Evaluation und Überprüfung neuer Modelle für Simulationsberechnungen

• Forschungsstelle: BABS
• Projektnummer: 2008/24-03 / 353000567

Schlüsselwörter (Deutsch)

Filter, Aktivkohle, Durchbruchszeiten, Sorption, Simulation, Kampfstoffe

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Ermittlung bzw. Bestimmung von Druchbruchszeiten von Aktivkohlefilter gegenüber chemischen Kampf- oder Schadstoffen erfolgt vielfach auf experimentellem Weg. Gerade für Parametervariationen sind experimentelle Methoden jedoch sehr aufwändig und auch zeitintensiv. Daher wurden numerische Simulationsmethoden entwickelt. Das LABOR SPIEZ verfügt über solche Programme. Aufgrund fehlender personeller Ressourcen mussten in den letzten Jahren diesbezügliche Berechnungen jedoch vernachlässigt bzw. zurückgestellt werden. Die Programme sind daher nicht mehr auf dem neusten Stand.

Für Arbeiten auf dem Gebiet der Filtertechnik ist die Fähigkeit, solche Berechnungen in-house durchführen zu können, von grosser Bedeutung. Die Arbeiten erstrecken sich möglicherweise über 2 Jahre.

Projektziele (Deutsch)

Mit dem vorliegenden Projekt geht es darum, einerseits die vorhadnenen Simulationsprogrqamme und deren Applikation weiter zu entwickeln und andererseits neue Programme zu evaluieren insbesondere solche, welche über den Ansatz für kinetische Mehrkomponenten-Berechnungen verfügen.

Stand der Arbeiten (Deutsch)

In dieser Studie wurde das von A. Lavanchy und F. Stöckli entwickelte Modell der Adsorptionskinetik anhand experimenteller Daten überprüft. Die Durchbruchskurven der drei einzelnen Komponenten konnten in guter Übereinstimmung simuliert werden. Obwohl die Daten keinen klaren Trend zeigen, lassen sie die Vermutung zu, dass die Konzentration, wie die Fliessgeschwindigkeit des Stoffes kaum Einfluss auf den kinetischen Parameter zeigen. Eine durchgeführte Sensibilitätsanalyse der Modellparameter (v.a. der Kapazität) zeigte, dass diese sehr genau bekannt sein müssen, damit eine gute Übereinstimmung erzielt werden kann. Daher stimmen bei Zweikomponentensystemen die modellierten Werte selten mit den experimentellen Daten überein. Ein Vergleich mit dem CFD-basierten Modell des Dstl zeigte, dass das Modell vom LABOR SPIEZ sowohl in der Rechenzeit, wie auch in der Konvergenz überlegen ist. Das Projekt ist abgeschlossen.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Das Projekt ist abgeschlossen

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

"Modelling of adsorption kinetics"
Martin W Smith
Dstl Porton Down
Salisbury
Wiltshire SP4 0JQ