PARBUIN - Partikel-Blasen-Wechselwirkungen für grüne Prozess

Das Institut für Verfahrenstechnik (Leitung von Prof. Dr. Mark Hlawitschka) treibt in Zusammenarbeit mit Dr. Mahdi Saeedipour von der Abteilung für Partikelströmungsmodellierung an der JKU Linz im Rahmen der PARBUIN-Initiative die Forschung zur Schaffung umweltfreundlicher Prozesse voran. Indem sie die Feinheiten von Prozessen im kleinsten Maßstab erforschen, wollen sie die Effizienz und das Design von chemischen Apparaten revolutionieren und gleichzeitig Unsicherheiten minimieren. Im Mittelpunkt ihrer Untersuchungen stehen Blasensäulenreaktoren, die in Branchen wie der Chemie, Petrochemie, Biochemie und Metallurgie weit verbreitet sind. Diese Reaktoren spielen ebenso eine zentrale Rolle bei der Umwandlung von CO 2 in Grundchemikalien wie Methan und Methanol. Ihr wahres Potenzial muss jedoch noch voll ausgeschöpft werden, da die Wechselwirkungen zwischen Feststoffpartikeln, Gasblasen und deren Bewegung in diesen Systemen nicht hinreichend beschrieben ist. Um diese kritische Lücke zu schließen, leistet das Forschungsteam Pionierarbeit mit einer bahnbrechenden Technik, die vollständig aufgelöste Simulationen der komplexen Wechselwirkungen zwischen Blasen und sich bewegenden Partikeln ermöglicht. Indem sie umfassende Einblicke in die Physik der Flüssig-Gas-Feststoff-Strömung gewinnen, verschieben sie die Grenzen des Verständnisses auf diesem Gebiet. Darüber hinaus werden im Rahmen des Projekts neuartige Modelle und Korrelationen eingeführt, die für Computersimulationen auf makroskopischer Ebene maßgeschneidert sind. Diese Fortschritte werden durch ergänzende Experimente, in denen die Partikelbewegung akribisch verfolgt und das Zusammenspiel zwischen Blasen und Partikeln untersucht wird, einer strengen Validierung unterzogen. Ziel ist es, die hydrodynamischen Phänomene im kleinen Maßstab in Blasensäulenreaktoren zu beschreiben. Der innovative Ansatz des Projekts besteht in der Entwicklung neuer Modelle und Korrelationen, die dieSimulationstechnikenaufmakroskopischerEbeneerheblichverbessern. Die Validierungsexperimente umfassen bahnbrechende Methoden zur Erkennung von Blasenbewegungen und eine eingehende Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Blasen und Partikeln, insbesondere bei hohen Feststoffkonzentrationen. Die erwarteten Ergebnisse dieses ehrgeizigen Projekts werden das Design und die Optimierung von Blasensäulenreaktoren für verschiedene Anwendungen verbessern. Mit dem Schwerpunkt auf der Herstellung von Methanol aus CO2, einer weltweit gefragten Verbindung, wird die Forschung dazu beitragen, den wachsenden Bedarf an nachhaltigen Lösungen zu decken. Die PARBUIN-Initiative ist in der Lage, die Landschaft der umweltfreundlichen Prozesse neu zu definieren, indem sie die Spitzenforschung nutzt, um eine Zukunft mit effizienten, umweltfreundlichen Technologien zu eröffnen. Wenn Sie weitere Informationen wünschen oder sich über die neuesten Entwicklungen auf dem Laufenden halten möchten, besuchen Sie bitte www.jku.at/ivt.