Einzeltropfenbasierte Simulation von pulsierten Siebbodenkolonnen für die Reaktivextraktion

Tropfenpopulationsbilanzen haben sich in den letzten Jahren zu einer Methode entwickelt, die für die Auslegung von Extraktionskolonnen notwendigen kosten- und zeitintensiven Technikumsversuche auf ein Minimum zu reduzieren. In diesen Bilanzen sind Modelle für das Verhalten von Tropfen integriert, welche stoffsystemspezifische Parameter enthalten. Die Modellparameter werden in Versuchen im Labormaßstab mit dem Originalstoffsystem ermittelt. Untersucht werden dabei die Grundphänomene an einzelnen Tropfen oder Tropfenschwärmen. Das ReDrop-Modell ist eine Möglichkeit, die Tropfenpopulationsbilanzen zu lösen. ReDrop ist bereits validiert für physikalische Stoffsysteme, es fehlen jedoch aktuell noch Ansätze zur Erfassung von chemischen Reaktionen. Reaktivextraktion gewinnt aber im Rahmen des Prozessintensivierung immer mehr an Bedeutung, da mittels einer Reaktion die Selektivität und die Effizienz des Trennprozess wesentlich gesteigert werden können Ziel dieser Arbeit war es, ReDrop so zu erweitern, dass die vollständige Simulation des Kolonnenverhaltens im Technikumsma"sstab für reaktive Systeme möglich ist. Neben Messungen zum reaktiven Gleichgewicht und zur Reaktionskinetik wurde der Stofftransport an Einzeltropfen experimentell untersucht. Neue Modelle zur Tropfenspaltung und zum reaktiven Stofftransport wurden entwickelt und in ReDrop integriert. Der Vergleich der Modellberechnungen mit experimentellen Werten aus einer Technikumskolonne zeigt gute Übereinstimmung für den Flutpunkt, den Hold-up und die Trenneffizienz. Damit steht nun ein Modell zur Verfügung, um auch für reaktive Systeme das Verhalten von pulsierten Siebbodenkolonnen im Technikumsmaßstab vorherzusagen.