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Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen

Lerne das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen der TU Bergakademie Freiberg kennen! Das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (IEC) konzentriert sich auf die umfassende experimentelle Untersuchung, theoretische Beschreibung, Modellierung und Simulation von Stoff- und Energieumwandlungsprozessen. Beispiele hierfür sind die Erzeugung von Synthesegas zur Herstellung von Basischemikalien oder Kraftstoffen, die Aufbereitung kohlenstoffhaltiger Rohstoffe für metallurgische und umwelttechnische Anwendungen sowie die katalytische und nichtkatalytische Rauchgasreinigung und die Synthese alternativer Kraftstoffe.

Forschung und Studium

Die beiden Lehrstühle am IEC sind für die Ausbildung zuständig, einschließlich grundlegender Vorlesungen und mehrerer Hauptfächer in den Bachelor-, Master- und Diplomstudiengängen für "Verfahrenstechnik". Darüber hinaus ist das IEC an den Studiengängen "Environmental Engineering", "Energy Technology", "Maschinenbau" und "Industrial Engineering" beteiligt. Das IEC verfügt über ein breites Spektrum an Versuchsanlagen vom Labor bis hin zu großen Pilotanlagen sowie über umfangreiche Softwarepakete zur Modellierung und Simulation einzelner Prozesse und kompletter Prozessketten. Aufgrund seines starken F&E-Hintergrundes gehört das IEC zu den führenden Instituten in Deutschland in Bezug auf Drittmittel. Es ist Europas führendes F&E-Institut in den Bereichen Vergasung und Kohlenstoffkreislaufwirtschaft.

 

Komm mit auf einen Rundflug über unser IEC-Gelände

100 Jahre IEC

Eine Zeitreise vom Braunkohleforschungsinstitut zum Innovationszentrum für Kohlenstoffkonversionstechnologien am IEC

Seit 100 Jahren wird in Freiberg die Bereitstellung von kohlenstoffhaltigen Grundstoffen für die chemische, metallurgische und Energiewirtschaft erforscht. Ausgehend von einer Braunkohlenstiftung, die auf Initiative der deutschen Industrie und unter Mitwirkung des Sächsischen Finanzministeriums an der Bergakademie Freiberg gegründet wurde, begann 1919 der Aufbau eines Braunkohlenforschungsinstitutes. Der erste Schritt war die Einrichtung eines wärmewirtschaftlichen Laboratoriums. Das Ziel bestand darin, die Nutzung einheimischer Energieträger insbesondere für die Herstellung flüssiger Treib- und Schmierstoffe durch entsprechende Forschungsarbeiten voranzubringen. Aus diesen Wurzeln ist das heutige Universitätsinstitut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen IEC hervorgegangen, das sich zu einem führenden Zentrum für Lehre und Forschung zu Technologien für die Kohlenstoffkreislaufwirtschaft mit internationaler Ausstrahlung entwickelt hat. Die Aufgabengebiete haben sich erweitert, neue Strukturen wurden aufgebaut. Auf der Basis neuester Wissenschaftsmethoden und der praxisnahen Forschung entstand am Institutsstandort Reiche Zeche eine unikale Forschungsinfrastruktur, von innovativen Modellierungs- und Simulationswerkzeugen über modernste Analytik bis hin zu Großversuchsanlagen, wodurch das Institut auch für die zukünftigen Herausforderungen bestens gerüstet ist.

Die Einrichtung der Fraunhofer-Außenstelle Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien KKT des Fraunhofer-Institutes für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS (Halle) leitet genau im 100. Jahr seines Bestehens eine neue Etappe ein. Im Fokus stehen die nachhaltige Nutzung primärer und sekundärer Kohlenstoffquellen, die Einbindung regenerierbarer Energieressourcen und die Schließung der Stoffkreisläufe. Die Forschungskompetenz des IEC wurde insbesondere in den letzten Jahren auf das Gebiet der Katalyse erweitert. Sowohl Themen der katalytischen Abgasreinigung als auch der Synthese von Kraftstoffen werden intensiv betrachtet und ordnen sich in die Forschung zur umweltschonenden Nutzung von Energierohstoffen ein. 

 

Unsere Geschichte

Mit der im 12. Jahrhundert begonnenen Aufbereitung und Verhüttung reicher Silbererze in der Region entwickelte sich Freiberg zum Standort von Schulen des Maschinenbaus sowie der Verfahrens- und Energietechnik. 

Rammler

RammlerMit der Gründung der Bergakademie im Jahre 1765 als älteste noch heute existierende montanwissenschaftliche Hochschule der Welt wurden die Anfänge einer wissenschaftlichen Lehre und Forschung zu diesen Fachrichtungen gelegt. In vielen Jahrzehnten konnten hier außerdem ausgezeichnete Beziehungen zu Industrie und Wirtschaft wachsen. Das Drittmittelaufkommen ist hervorragend und die enge Kooperation mit Unternehmen bringt den Studenten den Vorteil, praxisnahe Praktika und Belegarbeiten bis hin zur Industriepromotion absolvieren zu können. Mehrheitlich wird die Regelstudienzeit eingehalten. Hierzu bietet die Fakultät die bestmögliche technische Ausstattung sowie eine individuelle und intensive Wissenschaftsvermittlung bei einem guten Kontakt zu den Lehrenden.

Die Geschichte des Instituts für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (IEC) reicht bis ins Jahr 1918 zurück, als die Braunkohle-Stiftung des Landes Sachsen gegründet wurde, um die anstehende sächsische Braunkohlenindustrie zu unterstützen und weiterzuentwickeln. Seither wurden wichtige Meilensteine ​​und Entwicklungen erreicht. Aufbauend auf dieser Tradition ist das IEC heute das größte Institut der TU Bergakademie Freiberg, sowohl beim Personal als auch in der Forschungsförderung.

Obwohl sich die Forschungs-, Entwicklungs- und Ausbildungsschwerpunkte des Instituts in den letzten Jahrzehnten verändert haben, hat das IEC in den letzten Jahren seine enge Zusammenarbeit mit der Industrie aufrechterhalten und Forschungsgebiete und Kompetenzen erweitert. Das Streben nach exzellenter theoretischer und experimenteller Forschung in den Bereichen Energieverfahrenstechnik und Reaktionstechnik bleibt der Schwerpunkt der heutigen Aktivitäten am IEC.

2019Etablierung der Fraunhofer Außenstelle Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien in Freiberg (zugehörig zu Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS))
2018Pilotanlage der GSP-Vergasung, betrieben von der DBI Virtuhcon GmbH in Kooperation mit EVT
2017Geschäftsbereich "Chemische Umwandlungsprozesse" des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Materialien und Systemen (IMWS)
2016Start der 2. Förderphase ZIK VIRTUHCON
2014Oktober 2014: Abnahme und Übernahme der Versuchsanlage zur Schlackebadvergasung (SBV)
2013FlexiSlag Vergasung Pilotanlage
2013April 2013: Mechanische Fertigstellung der Versuchsanlage zur Schlackebadvergasung (SBV)
2012Mai 2012: Beginn der Errichtung einer Versuchsanlage zur Schlackebadvergasung (SBV)
2011Labor-Neubau des IEC (DBI-Bau)
2010Juni 2010: Erste Versuchsfahrt der Syngas-to-Fuel Anlage (STF)
2010März 2010: Etablierung der Professur für Numerische Thermofluiddynamik (NTFD)
2009März 2009: Beginn der 1. Forschungsgruppe VIRTUHCON
200321. November 2003: Inbetriebnahme der Technikumsanlage zur Vergasung von Kohlenwasserstoffen und Slurries durch Hochdruck-Partialoxidation (HP-POX)
1991Umwandlung des Wissenschaftsbereiches in das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen; seit 1994 an der Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik; Studienrichtungen: "Energieverfahrenstechnik", "Chemische Verfahrenstechnik"; Forschungsschwerpunkte: Prozesse der technischen Energieträgerwandlung, Mechanismen der Schadstoffentbindung und -rückhaltung, Adsorbentienentwicklung, thermische Abfallverwertung
1968Überführung des Institutes in den Wissenschaftsbereich "Reaktionstechnik und Brennstofftechnik" an der Sektion "Verfahrenstechnik und Silikattechnik"; Aufbau des Lehrgebietes "Reaktionstechnik"  Überführung der Fachrichtung "Kohleveredlung" in die Vertiefungsrichtung "Brennstofftechnik"; Forschungsschwerpunkte: Reaktionstechnik und Modellierung von Kohleveredlungsprozessen, Produktentwicklung (Zementklinker, technischer Kohlenstoff, Kohlenstoffadsorbentien)
1954Beginn der umfangreichen baulichen Erweiterung des Institutes am Standort "Reiche Zeche"; Forschungsschwerpunkte: BHT-Verkokung, Druckvergasung von Kohle und Öl, Salzkohleverwertung
1953Gründung der Fachrichtung "Aufbereitung" mit der Studienrichtung "Kohle und Öl"; später Trennung der Fachrichtung "Aufbereitung" in die Fachrichtungen "Aufbereitung" und "Kohleveredlung"
1945Überführung der Technischen Versuchsanlage in das Institut für Technische Brennstoffverwertung als eigenständiges Hochschulinstitut an der Fakultät für Bergbau
1921Beginn des Aufbaus der Technischen Versuchsanlage für die Wärmewirtschaftliche Abteilung des Braunkohlenforschungsinstitutes auf dem Gelände des Schachtes "Reiche Zeche"; Forschungsschwerpunkt: Flüssigproduktgewinnung durch Schwelung und Hydrierung von Kohle
1919Gründung des Braunkohlenforschungsinstitutes an der Bergakademie Freiberg mit dem Wärmewirtschaftlichen Laboratorium als direktem IEC-Vorläufer
1918Einrichtung der Braunkohlenstiftung an der Bergakademie Freiberg durch das sächsische Finanzministerium und zahlreiche Industriebetriebe

 

Fakten über unsere Großversuchsanlagen

HP-POX-Versuchsanlage (seit 2003)
Technikumsanlage zur Vergasung von Kohlenwasserstoffen und Slurries durch Hochdruck-Partialoxidation (HP POX)

HP POX

Eigenschaften

  • 5 MW(th)
  • bis zu 100 bar(g); bis zu 1500°C
  • Einsatzstoffe: Erdgas, Öle, schwere Rückstände, Slurries usw.
    bis zu 500 m³(i.N.)/h Erdgas oder 500 kg/h flüssige Einsatzstoffe
  • Synthesegaserzeugung ca. 1500 m³(i.N.)/h

F&E

  • Design und Modellierung der Vergasung
  • Design und Modellierung von Reaktoren und Brennern
  • Untersuchung und Modellierung der Spurstoffbildung
  • F&E für die Industrie
Syngas-to-Fuel (STF)-Versuchsanlage (seit 2010)
Erzeugung von hochoktanigem Benzin aus Synthesegas

STF

Eigenschaften

  • (1) Methanolsynthese 50 bar und
    (2) Gassynthese 5-7 bar
  • Einsatzstoffe: 700 m³(i.N.)/h (kann von der HP-POX-Versuchsanlage bereitgestellt werden)
  • Stabilisierter Benzinausstoß: 120 l/h

F&E

  • Prozessoptimierung
  • Katalysatortests
  • Bereitstellung größerer Benzinmengen für Kfz-Flottentests (laufendes Projekt)
  • F&E für die Industrie
FlexiSlag-Versuchsanlage (seit 2013)
Schlackebadvergasung der nächsten Generation für variable Brennstoffqualitäten, z.B. Abfälle

FlexiSlag

Eigenschaften

  • 10 MW(th)
  • 40 bar(g)
  • Einsatzstoffe: Kohle, Biomasse, Abfälle, usw.
    bis zu 2 t/h kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe
  • Vergasungsmittel
    - O2 max. 430 m³(i.N.)/h
    - Dampf max. 450 kg/h
  • Gaserzeugung: max. 2300 m³(i.N.)/h

F&E

  • Asche- und Schlackeverhalten
  • Optimierung für verschiedene Einsatzstoffe
  • Untersuchung der Synthesegasqualität und Abwassereigenschaften
  • F&E für die Industrie
GSP-Vergasungsversuchsanlage (seit 2018*)
* betrieben von der DBI Virtuhcon GmbH in Kooperation mit dem Lehrstuhl EVT
Flugstromvergaser mit Kühlschirm und Wasserquenchsystem

GSP Vergasungsanlage

Eigenschaften

  • 5 MW(th)
  • 26 bar(g)
  • Einsatzstoff: bis zu 450 kg/h Kohlestaub oder Kohleslurry (andere Einsatzstoffe: Braunkohle, Steinkohle, Petrolkoks, Anthrazit, Biomasse)
  • Gasreinigung: Entschwefelung (Sulferox), COS-Hydrolyse, HCN-Hydrolyse
  • Abwasserreinigungsanlage
  • Versuchseinrichtung zur Festbrennstoffversorgung bis zu 300 t/d

F&E

  • Asche- und Schlackeverhalten
  • Verfahrensprüfung für verschiedene Brennstoffe
  • Untersuchung der Synthesegasqualität und Abwassereigenschaften
  • Untersuchung des Transportverhaltens bei der Staubdosierung
  • F&E für die Industrie