Energie- und ressourceneffiziente Prozesse
Durch Entwicklung und Anwendung moderner Simulationswerkzeuge und Messverfahren tragen wir zu einem verbessertes Verständnis skalenübergreifender Transportprozesse in energieintensiven Prozessen der chemischen und thermischen Verfahrenstechnik bei. Auf dieser Basis entwickeln und untersuchen wir moderne Konzepte der Prozessintensivierung.
Transportprozesse in Blasensäulenreaktoren
Blasensäulen zählen zu den am häufigsten verwendeten Apparaten im Bereich der chemischen, petrochemischen und pharmazeutischen Industrie. Aufgrund des großen ökologischen Fußabdrucks vieler darin ablaufender Prozesse tragen Beiträge zur Reaktor- und Verfahrensoptimierung zu erheblichen Einsparungen beim Energieeinsatz, bei der Emission von Treibhausgasen und beim Einsatz von Katalysatormaterial bei.
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Prozessintensivierung in Mehrphasenreaktoren
In den letzten Jahren ist ein wachsendes Interesse der chemischen Industrie an Konzepten zur Prozessintensivierung in Mehrphasenreaktoren zu beobachten. Unsere Forschung untersucht verschiedene Möglichkeiten, um verfahrenstechnische Abläufe in Mehrphasenreaktoren zu intensivieren.
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Effiziente thermische Trennverfahren
Fluide Trennprozesse wie Rektifikation, Destillation, Absorption, Desorption und Extraktion sind zentrale Grundoperationen in praktisch allen Sparten der Prozessindustrie. Die Dampf-Flüssig-Trennoperationen stellen in der Regel die energieintensivsten Verfahrensschritte dar, da mehrfache Verdampfungs- und Kondensationsvorgänge involviert sind.
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Effiziente biologische Abwasserbehandlung
Die Entsorgung und die Aufbereitung des im kommunalen und industriellen Umfeld anfallenden Abwassers zur Vermeidung der Verschmutzung und Eutrophierung von Fließgewässern ist von zentraler Bedeutung für einen nachhaltigen Umgang mit der Ressource Wasser.
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Hydrodynamik der Flotation
Um Feststoff-Flüssigkeitsgemische zu trennen, werden bei der Schaumschwimmaufbereitung Gasblasen in das System eingetragen an denen die Feststoffpartikel aufgrund ihrer unterschiedlichen Oberflächenbenetzbarkeiten anhaften. Die Entwicklung eines Dreiphasenmodells zur Simulation der Partikelanlagerung an Gasblasengrenzflächen und anschließende mikroskalige Validierungsexperimente mit dem hauseigenen Prozessmikroskop sollen helfen, die Vorgänge besser zu verstehen und somit die Gewinnungsrate zu verbessern.
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Analyse von Energiesystemen
Eine nachhaltige Gesellschaft braucht einen der Energieproduktion angepassten Energieverbrauch. Als ein wichtiger Verbraucher muss sich auch die chemische Industrie anpassen, um größere Mengen an erneuerbarem Strom zu nutzen.
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Chemische Energiespeicherung durch Methanolsynthese in einem tubularen Dampfelektrolyseur
Eine vielversprechende Möglichkeit zur Umwandlung der Elektroenergie in chemische Energieträger besteht in der dezentralen Herstellung von Methanol oder höheren flüssigen Kohlenwasserstoffen aus CO2 und Elektrolyse-Wasserstoff, der aus fluktuierenden regenerativen Energiequellen erzeugt wird.
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