SAMARA
Entwicklung einer standardisierten Methodik für Design und Bewertung von Apparaten und Equipment in foulinggefährdeten Trennprozessen
Herausforderung
Die Belagbildung auf wärme- und/oder stoffübertragenden Flächen, das sogenannte Fouling, ist ein nach wie vor ungelöstes Problem in praktisch allen Bereichen der Prozessindustrie und Energietechnik. Beispiele sind:
- die Belagbildung in chemischen Polymerisationsprozessen, wie z. B. bei der Acrylateproduktion,
- biologisches Kühlwasserfouling aufgrund der erhöhten biologischen Qualität von Flüssen,
- die Belagbildung auf den Erhitzern bei der thermischen Behandlung von Milch,
- die Versottung von Abgasrückkühlern in Kraftfahrzeugen,
- die Belagbildung auf Membranen bei der Konzentrierung von Fruchtsäften oder der Entwässerung von Salzlösungen, das sogenannte Scaling,
- Ablagerungen in Abhitzewärmeübertragern von Kraftwerken,
- Belagbildung in den sog. Preheat trains von Raffinerien etc..
Die stoffliche Vielfalt foulinganfälliger Systeme sowie die Vielzahl von Einflussgrößen lassen es dabei aussichtslos erscheinen, stoffsystemübergreifende Antifoulingmaßnahmen für alle relevanten Systeme zu erarbeiten. Gleichzeitig sind eine Fülle verschiedener potentieller Antifoulingmaßnahmen bekannt bzw. werden beständig neu entwickelt, wie z. B. haftmindernde Beschichtungen, deren Effektivität und Effizienz praktisch nicht vergleichend und referenzierbar bewertet werden können. Schon das Nachstellen in der Literatur berichteter Foulinguntersuchungen (Reproduzierbarkeit) gelingt vielfach nicht. Dies stellt ein Dilemma für die Betreiber foulinganfälliger Produktionsprozesse dar. Sie haben keine Basis für eine rationale und zielgerichtete Auswahl foulingmindernder Maßnahmen.
Ziele
Das Verbundprojekt zielt daher auf Entwicklung, Bau, Betrieb und Qualifizierung von Standardapparaturen zur quantitativen Bewertung der Foulingneigung von Bauteilen und apparativen Gesamtsystemen unter definierten und reproduzierbaren Bedingungen. Dies wird ergänzt durch die Festlegung einer einheitlichen Methodik zum Betrieb der Apparaturen, der Gewinnung der experimentellen Rohdaten sowie deren Verdichtung zu charakteristischen Maßzahlen. Die Standardisierung und Referenzierbarkeit von Vorgehensweisen und Methoden erweist sich vielfach als innovationsfördernd: neue Bauteile, Oberflächenmodifikationen, Ausrüstungen oder Betriebsweisen können unter definierten Bedingungen gegen den Stand der Technik bewertet werden und so qualitativ wie quantitativ ihre Vorteilhaftigkeit gegenüber diesem belegen.
Zentrale Elemente dieser Methodik sind:
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Projektträger
BMWi