Entwicklung von Rührwerksystemen mit optimalem Mischverhalten in Biogasanlagen und verringertem Energiebedarf mittels numerischer Strömungs-Simulation (CFD)
Abstract
Ziel dieses Projektes ist es das Mischverhalten sowie die Performance von Rührsystemen in Biogasanlagen zu erfassen, und mittels CFD-Simulation mathematisch darzustellen. Von diesen Computer-Simulationen kann das aktuelle Mischverhalten abgelesen werden. Daraus können Rückschlüsse auf optimale Reaktorgeometrien und Positionierung von Rühr¬systemen, optimale Rührwerkskombinationen sowie minimierter Energieeinsatz abgeleitet werden. Prinzipiell sollen mindestens 2 Biogasanlagen mit unterschiedlichen Rührwerksystemen er-fasst werden. Die rheologische Beschreibung der Fermenterinhalte (Gärgut) wird basierend auf bestehen-den Daten verfeinert und präzisiert. In Abhängigkeit von Korngrößenverteilungen (Halmlän-gen etc.) sowie eingesetzten Substraten wird die Viskosität sowie das rheologische Verhal-ten experimentell erfasst. Durch die Datenaufnahme bei bestehenden Biogasanlagen (Reaktor- und Rührwerksgeo¬metrien) kann in einem ersten Schritt das aktuelle Mischverhalten dargestellt werden. Da-durch können Hinweise auf die Optimierung der in diesem Projekt beteiligten Biogas¬anlagen hinsichtlich Mischgüte und Energieeinsatz abgeleitet werden. Die CFD-Modelle werden durch ein Validierungsverfahren überprüft. Durch punktuelle Zuga-be von Bacillus globigii werden Rührkessel-Response-Kurven aufgenommen. Das Grundmodell der CFD-Simulation wird dann soweit modifiziert damit Aussagen über folgende Fragestellungen getroffen werden können: Optimierung Mischverhalten bei bestehenden Anlagen Optimierung Rührwerkgeometrie im Fermenter Minimierung Energieeinsatz bei bestehenden Rührsystemen Optimales Rührsystem bei landw. Biogasanlagen Endprodukte: Für bestehende Konzepte/Betreiber Leitfaden zum optimalen Misch-Algorithmus Hinweise auf Totzonen Minimierter Energieeinsatz bei optimaler Erreichung des Mischzieles Für Neu-Konzepte / Konstrukteure Einsatzgrenzen von Rührwerk-Systemen (Langsam-, Schnellläufer; Propeller-, Paddelrühr-werke, Mischung aus diesen Gruppen) Beste Anordnung im Fermenter Minimierter Energieeinsatz
Biogas Fluidsimulation Rührwerke CFD
Publikationen
Zwischenbericht zum Projekt AD.CFD (Entwicklung von Rührwerksystemen mit optimalem Mischverhalten in Biogasanlagen und verringertem Energiebedarf mittels numerischer Strömungssimulation)
Autoren: Pohn, S; Kamarad, L; Harasek, M; Bochmann, G Jahr: 2010
Projektbericht
Endbericht zum Projekt AD.CFD (Entwicklung von Rührwerksystemen mit optimalem Mischverhalten in Biogasanlagen und verringertem Energiebedarf mittels numerischer Strömungssimulation)
Autoren: Pohn, S; Kamarad, L; Harasek, M; Bochmann, G Jahr: 2011
Projektbericht
Mitarbeiter*innen
Günther Bochmann
Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Günther Bochmann
guenther.bochmann@boku.ac.at
BOKU Projektleiter*in
01.05.2008 - 31.12.2010
Ludek Poschmaier-Kamarad
Ludek Poschmaier-Kamarad Ph.D.
ludek.kamarad@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-97424, 97461
Projektmitarbeiter*in
01.05.2008 - 31.12.2010
BOKU Partner
Externe Partner
AAT Abwasser- und Abfalltechnik GmbH & Co
Egon Arnold
Partner
Öko Energie Strem reg. Gen. mbH
Ing. Siegfried Legath
Partner
Rohkraft - Ing. Karl Pfiel GmbH
Ing. Karl Pfiel
Partner
Thöni Industriebetriebe GmbH
DI(Fh) Michael Krismer
Partner
Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik
DI Dr. Michael Harasek
Koordinator