Bei der Rektifikation werden heute zunehmend Füllkörperkolonnen mit geordneten Packungen eingesetzt. Die Maldistribution, ein bislang ungelöstes Problem in Füllkörperkolonnen, wirkt sich negativ auf die Stoffaustauschleistung aus. Zur Verringerung der Maldistribution wird zwischen den Packungssektionen mehrfach die Rücklaufflüssigkeit gesammelt und erneut gleichmäßig über den Kolonnenquerschnitt verteilt. Diese Neuverteilung realisieren Zwischenverteiler, die somit einen Großteil der Kolonnenhöhe beanspruchen und damit die Investitions- und Betriebskosten erheblich erhöhen. Hauptursache für die Bauhöhe der Zwischenverteiler ist der Wunsch nach einem vollständigen Konzentrationsausgleich vor der Neuverteilung. Um die Kolonnenhöhe zu verringern und dennoch die gleiche Trennleistung zu erreichen, mangelt es den Anlagenbauern bislang an einer praktikablen Lösung. Entgegen der bisherigen Lehrbuchmeinung wird in dieser Arbeit die Bedeutung des vollständigen Konzentrationsausgleich grundsätzlich in Frage gestellt. Es erfolgen deshalb theoretische und experimentelle Untersuchungen für ein besseres Verständnis der Neuverteilung der Rücklaufflüssigkeit und deren Auswirkung auf die Trennleistung. Durch Modifizierung des klassischen Zwei-Kolonnen-Modells gelingt es, den Einfluss der Maldistribution, der Dampfquervermischung und der hydraulisch gleichmäßigen Flüssigkeitsneuverteilung mit und ohne vollständigen Konzentrationsausgleich numerisch zu simulieren. Die Überprüfung der Simulationsmodelle erfolgt an einer Pilotkolonne mit einem inneren Durchmesser von 1 m. Die Kolonne ist mit Sulzer MellapakPlus 752.Y ausgerüstet und als Testgemisch dient trans-/cis-Dekalin. Im Ergebnis zeigt sich, dass vor allem der hydraulische Ausgleich erforderlich ist und es praktisch keinen Unterschied zwischen vollständigen und unvollständigen Konzentrationsausgleich bei sonst gleichen Betriebsbedingungen gibt. Überlegungen für deutlich flachere Verteilerkonstruktionen werden vorgestellt.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The passive properties of the venous wall are important in the development of venous pathology. Increase in venous pressure due to retrograde flow (reflux) and obstruction of venous flow by intrinsic and extrinsic means are the two possible mechanisms for venous hypertension. Reflux is the prevailing theory in the etiology of venous insufficiency. The objective of this thesis is to quantify the passive biomechanical response and structural remodeling of veins subjected to chronic venous reflux and hypertension. To investigate the effects of venous reflux on venous mechanics, the tricuspid valve was injured chronically in canines by disrupting the chordae tendineae. The conventional inflation-extension protocol in conjunction with intravascular ultrasound (IVUS) was utilized to investigate the passive biomechanical response of both control common iliac veins (from 9 dogs) and common iliac veins subjected to chronic venous reflux and hypertension (from 9 dogs). The change in thickness and constituent composition as a result of chronic venous reflux and hypertension was quantified using multiphoton microscopy (MPM) and histological evaluation. Biomechanical results indicate that the veins stiffened and became less compliant when exposed to eight weeks of chronic venous reflux and hypertension. The mechanical stiffening was found to be a result of a significant increase in wall thickness (p < 0.05) and a significant increase in the collagen to elastin ratio (p < 0.05). After eight weeks of chronic reflux, the circumferential Cauchy stress significantly reduced (p < 0.05) due to wall thickening, but was not restored to control levels. This provided a useful model for development and further analysis of chronic venous insufficiency and assessment of possible intervention strategies.