Modelling CaS03/CaSO4 precipitating flow in water treatment deviices

27.12.2002 - 31.12.2007
Forschungsförderungsprojekt
Gegenstand dieses Projektes ist die Untersuchung von thermo- und hydrodynamischen Aspekten der Stoff- und Wärmeübertragung in Reverse-Osmose Membranen und Wärmetauschern in der Wasseraufbereitung. ¿Fouling¿, die Bildung von Ablagerungen an Apparaten, limitiert die Stoff- und Wärmeübertragung und damit die Funktionalität des Apparates. Ein wichtiges Fouling-Phänomen in wässrigen Systemen ist das Ausfallen von schwer lösliche Salzen, vor allem Calcium Carbonat und Calcium Sulphat präsent in Brack- und Seewasser. Der erste Schwerpunkt ist die mathematische Modellierung der physikalischen Stoffdaten der gegenständlichen wässrigen Systeme. Anforderung an die Modelle für Wärmekapazität, Dichte, Dampfdruck, Osmotischen Druck sowie die Löslichkeitsgrenzen der Salze ist ein Gültigkeitsbereich entsprechend den Betriebsbedingungen, 0 bis 100 bar für Reverse-Osmose Membranen und 0 bis 150 °C für Wärmetauscher bei Salzgehalten bis 15 Gewichtsprozent. Also gilt die Aufmerksamkeit der Modellierung von Druck und Temperaturabhängigkeiten der Elektrolyt-Gleichgewichte. Das Thema der Co-Precipitation wird mit verschiedenen Gleichgewichtsansätzen untersucht und deren Anwendbarkeit und Gültigkeit dokumentiert. Der zweite Schwerpunkt ist die Einbindung der Stoffdatenmodelle in ein numerisches Strömungssimulationsprogramm. Ein bestehender nicht-kommerzieller Code kommt hierbei zur Anwendung und ermöglicht die Realisierung von Stoffdaten und spezifischen Randbedingungen zur Bestimmung der Stoff- und Wärmeübertragung in den gegenständlichen Apparaten. Die Ergebnisse aus Simulationen anhand des Gesamtmodelles soll Voraussagen zu den Ablagerungen bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen ermöglichen. Dieses Wissen kann weiter verwendet werden um den Betrieb als auch den Einsatz von Anti-Scalants und anderen Maßnahme zu optimieren. Die Information der Salzkonzentration und des Osmotischen Druckes an der Membranoberfläche führt in weiterer Folge zur besseren Einschätzung des Stofftransportes und des Effektes der Konzentrationspolarisation.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • Europäische Kommission - Rahmenprogamme (Internationale Förderung und Mischformen) Förderform Marie Curie-Maßnahmen - Stipendien für Tätigkeiten von Wissenschaftlern aus Drittstaaten in Europa Förderinitiative 6.RP: Humanressourcen und Mobilität (Marie-Curie- Maßnahmen) Förderschiene 6.Rahmenprogramm für Forschung Förderprogramm Europäische Kommission - Rahmenprogamme Fördergeber Europäische Kommission Reichweite Internationale Förderung und Mischformen Projekttyp Forschungsförderungsprojekt Antragsnummer 008916

Forschungsschwerpunkte

  • Computational Science and Engineering
  • Energy and Environment

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Stoff & Wärmeübertragung Heat & mass transfer
Reverse-OsmoseReverse osmosis
WärmetauscherHeat Exchanger
Wässrige ElektrolyteAqueous electrolytes
ScalingScaling

Externe Partner_innen

  • The University of New South Wales School of Chemical Engineering and Industrial Chemistry