SFB/TR 287
Bulk Reaction – Reacting and Moving Granular Assemblies With Gas Flow
Die Teams wollen durch Computersimulationen energie- und ressourcenintensive großindustrielle Produktionsverfahren effizienter machen.
Bei sogenannten thermischen Produktionsverfahren wie sie in Öfen bei der Weiterverarbeitung von Erzen und Baustoffen oder der Produktion von Stahl, aber auch bei der Kaffeeröstung beziehungsweise Trocknung von Tabletten stattfinden, werden die Partikel der zu verarbeitenden Grundstoffe, Lebensmittel oder Medikamente bewegt und die Schüttung durch ein Gas durchströmt. Die durch die Strömung ausgelösten chemischen Reaktionen dienen zur Weiterverarbeitung der Partikel.
Die Berechnungen der chemischen Reaktionen zwischen den Partikeln und den Gasen haben große Schwächen und sind bisher sehr vage. Dadurch wird das Potenzial der Verfahren nicht ausgeschöpft, die Prozesse verlaufen suboptimal und es entstehen Einbußen bei der Qualität der Produkte. Um mehr Einblick zu erhalten, was in den Öfen passiert, verfolgen die Teams des Sonderforschungsbereichs einen neuen Ansatz: Sie koppeln numerische Berechnungen und computerbasierte Simulationen mit innovativen experimentellen Messtechniken, um die Berechnungen anschließend zu überprüfen und zu validieren.
Durch die Kombination aus experimentellen Methoden, neuartigen Messverfahren und numerischen Analysen industrieller Prozesse steigt die Qualität der Produkte bei sinkendem Anteil von Ausschuss und reduziertem Energieeinsatz. Durch die Digitalisierung der Produktionsprozesse versprechen sich die Wissenschaftler, künftig auch erneuerbare Energieträger wie Wasserstoff oder Biomasse für diese Produktionsverfahren einsetzen zu können.
