2016-10-01  –  2019-03-31

157.477,25 EUR

Technische Universität München - Wissenschaftszentrum Weihenstephan - Forschungsdepartment Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften - Lehrstuhl für Lebensmittelchemie und Molekulare Sensorik, Freising, Bayern

0324118B

Sonstiges im Rahmen der geothermischen Energie [EB1619]

01173064/1  –  HydroGeoFilt

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE4)

Energie

In der tiefen Geothermie Deutschlands werden Thermalwässer mit Volumenströmen von bis zu 150 l/s und Temperaturen bis zu 150°C gefördert. Die mitgeschwemmten Feststoffe sowie die entstehenden Ausfällungen im Transportsystem führen zu Verblockungen des Wärmetauschers und der Wegsamkeiten im Reservoir. Zum Einsatz kommen vor allem Kerzenfilter (Spaltweite 100 µm), die automatisch rückgespült werden. Durch Kalzit- und Eisensulfidablagerungen wachsen die Filterspalten von innen nach außen zu und verblocken die Kerzen bei hoher Fracht. Eine Rückspülung ist dann nicht mehr möglich. Die Kerzen müssen ausgebaut und aufwändig 12 bis 36 h lang gesäuert werden. Diese Effekte behindern einen geregelten Betrieb von tiefen Geothermie-Anlagen und führen zum Teil sogar zu Abschaltungen des Gesamtsystems, was zu erheblichen wirtschaftlichen Ausfällen für die Betreiber führt. Ziel ist die Konzeptionierung einer virtuellen Plattform, die in Abhängigkeit des Anlagenstandorts und damit regions- und fördertiefenabhängiger Wasserparameter Aussagen über benötigte Filtertechnologien und Prozessführungen (z.B. Reinigungszyklen) treffen kann. Für die Modellierung des Filters ist ein multidisziplinäres Zusammenspiel geeigneter Softwarepakete vorgesehen. Die geochemischen Betrachtungen beginnen mit dem OpenSource Tool PhreeqC und sollen mithilfe von ToughReact auf die dritte Dimension übertragen werden. Im weiteren Verlauf können auch Ergebnisse aus den numerischen Strömungssimulationen als Berechnungsgrundlage für das räumliche geochemische Problem exportiert werden. Um bereits in dieser Phase Akzente in Richtung konkreter Produktentwicklungsmethodik zu setzen ist eine Fluid-Struktur-Kopplung innerhalb der multiphysikalischen Umgebung Ansys geplant. So können die strömungsinduzierten Lasten auf die Konstruktion und damit ein Entwicklungsleitfaden für weitere Vorhaben abgeleitet werden. Als multifunktionelles und flexibles Verbindungsglied dient Matlab von MathWorks.