Konzept- und Verfahrensentwicklung

Um den Herausforderungen sich ändernder politischer und gesellschaftlicher Rahmenbedingungen zu begegnen, nimmt die Konzept- und Verfahrensentwicklung einen besonderen Stellenwert im Bereich der Bioenergieforschung ein. Dabei wird stetig aktualisiertes Wissen zum Stand der Technik eingesetzt, um Verfahren weiter zu entwickeln.

Wichtige Hilfsmittel sind neben eigenen Versuchsanlagen selbst entwickelte Computermodelle, mit denen sich Stoff- und Energieströme berechnen lassen. Diese beziehen sich auf ganze Bioraffinerien oder einzelne Komponenten wie Verbrennungs-, Vergasungs- und Syntheseanlagen. Auf diese Weise werden die Versuche durch numerische Untersuchungen unterstützt und vervollständigt. Je nach Untersuchungsgegenstand kommen Fließschemasimulationen z. B. in Matlab und Aspen Plus oder CFD-Modelle in Open FOAM und Ansys CFD zum Einsatz, um Prozesse und Verfahren genau zu verstehen und die Vorhersagegenauigkeit der Modelle zu verbessern.

Mit Fließschemasimulationen lässt sich das Zusammenspiel der unterschiedlichen Verfahrensschritte untersuchen. Besonders die Untersuchung der Massen- und Energiebilanzen von kompletten Bioraffinerien oder Teilen davon bietet frühzeitig Möglichkeiten die Effizienz zu erhöhen. Zudem bieten die Ergebnisse eine wesentliche Grundlage für ökonomische und ökologische Analysen. Auch die Auswirkungen von Anpassungen in bestehenden Anlagen lassen sich durch Fließschemasimulationen gut abbilden. Mit CFD-Simulationen lassen sich Anlagen jeder Größenordnung dreidimensional darstellen und die darin ablaufenden physikalisch-chemischen Prozesse untersuchen. Besonderes Augenmerk liegt auf der Untersuchung der Strömungsvorgänge unter Berücksichtigung der ablaufenden chemischen Reaktionen. Durch Variation verschiedener Parameter können die ablaufenden Prozesse gesteuert und Optimierungen ausfindig gemacht werden, um beispielsweise Emissionen aus Feuerungsanlagen zu senken oder die Effizienz von Syntheseanlagen zu steigern.

Die Dienstleistungen in der Übersicht

  • Entwicklung neuer Verfahrenskonzepte

  • Berechnung von Stoff- und Energieströmen (Prozessbilanzierung)

  • Upscaling von Verfahren

  • Test und Entwicklung neuer Technologien und Verfahrensschritte

  • Optimierung bestehender Technologien, Verfahrensschritte und Stoffstrommanagementkonzepte

  • Erstellung von CFD- und Fließschemasimulationen (stationär und dynamisch)

  • Durchführung von Kinetikmessungen für Katalysatoren

  • Entwicklung von Regelungskonzepten


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