BiGOFil
Erhöhung der Effizienz von ölabscheidenden Gasfiltern durch die experimentelle und simulative Entwicklung eines neuartigen Filtermediums aus Bikomponentenfasern
Projektbeschreibung
Aus Gründen des Gesundheitsschutzes und der Funktionssicherheit muss an vielen Arbeits-plätzen feinstverteiltes Öl aus Gasen, zumeist aus der Luft, abgetrennt werden. Hierzu werden spezielle Ölfilter, auch als Koaleszenzfilter bezeichnet, eingesetzt. Es gibt dabei zwei wesentliche Anwendungsszenarien: Zum einen die Abscheidung von Ölnebeln und ölhaltigen Emul-sionsnebeln aus Luft oder anderen Gasen bei Umgebungsdruck, zum anderen die Aufbereitung von Druckluft.
Zielsetzung
Das Ziel des Projektes BiGOFil ist die Entwicklung eines Ölfilters, der den Abscheidegrad bei geringerem Druckverlust erhöht. Zur Erhöhung der Ölabscheidung werden unrunde, profilierte Bikomponentenfasern mit Ölleitungskanälen entwickelt. Aus diesen wird ein Vlies hergestellt, das als Filtermedium in dem neu entwickelten Koaleszenzfilter eingesetzt wird. Parallel zur Entwicklung des Filters werden Simulationen zu dem Faserprozess und dem Filtrationsvorgang auf der Mikro- und Makroskala entwickelt. Am Ende des Projektes liegt ein Prototyp eines neuartigen Koaleszenzfilter vor. Neben dem Filter als Produkt entsteht innerhalb des Projektes eine Erweiterung der Simulationssoftware GeoDict zur Simulation von Filtern, die als Produkt vertrieben wird.
Projektpartner
Industriepartner
Junker-Filter GmbH (JF)
Math2Market GmbH (M2M)
Ahlstrom-Munksjö (AM, nicht gefördert)
Forschungsinstitutionen
Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA)
Institut für Strömung in additiv gefertigten porösen Strukturen (ISAPS)
Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM)
Ablaufplan des Projekts BiGOFil
Schematische Darstellung der Beiträge der Projektpartner zur Gesamtentwicklung
Arbeitspaket HHN: Simulation und Prüfung des Filters
Das ISAPS der HHN modelliert und simuliert die Koaleszenz von Öltropfen auf der Mikroskala, in der die einzelnen Fasern und die Öltröpfchen abgebildet werden. Da wegen der geringen Größe von Öltröpfchen sowie der kleinen Faserdurchmesser nur kleinste Ausschnitte eines Filters auf der Mikroskala abgebildet werden, werden wir einen Ölquellterm entwickeln, der die Abscheidung des Öls auf den neuen Fasern abbildet. Dieser findet Eingang in eine Strömungssimulation auf der Filterskala, in der der komplette Filter (inklusive eventuell mehrerer verschiedener Filterschichten) abgebildet werden kann.
Die mikro- und makroskaligen Strömungsmodelle werden validiert, indem sowohl für das neue Filtermaterial als auch für den neuen Filter Druckverlust und Fraktionsabscheidegrad an unserem Ölnebelprüfstand gemessen werden. Die validierten Modelle werden genutzt, um auf der Mikroskala das Filtermaterial und auf der Makroskala den Filteraufbau (eventuelle Abfolge mehrerer Filterschichten sowie die Form des Filters) zu optimieren. Die Untersuchungen am Prüfstand dienen nicht nur der Modellvalidierung, sondern werden auch zur technische Bewertung und iterativen Verbesserung des Filters benötigt.
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages
