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Systemanalyse am TUM-Campus Straubing

Die Professur für Regenerative Energiesysteme ­(TUM RES) ist im Verbundprojekt SynergyFuels für die Systemanalyse der Syntheserouten von erneuerbaren Kraftstoffen zuständig. Im Rahmen der Systemanalyse, wurden sämtliche Einzelprozesse (TCR, EXO, Methanolsynthese+ -reinigung, Isobutanolfermentation, Formaldehydproduktion, Ethersynthese, Alcohol-to-olefins, und Hyrotreatment mit Refining) in Aspen Plus simuliert. Dazu gehören die biochemischen und thermochemischen Synthesen sowie Aufreinigungen.

Es wurden, sofern vorhanden, experimentelle Daten der Arbeitspakete als Grundlage für die Simulationen verwendet. Simulierte Prozesse basierend auf experimentellen Daten sind thermokatalytisches Reforming (TCR), Isobutanolfermentierung sowie Ethersynthese und -reinigung zur OMBE-Herstellung. Die restlichen Prozesse wurden basierend auf einschlägiger Literatur erstellt.

ProzessDetailgradDatengrundlage
TCRniedrigExperimentell
EXOhochLiteratur
Methanolsynthese +
Destillation
hochLiteratur
Isobutanol FermentierungniedrigExperimentell
FormaldehydeniedrigLiteratur
Ethersynthese + Reinigung (OMBE)niedrigExperimentell
Alcohol-to-OlefinsmittelLiteratur
HydrotreatmenthochLiteratur
RefininghochLiteratur

Ein weiteres Ergebnis ist die Erarbeitung von sogenannten Fortran-Subroutinen in Aspen. Grundsätzlich ist die Funktion der Subroutinen identisch zu Calculatorblocks. Jedoch eigenen sich die Subroutinen deutlich besser für umfangreiche Berechnungen, da unter anderem Array- und Matrizenrechnungen möglich sind. Zudem ist die Programmierstruktur übersichtlicher als in Calculatorblocks. Die Subroutinen werden in Fortran77 programmiert und zur Berechnung von beispielsweise Kinetiken, Druck- und Wärmeverlusten sowie zur benutzerdefinierten Kolonnenauslegung und Stoffdatenberechnung genutzt. Die Subroutine wird kompiliert und in der Simulation hinterlegt. Anschließend wird sie wie eine gewöhnliche Aspen-Unit im Lösungsvorgang aufgerufen und berechnet um die Simulation zu lösen.

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