Apparate in herausfordernden Anwendungsfeldern

Verfahrenstechnische Apparate realisieren einen Prozess in einer konkreten Anwendungsumgebung. Oft sind dabei problematische Stoffsysteme zu prozessieren oder Betriebsbedingungen zu beherrschen, die besondere Herausforderungen an das verfahrenstechnische Design und den Betrieb der Apparate stellen. Beispiele sind schäumende Systeme in Verdampfungs- oder Desorptionsprozessen, Mulmbildung in Extraktoren, Tropfenmitriss aus Verdampfern, Flashbehältern oder an Kolonnenzuläufen oder Fouling, d. h. die unerwünschte Belagbildung auf wärme- und/oder stoffübertragenden Oberflächen. Für alle diese Phänomene gilt die Strategie Vermeiden – Vermindern – Beherrschen. Um dafür geeignete prozesstechnische, apparative oder betriebliche Maßnahmen zu testen und zu bewerten, sind einheitliche experimentelle Methoden erforderlich, die es erlauben, die Schaumneigung oder die Foulinganfälligkeit eines Stoffsystems, eines Apparates oder einer Betriebsweise unter definierten Bedingungen reproduzierbar zu quantifizieren. Erst dann können potentielle Abhilfemaßnahmen verlässlich bewertet und qualifiziert werden. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über den Projektträger Jülich geförderte Verbundprojekt „Entwicklung einer standardisierten Methodik für Design und Bewertung von Apparaten und Equipment in foulinggefährdeten Trennprozessen – SAMARA“ hat eine solche Methodik für Kristallisations- und organisches Fouling an metallischen und polymeren Wärmeübertragungsoberflächen sowie in Kolonnenpackungen entwickelt. Als Ergebnis stehen Standardapparaturen für Kolonnen und Wärmeübertrager sowie eine standardisierte Vorgehensweise mit empfohlenen Modellstoffsystemen zur Verfügung, die eine reproduzierbare Quantifizierung der Foulinganfälligkeit von Stoffsystemen oder Apparate- bzw. Equipmentausführungen erlauben. Die Standardisierung von Bewertungsmethoden erlaubt die Setzung von reproduzierbaren Referenzpunkten und unterstützt damit die Innovation und Einsatz neuer, besserer Produkte und Prozesse. Zur Unterstützung des Transfers dieser Ergebnisse liegt eine neue VDI-Richtlinie im Entwurf vor, die demnächst der interessierten Fachöffentlichkeit zur Kommentierung vorgelegt werden wird. Weitere Arbeiten in diesem Heft befassen sich mit Gestrickabscheidern zur Tropfenabscheidung sowie Verdampfung und Kondensation an komplexen Strukturen. Ich wünsche Ihnen Freude und die eine oder andere Inspiration bei der Lektüre der Beiträge.