Rate-based Modelle

Die Entwicklung von zuverlässigen Rate-based Modellen für reaktive Gaswäschen setzt hervorragende Kentnisse der oft komplexen Chemie sowie zahlreicher anderer Stoffdaten wie Gaslöslichkeiten voraus.

Reaktive Gaswäschen

Rate-based Modell
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Nur rate-based Modelle sind für prädiktive Simulationen von reaktiven Gaswäschen geeignet.

Reaktive Gaswäschen werden zur Abtrennung von Sauergasen aus Gasströmen genutzt. Beispiele hierfür sind die Aufreinigung von Synthesegas in der chemischen Industrie oder die Aufreinigung von Erdgas. Derzeit wird der Einsatz der reaktiven Gaswäschen zur Abtrennung von CO₂ aus Kraftwerksabgasen intensiv beforscht. Das Ziel dabei ist es, die CO₂ Emissionen zu reduzieren und damit die globale Erderwärmung abzuschwächen.

 

Suche nach neuen und effizienteren Lösungsmitteln und Prozessmodifikation

In der reaktiven Gaswäsche werden das aufzureinigende Gas und das Lösungsmittel im Gegenstrom der Absorberkolonne zugeführt. Das Sauergas (z.B. CO₂) wird absorbiert und es reagiert mit dem Lösungsmittel. Anschließend wird das Lösungsmittel in der Desorberkolonne regeneriert, wozu Energie benötigt wird. In Kraftwerksanwendungen wird dazu Dampf aus dem Kraftwerk entnommen, so dass der Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks deutlich sinkt. Fokus vergangener und zukünftiger Forschung ist deshalb die Suche nach neuen und effizienteren Lösungsmitteln, sowie die Untersuchung von Prozessmodifikationen, um die Energieeffizienz des Prozesses zu steigern. Solche Prozessmodifikationen werden in diesem Projekt durch modellbasierte Simulationen evaluiert.

Hoch komplexe Modelle

Nur rate-based Modelle sind für prädiktive Simulationen von reaktiven Gaswäschen geeignet. Diese Modelle sind sehr komplex und sie benötigen eine große Anzahl an Parametern. Wir verfügen über umfassende Erfahrungen in der Entwicklung und Validierung solcher Modelle. Dies umfasst die experimentelle Untersuchung von Gaslöslichkeiten in reaktiven Systemen und die Untersuchung der Speziesverteilung mit spektroskopischen Methoden, insbesondere mit der NMR Spektroskopie. Die Ergebnisse sind die Grundlage der Modellentwicklung, die eine komplexe Optimierungsaufgabe darstellt. Die Modelle werden sorgfältig mit Versuchsdaten einer Pilotanlage validiert.

Nach der Validierung werden die Modelle genutzt, um ein besseres Verständnis der reaktiven Gaswäsche im Allgemeinen zu erhalten. Außerdem werden die Modelle für die Auslegung großer Gasaufreinigungsprozesse, für Studien zur stationären und instationären Betriebsweise, zur Fehleranalyse, sowie zum Training von Betriebspersonal eingesetzt.

 

Industriepartner

Unsere Industriepartner auf diesem Gebiet sind Unternehmen der chemischen Industrie, Energieversorger und Anlagenbauer.