Abteilung Technologien der Feststoffvergasung (TFV)

Die Abteilung „Technologien der Feststoffvergasung“ befasst sich mit der Entwicklung und der Optimierung von kommerziellen und zukünftigen Vergasungsreaktoren zur chemischen Umwandlung und Nutzung von diversen Kohlenstoffquellen. Dementsprechend wird der Einfluss der verschiedenen Einsatzstoffe und deren Qualität als auch von Temperatur und Druck auf die Betriebsergebnisse analysiert. Die dabei adressierten Prozesse werden unter Nutzung von verschiedenen Berechnungs- und Simulationsprogrammen in Verbindung mit empirischer Korrelationen untersucht. Die Berechnungsergebnisse werden als thermodynamische Kennzahlen, Exergiebilanzen und mehrdimensionalen Netzen (Drei-Phasen-Diagramm) dargestellt. Als zusätzliche Schwerpunkte sind zu nennen: die Verglasung niederkalorischer, hochschmelzender oder stark aschehaltiger Kohlen, die Entwicklung neuer/erweiterter Vergasungskonzepte und die Optimierung von vorhandenen kommerziellen Technologien.

F&E:

- Bewertung und Vergleich von kommerziellen Vergasungstechnologien: 

  • Thermodynamische Effizienz unter verschiedenen Betriebsbedingungen
  • Anlagenkonzepte
  • Abschätzung von Betriebs- und Investitionskosten

- Entwicklung neuer/erweiterter Vergasungskonzepte:

  • Reaktor-Design
  • Gas – Feststoff Strömungsmodelle
  • Einsatzstoff Optimierung (Blending)
  • Einspeisekonzepte
Aktuelle Projekte und Referenzen

Gegenwärtig arbeiten wir an folgenden Projekten:

  • COORVED – Demonstration eines gestuften Wirbelschichtvergasers (10/09-12/16); BMWi FKZ: 18oOir3Z
  • Brenngas-BGL – Optimierung der Teer-/Ölbildung in Festbettvergasern (01/15-12/17); BMWi FKZ: 03ET7043

Ausgewählte Arbeiten umfassen:

  • CFD- und Flowsheet Simulation einer gestuften, agglomerierenden Wirbelschichtvergasung (COORVED Projekt, BMWi FKZ: 18oOir3Z)
  • Numerische Simulation des Schlackenfließverhaltens unter Berücksichtigung der Stoffeigenschaften mittels VOF-Methode in OpenFOAM (TEIMAB Projekt, BMWi FKZ: 0327797B)
  • Entwicklung von Voll- und Teilquenchdesigns für Flugstromvergaser mittels gekoppelter Flowsheet- und CFD Simulation (AspenPlus, ANSYS Fluent) (HotVeGas II Projekt, BMWi FKZ: 0327773G)
  • Optimierung von Quenchraumgeometrien mittels CFD Simulation und Kopplung an modeFrontier
  • Numerische Modellierung des Vergasungsprozesses in einem Flugstromreaktor mit der Euler-Lagrange- Methode in OpenFOAM (HotVeGas II Projekt, BMWi FKZ: 0327773G)
  • Fließbildsimulation einer Prozesskette zur stoffgeführten Erzeugung mehrerer Produkte aus mitteldeutscher Braunkohle. Entwicklung von Reaktornetzwerkmodellen zur kinetischen 1D Simulation der Vergasung von Brennstoffmischungen (ibi, BMBF FKZ: 03WKBZ06C
Team
Abteilung TFV

Abteilungsleiter:

Dipl.-Ing. Friedemann Mehlhose

Mitarbeiter (v.l.):

Dipl.-Wi.-Ing. 

Alexander LaugwitzMichaela Nguyen, M. Sc.