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Simulation der Strömung in Fermentern von Biogasanlagen1. Simulation of Fluid Flow in Biogas Fermenters

Abstract

Die Erfüllung der Mischaufgabe durch die Rührwerkstechnik in Biogasanlagen ist eine wesentliche Voraussetzung für eine optimale Vergärung und einen hohen Biogasertrag. Anhand von CFD‐Simulationen wird ein dreistufiges Zentralrührwerk auf Basis der Kriterien Energieverbrauch, Fähigkeit zur stofflichen und energetischen Homogenisierung und Verhinderung der Bildung von Schwimm‐ und Sinkschichten untersucht. Die Auswertung anhand geeigneter Kennzahlen weist auf eine unzureichende Durchmischung im oberen Teil des Fermenters und eine ungleichmäßige Belastung der Rührerwelle hin. Konstruktive Veränderungen am Rührorgan führen zu verbesserten Ergebnissen.

The performance of the stirring equipment in biogas plants is an essential prerequisite for optimal fermentation and high biogas yield. With the help of Computational Fluid Dynamics, a three‐stage central stirrer is evaluated by use of the criteria energy consumption, suitability for substantial and energetic homogenization, and prevention and destruction of particle agglomerations at the top and bottom of the tank. Analysis of the calculations with suitable performance numbers shows insufficient mixing in the upper part of the vessel and a non‐uniform impact on the shaft. Modifications made to the construction and the arrangement of the blades lead to improved results.

Die optimale Auslegung des Rührers in Biogasanlagen ist von wesentlicher Bedeutung für die Vergärung. Ein Fermenter mit dreistufigem Rührwerk wurde mit Hilfe von Strömungssimulationen hinsichtlich verschiedener Kriterien untersucht. Mit einem Kanalrad wurden zudem Geschwindigkeitsmessungen im Fermenter durchgeführt und die Ergebnisse mit der Simulation verglichen.

Autoren:   Hennig, Torsten; Dudlik, Andreas; Deerberg, Görge
Journal:   Chemie Ingenieur Technik - CIT
Band:   83
Ausgabe:   3
Jahrgang:   2011
Seiten:   331
DOI:   10.1002/cite.201000083
Erscheinungsdatum:   01.03.2011
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