AiF-FV-Nummer 23701

Optimierung des dynamischen Biogas-zu-Methanol-Prozesses unter Verwendung der inline Raman-Spektroskopie

Status & Laufzeit

Laufend: 01.03.2025 bis 31.08.2027

Forschungsstellen

Zusammenfassung

In dem Vorhaben soll das innovative Biogas-to-Methanol-Verfahren (B2M) für den dynamischen Betrieb hinsichtlich der Methanol-Ausbeute und -Reinheit optimiert werden. Durch die Kopplung von autothermer Reformierung und Methanolsynthese nimmt die Einstellung stationärer Betriebszustände bei Änderungen der Betriebsparameter in der Regel längere Zeiträume in Anspruch. Es soll untersucht werden, ob durch die inline Analytik mit Raman-Spektroskopie die Veränderungen der Fluidzusammensetzung in Echtzeit verfolgt und diese zusätzlichen Informationen zur Entwicklung einer robusten Regelung des Biogas-to-Methanol-Verfahrens auch im Aussetz- und Teillastbetrieb genutzt werden können. Durch verfahrenstechnische Optimierungen werden deutliche Verbesserungen der Methanolausbeute des Biogas-to-Methanol-Verfahrens erwartet. Der Lösungsweg besteht nach der Umrüstung der Pilot- und Laboranlagen aus experimentellen Untersuchungen zur Entwicklung einer Messmethode basierend auf Raman-Spektroskopie sowie eines Regelungskonzepts für die gekoppelte B2M-Anlage und deren experimenteller Validierung in mehrwöchigen Anwendungstests an einer Pilotanlage. Dabei werden typische Lastfälle für verschiedene Szenarien betrachtet, wofür ein Prozessmodell der Pilotanlage weiterentwickelt und an die geänderten Betriebsparameter angepasst. Das Prozessmodell dient nicht nur zur Simulation der Lastfälle sondern auch zur Ableitung von techno-ökonomischen und ökologischen Kennzahlen. Das Projekt zielt auf die Weiterentwicklung der B2M-Technologie, um deren Einsatz zur wirtschaftlichen Produktion von Methanol an bestehenden Biogasanlagen realisierbar zu machen und deren überwiegend kleinen und mittelständischen Betreibern eine alternative Nutzungsoption für Biogas zu schaffen. Von den Ergebnissen profitieren vor allem KMU aus den Branchen Energie- und Umwelttechnik sowie des Anlagenbaus und deren Zulieferer. Hierzu gehören auch Anbieter von MSR- und Analysentechnologie.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über den Projektträger AiF (bis 2023) bzw. DLR im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.