Projekttreffen STEP auf dem Firmengelände von ATS - Agro Trading & Solutions in Hardegsen (Foto: DBFZ)

StromBiogasSystemintegration

FKZ-Nr. 03EI5409

ProPhaSep - Flexibilisierung der Biogasproduktion durch Prozessphasenseparation und Dünnschlammrezirkulation

Schematische Darstellung einer Biogasanlage mit zweifacher Dünnschlammrezirkulation (Quelle: TUB)

Dauer

  • 01.01.2020 – 30.06.2022

Kontakt

Technische Universität Berlin
Fachgebiet Bioverfahrenstechnik
Ackerstraße 76
13355 Berlin

Prof. Peter Neubauer – Projektleiter
Telefon: +49 (0)30314 72269
E-Mail: peter.neubauer‍@‍tu-berlin.de

Dr. Anja Lemoine – direkte Ansprechpartnerin
Telefon: +49 (0)30 314 72527
E-Mail: a.lemoine‍@‍tu-berlin.de

Dr. Stefan Junne – weiterer Mitarbeiter
Telefon: +49 (0)30 314 72527
E-Mail: stefan.junne‍@‍tu-berlin.de

Partner

03EI5409B - Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e. V.
03EI5409C - FWE GmbH

Assoziierte Partner

Kooperationspartner

Unterauftragnehmer

ProPhaSep-Icon

Ergebnisse

Geplante Ergebnisse:

  • Anlageebene: Verfahren, Technikumanlage
  • Konzeptebene: Anlagenkonzept
  • Datenebene: Methode
  • Marktebene: Marktprognosen, Patente
  • Publikationen: Leitfäden, Handbücher, wissenschaftliche Papiere

Thema

Eine Flexibilisierung des Anlagenbetriebs hinsichtlich der Substrateinspeisung, der Energieerzeugung und der Nutzung von Seitenprodukten soll über eine stärkere Trennung der Prozessphasen innerhalb der in Bestandsanlagen vorherrschenden Konfiguration von Rührkesselreaktoren erfolgen. Dazu soll zwischen dem Hauptvergärer und dem Nachvergärer eine Dünnschlammrezirkulation eingebaut werden. Eine zweite Dünnschlammrezirkulation hinter dem Nachvergärer soll die Methanogenese stabilisieren. Die Rezirkulationen sollen mit Hilfe einer optimierten online-Messtechnik für gelösten Wasserstoff und gelöstes Methan geregelt werden.

Ziele

Ziel des Vorhabens ist es, neue Möglichkeiten eines marktfähigen Monitorings zu schaffen sowie innerhalb des Biogasanlagenbestands eine ökonomische Flexibilisierung des Anlagenbetriebs auf der Bioprozessseite zur einfacheren Systemintegration zu erreichen. Darüber hinaus soll der Prozess durch unterschiedliche Betriebsbedingungen in beiden Fermentern getrennt optimierbar werden und die Robustheit gegenüber schwierig zu hydrolysierenden Substraten, wie viele Rest- und Abfallstoffe, erhöht werden.

Maßnahmen

TUB

  • Etablierung einer Anlage zur Phasentrennung mit variablen Positionen zur Dünnschlammrezirkulation in einer Rührkesselkaskade in kontinuierlicher Kultur (hydrolytische, acidogene und acetogene Phase im ersten Reaktor, Methanogenese im zweiten Reaktor)
  • Regelung der Dünnschlammrezirkulation durch u. a. den Wasserstoffpartialdruck in der Flüssigphase als Regelgröße

KSI

  • Weiterentwicklung des extraktiven Messverfahrens zur online-Bestimmung gelöster Gase in Biogasmedien zur Optimierung folgender Parameter: Zuverlässigkeit im Praxiseinsatz, Miniaturisierung der Komponenten, Optimierung der Steuerung und der Einbindung in vorhandene Prozessleitsysteme und eine deutliche Verringerung des Einsatzes an Prozessmedien wie gereinigtem Trägergas
  • Adaption von Prototypen des Messsystems an Labor- und ggf. auch an Praxisanlagen für erste Tests und deren Begleitung

FWE

  • Auslegung der Prozesssteuerung und Integration in das vorhandene Prozessleitsystem
  • Demonstration der Funktionalität
  • Begleitung der Ausarbeitung von Verwertungskonzepten

Schwerpunkte

TUB

  • Prozesstechnik
  • Mikrobiologie

KSI

  • Mess- und Regelungstechnik

FWE

  • Anlagenherstellung
  • Beratung/Consulting
Extraktionssystem zur Messung gelöster Gase (Quelle: KSI Meinsberg)

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