Verfahrenstechnik
Kurzfassung
Ressourcenschonende verfahrenstechnische Systeme
Im Auftrag unserer Kunden konzeptionieren und optimieren wir unterschiedliche verfahrenstechnische Systeme. Hierbei kommt uns unsere langjährige Erfahrung mit dynamischen Modellierungen und Simulationen – beispielsweise zu Kraftwerken, Kläranlagen, Direct Air Carbon Capture (DAC) oder Trocknungsprozessen – zugute.
Kraftwerke
Dynamische Simulation von Kraftwerken
Bei der dynamischen Simulation von großtechnischen Wasser-Dampf-Kreisläufen, wie sie in Kraftwerken vorliegen, können wir bei TLK auf langjährige Erfahrung zurückgreifen. Wir nutzen die Software-Bibliothek ClaRa+ – entwickelt von TLK-Thermo und XRG Simulation – um kraftwerkstechnische Anlagen dynamisch zu simulieren und aktuelle Fragestellungen des Kraftwerkbetriebs beantworten zu können. Beispielsweise können wir mit dieser Bibliothek komplexe, fossil befeuerte Kraftwerksprozesse im Hinblick auf die energetische Bewertung von CO2-Abscheidung und deren Regelbarkeit modellieren.
Abbildung 1: Ausschnitt des dynamischen Modells eines Wasser-Dampf-Kreislaufs, umgesetzt mit ClaRa+
Kläranlagen
Modellierung und Bewertung von thermisch hochvernetzten Kläranlagen
Abbildung 2: Methoden und Modelle für den Entwurf und dynamischen Betrieb von thermisch hochvernetzten Kläranlagen
Mit unserer internen Kläranlangen-Modellbibliothek können wir die relevanten biologischen Prozesse der Abwasserreinigung, Faulgasproduktion, thermischen Schlammverwertungs- und Trocknungsverfahren sowie die thermische Vernetzung der Anlagen für unsere Kunden abbilden. Diese auf Modelica basierende Bibliothek wurde von uns im Rahmen des Projekts CYKATT (Entwurf und Bewertung cyberphysischer Kläranlagenkonzepte mit thermisch hochvernetzten Teilprozessen) in Zusammenarbeit mit unseren Projektpartnern entwickelt.
Direct-Air-Capture (DAC)
Analyse von atmosphärischen CO2-Abscheideprozessen
DAC-Verfahren sind technische Prozesse der atmosphärischen CO2-Abscheidung. Zukünftig können sie beispielsweise dafür eingesetzt werden, CO2 für verfahrenstechnische Prozesse zu gewinnen oder die Atmosphäre von CO2 zu reinigen.
Wir modellieren und simulieren für unsere Kunden verschiedene Direct-Air-Capture Verfahren (DAC-Verfahren), um die damit zusammenhängenden Fragestellungen zu behandeln. Dabei vergleichen und bewerten wir einerseits unterschiedliche Gesamtkonzepte; andererseits betrachten wir Detailfragen, wie z.B. die Ad- und Desorption von CO2 und anderen störenden Stoffen auf aminfunktionalisierten Adsorbermaterialien.
Abbildung 3: Dynamisches Modell eines Adsorptionsprozesses mit einem aminfunktionalisierten Adsorbermaterial. Mehr Informationen zum TIL AddOn Adsorption unter: https://tlk-energy.de/software/til-suite/adsorption
Trocknungsprozesse
Modellierung von Diffusion, Sorption und Verdampfung
In vielen verfahrenstechnischen Anlangen ist die Auslegung von Trocknungsprozessen eine zentrale Herausforderung. Durch die Simulation von Trocknungsprozessen können der Auslegungsprozess beschleunigt und das Potential für Effizienzsteigerung dieser meist energieintensiven Trocknung aufgedeckt werden.
TLK verfügt über Erfahrungen mit der Modellierung unterschiedlicher Trocknungsprozesse: von der Trocknung von Batterieelektroden über die Trocknung von Klärschlamm bis hin zur Wäschetrocknung. Die Modellierungen, die wir unseren Kunden anbieten, umfassen je nach Prozess sowohl Diffusions- und Sorptionsprozesse als auch die direkte Verdampfung, beispielsweise mit überhitztem Wasserdampf.
