S-PEC

Schönberg - Process Engineering Calculations

  • Individuell angepasste Simulationen von Prozessen und einzelnen Prozesseinheiten in MS-Excel.
  • Bilanzieren von Anlagen sowie energetische Betrachtung des Gesamtkonzeptes.

Variable Stoff- und Energiebilanzen geben einen Einblick in das Zusammenspiel der einzelnen Prozesseinheiten und liefern so die Basis für Auslegung und Optimierung von Anlagen.

Beispiel 1: Stationäre Wirbelschicht mit Dampferzeuger

In dieser Prozess Simulation ist eine stationäre Wirbelschicht mit Dampferzeuger dargestellt. Der Brennraum ist mit einem Zellenmodell in mehrere Bereiche unterteilt und wird fluiddynamisch, chemisch und thermodynamisch beschrieben. Dies erlaubt unterschiedliche Einstellungen von z.B. Rez-Gas Mengen und Frischluftzufuhr zu simulieren.

Dabei werden die Auswirkungen auf den Dampferzeugerkreislauf ebenfalls simultan mitbetrachtet. Zudem werden für die jeweiligen Einstellungen Diagramme (Reh-Diagramm, Wärmestromdichten, Gaszusammensetzungen, usw.) erstellt. Dadurch lassen sich die Auswirkungen bestimmter Betriebsweisen bereits vorab erkennen.


Beispiel 2: Flash-Reaktor Pilot Anlage

Diese Anlage wurde ausgelegt um Zink aus Stäuben der Stahlproduktion zurückzugewinnen. Ausgehend von einer variablen Stoff- und Energiebilanzierung erfolgt das Basic-Design der einzelnen Prozesseinheiten.

Die Bilanzdaten der ausgelegten Einheiten fließen dann wieder in die Bilanzierung ein. Für das Basic-Design werden einzelne Einheiten modelliert, um kinetische Aspekte einfließen zu lassen. So ergibt sich z.B. die notwendige Länge der Quench-Einheit. Diese Pilotanlage wird am Institut für Thermoprozesstechnik in Leoben betrieben.


Beispiel 3: Vergasung fester Brennstoffe

Bei der Vergasung von festen Brennstoffen entstehen abhängig von Temperatur und Vergasungsatmosphäre unterschiedliche Gaszusammensetzungen. Dabei kann auch ein Anteil, des aus der folgenden Verbrennung entstehenden Abgases, als „Rez-Gas“ der Vergasung zugeführt werden. Mittels simultaner Berechnung des chemisch-thermodynamischen Gleichgewichts lässt sich eine große Bandbreite verschiedener Möglichkeiten darstellen und somit eine individuell optimale Betriebsweise finden.

 


  • Individually adapted simulations of processes and process units in MS-Excel.

  • Balancing of plants and energetic contemplation of the overall concept.

Variable mass and energy balances give an insight into the interaction between the individual process units and so provide the basis for design and optimization of plants.

Example 1: Stationary fluidized bed with steam generator

In this process simulation, a stationary fluidized bed with steam generator is shown. The furnace is subdivided into a number of regions by a cell model and is described in terms of fluid dynamics, chemistry and thermodynamics. This allows different settings of e.g. simulate Rez-gas volumes and combustion air intake.

The effects on the steam generator cycle are also considered simultaneously. In addition, diagrams are created for the respective settings (state-diagram, heat flow densities, gas compositions, etc.). As a result, the effects of certain modes of operation can already be detected in advance.


Example 2: Flash reactor pilot plant

This plant was designed to recover zinc from steel production dusts. Based on a variable material and energy balance, the basic design of the individual process units takes place.

The balance data of the designed units are then included in the balance calculation again. For basic design, individual units are modelled to incorporate kinetic aspects. This results, for example, the necessary length of the quench unit. This pilot plant is operated on the Chair of Thermal Processing Technology in Leoben.


Example 3: Gasification of solid fuels

The gasification of solid fuels produces different gas compositions depending on the temperature and the gasification atmosphere. In this case, a proportion of, resulting from the following combustion exhaust gas can be supplied as a "Rez gas" to the gasification. By means of simultaneous calculation of the chemical-thermodynamic equilibrium a wide range of different possibilities can be represented and thus an individually optimal mode of operation can be found.