Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSTeilvorhaben: Einsatz der Prozesstomographie zur Optimierung des Methanbildungsprozesses
Die Nutzung von Power-to-Gas ist eine wesentliche Voraussetzung, um die gesteckten Ziele der Energiewende zu erfüllen. Als besonders vorteilhaft werden Ex-situ-Verfahren zur biologischen Methanisierung dargestellt. Die Einführung derartiger Verfahren beispielsweise auf Biogasanlagen erfordert jedoch eine Weiterentwicklung der derzeit bekannten technischen Lösungen hin zu effizienten und wirtschaftlichen Anlagen. Entsprechend Expertenschätzungen wird ein flächendeckender Einsatz von Power-to-Gas-Anlagen ab 2030 erwartet.
Gesamtzielstellung des Projektes »BioStore« ist die Entwicklung eines reaktionskinetisch angepassten Reaktordesigns mit optimierter Gasinjektion zur Erzielung von Wasserstoff-Umsätzen von 99 % und daraus resultierende Methangehalte im Produktgas > 95 % unter Beachtung eines wirtschaftlich rentablen energetischen Aufwandes zur Methanisierung. Durch Einbeziehung der am FhG-IKTS erfolgreich zur Bewertung von Mehrphasensystemen eingesetzten Prozesstomographie wird der Gesamtprozess der Methanisierung so qualifiziert, dass ein wirtschaftliches Verfahren zur Nachrüstung von Biogasanlagen zur Verfügung steht.
Im Vorhaben werden folgende Ansatzpunkte verfolgt:
- Einsatz eines angepassten Gaseinbringsystems zur Erzeugung feindisperser Gasblasen,
- Nutzung einer strömungstechnisch optimierten Gestaltung von Einbauten,
- Wahl einer biochemisch als auch verfahrenstechnisch angepassten Konzentration an methanbildenden Mikroorganismen im Reaktor und
- Wahl optimierter Prozessparameter wie beispielsweise der Gasgeschwindigkeit.
Die geplante Kopplung der prozesstomographischen Bewertung und die vorzunehmende Quantifizierung der reaktionskinetischen Prozessabläufe in einem Methanisierungsreaktor bildet die Grundlage zur Erfüllung der gestellten Projektziele.
Finanzierung: SAB/EFRE
Projektzeitrum: Juli 2018 bis November 2021
Projektpartner: DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg, An-Institut der TU Bergakademie Freiberg (DBI-GTI)
