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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
Anton Friedl
(E166)
Projektmitarbeiter_innen
Paul Schausberger
(E166)
Institut
E166 - Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften
Förderungsmittel
European Commission (EU)
6.RP: Humanressourcen und Mobilität (Marie-Curie- Maßnahmen)
6.Rahmenprogramm für Forschung
Europäische Kommission - Rahmenprogamme
Europäische Kommission
Antragsnummer 008916
Forschungsschwerpunkte
Computational Science and Engineering
Energy and Environment
Schlagwörter
Deutsch
Englisch
Stoff & Wärmeübertragung
Heat & mass transfer
Reverse-Osmose
Reverse osmosis
Wärmetauscher
Heat Exchanger
Wässrige Elektrolyte
Aqueous electrolytes
Scaling
Scaling
Externe Partner_innen
The University of New South Wales School of Chemical Engineering and Industrial Chemistry
Publikationen
Publikationsliste