit dem Koordiator Dr.-Ing. Sebastian Rehfeldt geführt, um mehr über die Projektergebnisse und die Ambitionen zur Fortführung und Verfestigung der entwickelten Innovationen zu erfahren. Lesen Sie hier das Interview.