Scale-Up einer Biogasanlage durch Untersuchung des Vermischungsprozesses mithilfe von CFD


In der vorliegenden Arbeit wurden das Mischverhalten und die Leistung von Rührwerken in Biogasanlagen untersucht, um den Scale-Up-Prozess durch CFD-Analysen zu unterstützen. Das Fermentationsmedium wurde unter Verwendung eines Euler-Euler-Mehrphasenmodells implementiert. Die Beschreibung der spezifischen Materialeigenschaften wurde durch UDFs (User Defined Functions) erreicht. CFD erwies sich als nützliches Werkzeug für diese Art von Problemdefinition. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit wurden in der Praxis erfolgreich umgesetzt: Die erste Einrichtung in Scale-Up-Dimensionen ist schon in Betrieb und reduziert die CO2-Emissionen in der Produktion von Biogas.


Zeitliche Entwicklung der Durchschnittsgeschwindigkeit, Leistungsaufnahme und Vermischungseigenschaften

 

CFD kann verwendet werden, um die Fluiddynamik in einem geschlossenen System zu modellieren und vorherzusagen. Demnach könnte es helfen, die optimale Geometrie des Fermenters, die Position und Kombinationen von Rührwerkzeugen zu planen um den Energiebedarf zu reduzieren. Dieser Strategie folgend kann die Energieeffizienz solcher Einrichtungen erhöht werden, sowie die Netto-Emissionen von treibhausaktivem CO2 reduziert werden.

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