Bibliographic Metadata
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- TitleDynamische Modellierung von Kreislaufprozessen am Beispiel der chemischen Absorption : / von M.Sc., Mike Weber (geb. Bothe) ; Referent: Prof. Dr.-Ing. Eugeny Kenig, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Mirko Skiborowski
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- Degree supervisor
- Published
- Description1 Online-Ressource (viii, 172 Seiten) Illustrationen, Diagramme
- Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2024
- AnnotationTag der Verteidigung: 23.12.2024
- Defended on2024-12-23
- LanguageGerman
- Document TypesDissertation (PhD)
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Zusammenfassung
Die reaktive Absorption ist eines der wichtigsten Trennverfahren der chemischen Industrie. Bei diesem Verfahren werden unerwünschte gasförmige Bestandteile durch chemische Reaktion in einem Lösungsmittel gebunden und so aus dem Gas entfernt. Das beladene Lösungsmittel wird anschließend in einer Desorptionseinheit regeneriert. Beide Prozessschritte finden gleichzeitig statt und stehen in starker Wechselwirkung, was zu einem sehr komplexen Prozessverhalten führt. Um einen stabilen und sicheren Prozessbetrieb, auch in Gegenwart von Störungen, zu gewährleisten, ist das Verständnis des dynamischen Prozessverhaltens unerlässlich. In dieser Arbeit wird die dynamische Modellierung eines reaktiven Absorptionsprozesses vorgestellt. Das resultierende Modell für die Anlagensimulation wird anschließend validiert. Die Neuartigkeit des Modells liegt in der rigorosen Berücksichtigung der nicht-trennwirksamen Kolonneneinbauten sowie der gesamten Peripherie der Anlage. Das Modell ist auf verschiedene Anlagenkonfigurationen und Reaktionssysteme anwendbar. Als Validierungsgrundlage werden sowohl aus der Literatur entnommene als auch selbst durchgeführte Experimente für die einzelnen Anlagenkomponenten sowie der gesamten Anlage verwendet. Dabei werden zwei Reaktionssysteme, die Rauchgaswäsche und Koksofengasreinigung, betrachtet. Die Abweichungen zwischen experimentell gemessenen und simulierten Gasaustrittskonzentrationen liegen bei allen Experimenten der Rauchgaswäsche unter 10%, bei der Koksofengasreinigung sind die Abweichungen etwas höher.
Abstract
Reactive absorption is one of the most important separation processes in the field of chemical industry. In this process, unwanted gaseous components are bound into a solvent by chemical reaction and thus removed from the gas. The loaded solvent is then regenerated in a desorption unit. Both process steps take place simultaneously and interact strongly, resulting in a very complex process behavior. To ensure stable and safe process operation, even in presence of disturbances, an understanding of the dynamicprocess behavior is essential. In this work, the dynamic modeling of a reactive absorption process in closed-loop plant configuration is presented. The resulting model is then validated. The novelty of the model is the rigorous consideration of the non-separating column internals as well as the entire periphery of the plant. The model can be used for various plant configurations and reaction systems. As a validation basis, various experiments, both from the literature and from self-performed experiments, are used for the single plant apparatuses as well as the whole plant. Two systems, the chemical absorption of flue gas and coke oven gas, are considered. The deviations between experimentally measured and simulated gas outlet concentrations are below 10% for all flue gas absorption experiments, while the deviations are slightly higher for coke oven gas experiments.
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