Abstract
Als ein Konzept für die Speicherung von elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen wird für die Energiewende das Konzept Power-to-Gas (PtG) angedacht. Bei diesem Prozess wird elektrische Energie in die gasförmigen Energieträger Wasserstoff oder Methan umgewandelt. Der Aufbau einer Power-to-Gas-Anlage teilt sich hierbei in die Elektrolyse und die Methanisierung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Simulationsmodells für die Methanisierung als Teil eines Power-to-Gas Konzeptes. Es besteht aus einem Design- und Offdesignfall. Der Designfall ermittelt für einen Inputgasstrom mit bestimmter Zusammensetzung, Druck und Temperatur, die benötigte Reaktorgröße für den Auslegungsfall und die Zusammensetzung, Temperatur und Druck des Outputgases. Der Offdesignfall benutzt den Auslegungsreaktor, unter Berücksichtigung der Betriebsdauer und eventuell geänderter Parameter des Inputgases (Zusammensetzung, Temperatur und Druck) und bestimmt die Temperatur, Zusammensetzung und Druck des Gases am Ausgang des Reaktors. Für die Durchführung der Berechnung wurde das Simulationsmodell in Komponenten unterteilt, auf welche sowohl im Design als auch der Offdesign zugegriffen wird. Die Komponenten sind Gibbsmodell, Kinetikmodell, Wärmeverluste und Degradationsmodell. Bei der Verschaltung der Komponenten kommt ein Stufenmodell zum Einsatz. Als letztes wurde noch eine erfolgreiche Validierung durchgeführt mit anschließender Darstellung von ausgewählten Simulationsergebnissen. Hierfür wurden Simulationen mit Vergleichen von unterschiedlichen Drücken, Eingangstemperaturen, Zusammensetzungen und Katalysatoralter durchgeführt.
Titel in Übersetzung | Development of a simulation model for the methanation process of a power-to-gas plant in Ebsilon Professional |
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Originalsprache | Deutsch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 16 Dez. 2016 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2016 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis nullSchlagwörter
- Power-to-Gas
- Methanisierung
- Simulationsmodell