CFD-Simulation verfahrenstechnischer Prozesse in Rührkesselreaktoren

Laufzeit: seit 05 / 2004

Förderung: Haushalt

 

Ziel

Rührkesselreaktoren sind eine weit verbreitete Reaktorbauform vor allem in der Feinchemie, der pharmazeutischen Industrie und der Biotechnologie, wo sie in erster Linie für die Chargenproduktion, d.h. für Batch- und Semibatch-Prozesse Anwendung finden. Die numerische Modellierung und Simulation von Mischprozessen in Rührkesselreaktoren dient unter anderem:

  • der Vereinfachung der Maßstabsübertragung (scale-up) in der Phase der Prozessentwicklung,

  • der Prozess- und Anlagenoptimierung,

  • der sicherheitstechnischen Analyse und Bewertung des Prozesses.

Methoden

Für die numerische Strömungssimulation kommen CFD (Computational Fluid Dynamics)-Methoden zum Einsatz. Verwendet wird die Software CFX®.

Die experimentelle Validierung der Simulationsergebnisse erfolgt vorrangig unter Nutzung bildgebender Verfahren:

  • Videometrie,

  • Röntgen-Tomographie (z.B. Röntgen-Kegelstrahl-Tomographie),

  • Gamma-Tomographie.

Ergebnisse

Transienter Vermischungsprozess zweier Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte im Rührkesselreaktor nach Rühreranlauf

Begasungsprozess einer Flüssigkeit im Rührkesselreaktor mit Hohlwellen-Turbinenrührer

Gas hold-up in der Rührerebene

Weitere Informationen

CFD-Simulation von transienten Vermischungsprozessen im STR (Poster)

Messung und CFD-Simulation eines Begasungsprozesses im STR  (Presentation)

Publikationen

  • H.V. Hristov, S. Boden, U. Hampel, H. Kryk; Numerical Simulation of a Two-Phase Flow in a Stirred Reactor; Proceedings of 6th International Conference on Multiphase Flow, paper PS6_8, 978-3-86010-913-7
  • H.V. Hristov, H.-M. Prasser, H. Kryk, G. Hessel, W. Schmitt; Mixing behaviour of different density liquids in a stirred tank reactor; Chem. Eng. Res. Des. (submitted)

Kontakt/Ansprechpartner

Dr. H. V. Hristov, Dr. H. Kryk