Strombasierte, energieeffiziente und intelligente Trocknung mit überhitztem Wasserdampf als Beitrag für die Dekarbonisierung in der Industrie, Teilvorhaben: Stoffspezifische Trocknung von Kieselsäure in überhitztem Dampf

Description: Das Ziel des Vorhabens 'LowCarbDry' ist die Entwicklung eines strombasierten, energieeffizienten und intelligenten Dampftrocknungsverfahrens, der zur Dekarbonisierung in der Industrie beiträgt. Die Hauptidee der Entwicklung besteht darin, die Technologie der Heißdampftrocknung (Superheated Steam SHS in engl.) mit der mechanischen Brüdenverdichtung (Spezialform der Wärmepumpe mit Wasser als Kältemittel) zu kombinieren, um den Energieverbrauch der Trocknung deutlich zu reduzieren (Faktor 2 bis 4 in Abhängigkeit von der angestrebten Prozesstemperatur) und gleichzeitig eine Kopplung zwischen dem Wärme- und Stromsektor zu erreichen (Shift von fossilen zu regenerativen Energien). Ein Schwerpunkt des Vorhabens liegt auf der Weiterentwicklung und Optimierung der SHS-Technologie für die Sprühtrocknung von Kieselsäure. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung eines innovativen Verdichtungssystems, das durch die Konstruktion neuartiger Turbokompressoren und einer mehrstufigen Konfiguration einen Hochtemperaturlift (50-60K) ermöglicht. Um eine optimierte Integration beider Systeme zu ermöglichen, stellt ein weiterer Schwerpunkt des Projekts die Entwicklung modellprädiktiven Regelungsstrategien zur Optimierung der Energieeffizienz und Erhöhung des grünen Anteils der Energieinput durch die Nutzung von Echtzeit-Stromprognose. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird eine Demonstrationsanlage (ca. 40 kg/h Verdampfungsleistung) für die Sprühtrocknung von Kieselsäure entwickelt, gebaut und demonstriert. Schließlich wird ein Konzept für das Scale-up der Technologie entwickelt, um einen schnellen und effizienten Einsatz in der Produktion zu ermöglichen und einer erfolgreichen Verwertung der Ergebnisse zu erzielen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Kältemittel ? Wasserdampf ? Elektrizitätswirtschaft ? Erneuerbare Energie ? Wärmepumpe ? Fossiles Wasser ? Dekarbonisierung ? Energieverbrauch ? Energieeffizienz ? Brüdenkompression ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Evonik Operations GmbH (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-09-01 - 2026-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Material-specific drying of silica in superheated steam
  Description: The aim of the project 'LowCarbDry' is to develop an electricity-based, energy-efficient and intelligent steam drying process that contributes to decarbonization in industry. The main idea of the development is to combine the technology of superheated steam drying (SHS in English) with mechanical vapor recompression (special form of heat pump with water as refrigerant) in order to significantly reduce the energy consumption of drying (factor 2 to 4 depending on the targeted process temperature) and at the same time to achieve a coupling between the heat and power sector (shift from fossil to renewable energy). One focus of the project is on the further development and optimization of SHS technology for spray drying of silica. Another focus is the development of an innovative compression system that enables a high temperature lift (50-60K) through the design of novel turbo compressors and a multi-stage configuration. To enable optimized integration of both systems, another focus of the project is to develop model predictive control strategies to optimize energy efficiency and increase the green fraction of energy input by using real-time power prediction. Based on the gained knowledge, a demonstration plant (about 40 kg/h evaporation capacity) for spray drying of silica will be developed, built and demonstrated. Finally, a concept for the scale-up of the technology will be developed to enable a fast and efficient application in production and a successful exploitation of the results. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1129748

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.46
• Findability: 0.53

  • Title: 0.00
  • Description: 0.15
  • Identifier: false
  • Keywords: 1.00
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.