Anwendung prädiktiver Modellierungsmethoden zur Modellierung der Flüchtigenfreisetzung unter Flugstrombedingungen

Institut

Lehrstuhl für Energiesysteme

Typ

Masterarbeit /

Inhalt

theoretisch /  

Beschreibung

Angesichts der klimabedingten Ressourcen- und Energiewende sowie der hohen Importabhängigkeit fossiler Rohstoffe,
ist die Erschließung neuer Rohstoffe, wie z.B. biogener Reststoffe oder Kunststoff-Abfällen von größter
Bedeutung. Das Schließen des Kohlenstoffkreislaufs stellt zudem einen wichtigen Aspekt zur nachhaltigeren Gestaltung
der chemischen Industrie dar. Eine vielversprechende Möglichkeit liegt hierbei in der Flugstromvergasung
zur Umwandlung von Reststoffen oder Biomassen zu hochqualitativem Synthesegas (H2 & CO), welches anschließend
z.B. in IGCC-Kraftwerken verstromt oder in katalytischen Synthesen beispielsweise zu Basischemikalien wie
Methanol oder auch zu FT-Produkten umgesetzt werden kann.
Der erste Schritt bei thermochemischen Umwandlungsprozessen ist die Flüchtigenfreisetzung, die eine entscheidende
Rolle bei der Bestimmung des Konversionsverhaltens des Brennstoffs im Vergaser/Verbrenner spielt. Daher
wird am Lehrstuhl für Energiesysteme (LES) die Freisetzung von flüchtigen Bestandteilen unabhängig von der
Vergasungs-/Ausbrandreaktion mit Hilfe eines Drahtnetzreaktors (DNR) untersucht. Dieser Aufbau ermöglicht die
experimentelle Bestimmung verschiedener Einflüsse wie Temperatur, Druck und Heizrate. Um die Ressourceneffizienz
in der Zukunft zu erhöhen - sowohl finanziell als auch in Bezug auf die Arbeitszeit - wird ein Vorhersagemodell
für die Freisetzung von flüchtigen Bestandteilen entwickelt.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein bestehendes Vorhersagemodell, das die Freisetzung von flüchtigen Stoffen aus Rückständen
und Biomasse vorhersagen kann, zu verbessern. In einem ersten Schritt muss der aktuelle Stand des
Modells analysiert werden. Hierfür werden Daten aus der Literatur und früheren experimentellen Arbeiten am
Lehrstuhl gesichtet, um potenziell nützliche Korrelationen zu ermitteln und die bisher verwendeten Korrelationen
zu überprüfen. Darüber hinaus wird eine Literaturrecherche zu prädiktiven Modellierungsmethoden durchgeführt.
Im Anschluss wird das Vorhersagemodell für die Freisetzung flüchtiger Stoffe weiterentwickelt. In einem letzten
Schritt werden sorgfältig ausgewählte Experimente im WMR durchgeführt, um das entwickelte Modell zu validieren.
Die Ergebnisse werden dann mit der vorhandenen Literatur verglichen und schriftlich dokumentiert.

 

Beginn ab: 01.06.2025
Kontakt: M. Sc. Lukas Springmann /M.Sc. Johannes Haimerl
Raum: MW 3711 / MW 3708
Tel.: 089 289 16292 / 089 289 16284
Email: lukas.springmann@tum.de / Johannes.haimerl@tum.de

Voraussetzungen

Anforderungen

• Selbstständige Arbeitsweise
• Zuverlässigkeit und Eigenverantwortung
• Programmierkenntnisse wünschenswert

Arbeitspakete:

• Einarbeitung in prädiktive Modellierungsmethoden, sowie die Grundlagen der Flugstromvergasung
• Entwicklung eines prädiktiven Modells und experimentelle Validierung des Modells
• Dokumentation der Arbeiten und regelmäßige Besprechung mit dem Betreuer

Möglicher Beginn

01.06.2025

Kontakt

Lukas Springmann, M. Sc.
Raum: MW 3711
Tel.: 089 289 16292
Lukas.springmanntum.de

Ausschreibung