Für die fluiddynamische Auslegung von konventionellen Strukturpackungen und Anstaupackungen, bei denen zwei fluide Phasen im Gegenstrom geführt werden, ist die hinreichend genaue Vorhersage der Lastgrenzen essentiell. Ausgehend vom sogenannten Wallis-Plot kann ein empirischer Ansatz zur Beschreibung von Flutgrenzen generiert werden. In dieser Arbeit wird basierend auf experimentellen Daten zu den Flutgrenzen von konventionellen Struktur-und Anstaupackungen eine auf dem Wallis-Plot beruhende Korrelation erweitert. Diese ermöglicht eine Berechnung der Lastgrenzen in Abhängigkeit verschiedener Parameter. Die ermittelte Korrelation wird in ein bestehendes Fluiddynamikmodell zur Berechnung der Druckverluste von Anstaupackungen integriert.The sufficiently accurate prediction of loading limits is essential for the design of conventional structured packings and sandwich packings, in which a countercurrent flow of two phases takes place. Based on the so-called Wallis plot, an empirical approach to the determination of the flooding point can be suggested. In this work, the Wallis equation is extended using experimentally estimated loading limits of structured packings as well as sandwich packings. The influence of different parameters on loading limits is considered in the proposed correlation. The Wallis equation is implemented into a fluid dynamic model for the description of the pressure drop of sandwich packings.

Capacity and efficiency of packed columns can be significantly improved by the application of sandwich packings. An element of such packings consists of two alternating layers of industrially available standard packings with different specific surface areas. Sandwich packings are commonly used for operating conditions between the flooding points of both layers, with a heterogeneous flow pattern established along a sandwich packing element. There are some similarities between this flow pattern and those in conventional structured packings as well as in trays. Under certain conditions, this can be used in a beneficial way. However, the application of this integrated packing type is hindered by a lack of reliable design methods. In the present article, the results of recent activities are summarized.

Sandwich packings, consisting of alternatingly stacked conventional structured packings with different geometric surface areas, are promising for increasing capacity and efficiency of separation columns. Film flow and froth flow evolve along a stack, which requires comprehensive fluid dynamic analysis. In particular, the froth height is an essential parameter to determine the spatial extent of the flow regimes. Ultrafast X‐ray tomography and a 3D‐printed pressure drop profile measurement module were applied to independently estimate this parameter. The results are compared with existing correlations.

No abstract

Die Effizienz von Trennkolonnen für Fluidgemische kann durch die Anwendung von Anstaupackungen gesteigert werden. Dabei entstehen im Betrieb belastungsabhängige, in ihrer Trennwirkung unterschiedliche Regime. Um die Auswirkungen der einzelnen Strömungsregime in einem Modell erfassen zu können, werden sowohl Trennleistungsmessungen als auch tomographische Methoden verwendet. Ein Rate‐based‐Modell wird vorgestellt, in dem die heterogenen Strömungsformen in Anstaupackungen mittels geeigneter Korrelationen berücksichtigt werden. Das Modell wird anhand gemessener Daten zur CO2‐Absorption getestet.