BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Dissertation:
Alexander Martin Domnanovich
(2017):
Untersuchungen zur Modellierung und Regelung von Biogas-Prozessen.
Dissertation - Institut für Biotechnologie,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 129.
UB BOKU
obvsg
- Abstract:
- Das Verfahren der anaeroben Vergärung wird oft zur Stabilisierung von Klärschlamm bzw. zum Abbau organischer Abfälle oder landwirtschaftlicher Produkte angewandt. Das entstehende Biogas wird meistens zur Verstromung eingesetzt. Um mit gängigen fossilen Energieträgern mittel- oder langfristig konkurrieren zu können, muss die Wirtschaftlichkeit solcher Verfahren verbessert werden. Dies kann zB durch die Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades von der Vergärung bis zur Umwandlung in elektrische Energie geschehen. Eine Möglichkeit, den Wirkungsgrad des Biogas-Prozesses zu erhöhen ist es, diesen mit Hilfe eines einfachen und anwendbaren Regelungssystems zu optimieren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden vier anaerobe kontinuierliche Rührkesselreaktoren im Labormaßstab über einen Zeitraum von drei Jahren betrieben, um Messdaten für eine Prozessmodellierung zu generieren. Mit Hilfe von künstlichen neuronalen Netzen wurden diverse Prozessparameter mit unterschiedlichen Eingangsvariablenkombinationen modelliert. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass auch Modelle mit ausschließlich online messbaren Eingangsvariablen Prozessparameter, wie die raumbezogene Gasproduktion, den Methangehalt oder den pH-Wert gut prognostizieren können. Darüber hinaus wurde ein „Decision Support Tool“ entwickelt und an den Laborreaktoren angewandt. Eine Erhöhung der Biogasproduktion konnte dabei erreicht werden. Eine weitere Möglichkeit, eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades einer Biogasanlage zu bewerkstelligen ist es, Energiewandler mit einem höheren elektrischen Wirkungsgrad, wie zB Brennstoffzellen, einzusetzen. Diese erfordern aber unter anderem im Reformprozess eine hohe Biogasreinheit. Spurenkomponenten im Biogas, wie zB Siloxane, sind zu minimieren oder zu vermeiden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde auch das Vorkommen von Siloxanen in Biogas-Prozessen im Labormaßstab untersucht, um den Zusammenhang zwischen den dem Prozess zugeführten und den im Biogas gemessenen Siloxanen zu ermitteln.
- Betreuer: Holubar Peter