Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik (TVT)

LLECMOD: Ein effektives Simulationstool für Extraktionskolonnen auf Basis einer bivariaten Populationsbilanz

LLECMOD (Liquid-Liquid Extraction Column Module) ist ein Windows-basiertes Programm, das zur Simulation von Extraktionskolonnen entwickeln wurde (Attarakih et al., 2006, 2008). Die Flüssig-Flüssig Extraktion ist ein wichtiges Trennverfahren in vielen Sparten der Prozessindustrie. Aufgrund des komplexen hydrodynamischen Charakters (verursacht durch Tröpfcheninteraktionen nämlich: Zerfall und Koaleszenz) ist eine detaillierte Modellierung notwendig, um z.B. mit Hilfe einer Populationsbilanzgleichung die Interaktionen zu erfassen. Die Simulationen geben Einblick in das transiente und stationäre Kolonnenverhalten und in die Trenneffizienz (Hydrodynamik und Massentransfer), mit der Möglichkeit der Wahl der dispergierten Phase (leichte oder schwere Phase wird dispergiert) und der Richtung des Stoffübergangs (von kontinuierlicher zu dispergierten Phase und umgekehrt).

Bestehende Simulationstools habe keine so umfassende mathematische Modell¬sammlung um das Verhalten von Extraktionskolonnen auf der Grundlage von Tröpfchenwechselwirkungen (Zerfall, Koaleszenz, Tropfengeschwindigkeit…) zu beschreiben. Anders als in kommerziellen Flowsheeting-Programmen implementiert dieses Simulationstool bivariate Populationsbilanzmodelle (bivariat in Tröpfchengröße und Konzentration der Übergangskomponente) und ermöglicht die Berechnung von Konzentrationsprofilen oder Topfenanzahldichteprofilen (d. h. Holp-up Profilen).

Es gibt zwei Arten von Extraktionsmodulen, u. z. für gerührte RDC und Kühni Kolonnen und für pulsierte Siebboden- und Packungskolonnen. Die entsprechenden Modelle sind in LLECMOD implementiert und werden mit optimierten und effizienten numerisch stabilen Algorithmen gelöst. Neueste Korrelationen für Fluiddynamik und Massentransfer sind unter einer Visual Fortran Digital Benutzerebene verfügbar (können ergänzt und verändert werden) und wurden umfassend mit experimentellen Kolonnendaten validiert.

Referenzen:

- M. M. Attarakih, Hans-Jörg Bart and N. M. Faqir (2006). LLECMOD A Windows-based program for hydrodynamics simulation of liquid–liquid extraction columns, Chemical Engineering and Processing 45: 113-123.

- M. J. Goodson (2006). Stochastic Solution of Multi-Dimensional Population Balances. PhD thesis, Trinity College, University of Cambridge, Cambridge.

- M.M. Attarakih, H.-J.Bart, T. Steinmetz, M. Dietzen and N.M. Faqir (2008). LLECMOD: A Bivariate Population Balance Simulation Tool for Liquid - Liquid Extraction Columns, Open Chem. Eng. J., 2: 10-34.

LLECMOD Publikationen:

Veröffentlichungen:

- M. M. Attarakih, Hans-Jörg Bart and N. M. Faqir (2006). LLECMOD A Windows-based program for hydrodynamics simulation of liquid–liquid extraction columns, Chemical Engineering and Processing, 45: 113-123.

- Hans-Jörg Bart (2006), From Single Droplet to Column Design, Tsinghua Science & Technology, 11(2): 212-216.

- H.-J. Bart, C. Drumm and M. M. Attarakih (2008), Process intensification with reactive extraction columns, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 47(5): 745-754.

- M.M. Attarakih, H.-J.Bart, T. Steinmetz, M. Dietzen and N.M. Faqir (2008). LLECMOD: A Bivariate Population Balance Simulation Tool for Liquid - Liquid Extraction Columns, Open Chem. Eng. J., 2: 10-34.

- M. Jaradat, M. Attarakih and H.-J. Bart (2010), Effect of phase dispersion and mass transfer direction on steady state RDC performance using population balance modelling, Chemical Engineering Journal, 165 (2): 379-387.

- M. Jaradat, M. Attarakih and H.-J. Bart (2011), Advanced Prediction of Pulsed Extraction Column Performance using LLECMOD, (CM)2-Young Researcher Symposium Proceedings: 22-27, 15 February 2011, Kaiserslautern-Deutschland.

- H. B. Jildeh, M. Attarakih and H.-J. Bart (2011), An Inverse Problem Method for RDC Simulation, (CM)2-Young Researcher Symposium Proceedings: 45-49, 15 February 2011, Kaiserslautern-Deutschland.

- M. Jaradat, M. Attarakih, M. Hlawitschka and H.-J. Bart (2011), Mathematical Modelling of Liquid-Liquid Extraction Columns, To appear in ESCAPE 21, 29 May – 1 June, 2011- Greece.

- M. Jaradat, M. Attarakih and H.-J. Bart, Advanced Prediction of Pulsed (packed and sieve) Extraction Columns Performance Using Population Balance Modelling, submitted to Chemical Engineering Research and Design-IChemE.

 

Vorträge:

- M. Jaradat, M. Attarakih and H.-J. Bart (2008). Investigation of Extraction Column (RDC) Performance using Population Balance Equation (PBE). The annual meeting of the ProcessNet specialized committee extraction and the working group Phytoextrakte, 16-18 April 2008, Clausthal-Zellerfeld-Deutschland.

- M. Jaradat, M. Attarakih and H.-J. Bart (2008). Liquid-Liquid Extraction Column Simulation Module (LLECMOD). ReDrop Workshop, 15 May 2008, RWTH Aachen-Deutschland.

- M. Jaradat, M. Attarakih and H.-J.Bart (2009). Effect of Mass Transfer Direction on Extraction Column Performance using Population Balance Equation (PBE), ProcessNet Fachausschüsse CFD, Extraktion & Mischvorgänge, 30-31 March 2009, Fulda- Deutschland.

- M. Jaradat, M. Attarakih and H.-J. Bart (2009). Advanced Prediction of Extraction Column Performance Using Population Balance Equation (PBE), ACHEMA 2009, 11-15 May 2009, Frankfurt-Deutschland.

- M. Jaradat, M. Attarakih and H.-J. Bart (2011), Advanced Prediction of Pulsed Extraction Column Performance using LLECMOD, (CM)2-Young Researcher Symposium, 15 February 2011, Kaiserslautern-Deutschland.

- H. B. Jildeh, M. Attarakih and H.-J. Bart (2011), An Inverse Problem Method for RDC Simulation, (CM)2-Young Researcher Symposium, 15 February 2011, Kaiserslautern-Deutschland.

- M. Jaradat, M. Attarakih and H.-J. Bart (2011), Simulation of Liquid-Liquid Extraction Columns Using LLECMOD, Jahrestreffen der ProcessNet-Fachausschüsse Extraktion, Fluidverfahrenstechnik, Mehrphasenströmungen und Phytoextrakte, 3-4 Mach 2011, Fulda-Deutschland.

- M. Jaradat, M. Attarakih, H. B. Jildeh, H.-J. Bart (2011), Pulsed columns performance prediction using LLECMOD, 8th European Congress of Chemical Engineering (ECCE 2011), 25-29 September 2011, Berlin, Deutschland.

- H. Jildeh, M. Attarakih and H.-J. Bart (2011), A User Friendly Program used for Simulating Liquid-Liquid Extraction Columns, Workshop Mulm und ReDrop, 22-23 September 2011, AVT - Thermische Verfahrenstechnik , RWTH Aachen University, Aachen, Deutschland.

 

 

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