Optimierung des dynamischen Biogas-zu-Methanol-Prozesses unter Verwendung der Inline-Raman-Spektroskopie
Status & Laufzeit
Laufzeit: 01.03.2025 – 31.08.2027
Zusammenfassung
IUTA startet Forschungsprojekt zur Regelung dynamischer Biogas-zu-Methanol-Prozesse
Der Biogassektor steht vor einem Umbruch: Sinkende Ausschreibungsvolumina und steigende Flexibilitätsanforderungen setzen insbesondere Betreiber größerer Anlagen unter Druck. Gleichzeitig wächst der Bedarf an neuen, wirtschaftlich tragfähigen Nutzungspfaden. Eine vielversprechende Option ist die Herstellung von regenerativem Methanol.
Die Herausforderung: Durch die enge Kopplung von autothermer Reformierung und Methanolsynthese beim Biogas-zu-Methanol-Verfahren (B2M) erfordern veränderliche Prozessbedingungen bislang lange Einstellzeiten für stationäre Betriebszustände.
Genau hier setzt das neue Projekt B2M-Raman an, in dem das B2M-Verfahren für den dynamischen Betrieb weiterentwickelt wird.
Mit Hilfe der Inline-Raman-Spektroskopie soll untersucht werden, ob Veränderungen der Gas- und Fluidzusammensetzung im Prozess in Echtzeit erfasst werden können. Diese zusätzlichen Informationen könnten den Weg zu einer deutlich robusteren und schnelleren Regelung des B2M-Prozesses ebnen – selbst im Aussetz- und Teillastbetrieb. Ziel ist es, die Ausbeute und Reinheit von Methanol auch unter wechselnden Lastbedingungen zu optimieren.
Umgesetzt wird das Vorhaben an einer bestehenden Versuchsanlage, die durch den Einsatz eines angepassten Katalysators und einen höheren Druck in der Methanolsynthese sowie eine Purgegasrückführung in die autotherme Reformierung für den Einsatz auf einer Klär- oder Biogasanlage optimiert wird. Diese Arbeiten werden maßgeblich vom Forschungsinstitut für Wasserwirtschaft und Klimazukunft an der RWTH Aachen e. V. (FiW) und der OWI Science for Fuels gGmbH durchgeführt, während das Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V. (IUTA) für die Integration der Raman-Spektroskopie in die Anlagenregelung verantwortlich ist.
Das Projekt richtet sich an ein breites Branchenspektrum: Bio- und Klärgasproduzenten, Katalysator- und Anlagenentwickler, Planer, MSR-Technologieanbieter sowie Anwender von Methanol als Kraft-, Brenn- oder Rohstoff. Für sie alle eröffnet die Kombination aus innovativer Prozessführung und Echtzeit-Analytik neue Perspektiven für eine wirtschaftlich und ökologisch attraktive Nutzung von Klär- und Biogas.
Ausschnitt der Pilotanlage zur Herstellung von Bio-Methanol aus Klärgasen
Forschungsstellen:
Forschungsinstitut für Wasserwirtschaft und Klimazukunft an der RWTH Aachen e. V.
Oel-Wärme-Institut gGmbH (Aachen)
Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V. (Duisburg)
Förderhinweis
Das IGF-Projekt 01IF23701N der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
