Abschlussarbeiten

Das EST bietet den Studierenden der TU Darmstadt eine Vielzahl interessanter, auf den aktuellen Forschungsthemen basierender Abschlussarbeiten mit experimentellen, simulativen sowie konstuktiven Schwerpunkten. Von Anfragen zur Betreuung externer Arbeiten bitten wir abzusehen.

Beachten Sie zusätzlich zu den hier ausgeschriebenen Abschlussarbeiten auch die Aushänge am schwarzen Brett des Instituts (L1|01, 3. Obergeschoss).

  • Analyse und Modellierung der Pyrolyse nachhaltiger kohlenstoffhaltiger Brennstoffe

    Analysis and modeling of pyrolysis of sustainable carbon-based fuels

    29.11.2022

    Masterthesis, Advanced Design Project (ADP)

    Ziel dieser Arbeit ist eine tiefergehende Untersuchung der Pyrolyse und die Entwicklung eines Modells zur Vorhersage der Pyrolyseprodukte. Durch eine Literaturrecherche werden die wichtigsten thermochemischen Prozesse identifiziert. Der Fokus liegt dabei auf ausgewählten nachhaltigen Brennstoffen und deren Charakteristika. Die Pyrolyse wird im Nachgang in Matlab simuliert. Das Modell wird dabei durch Reduktion der Komplexität und Anzahl der beteiligten Reaktionen und Komponenten vereinfacht, sodass eine Integration der Pyrolyse in bestehende Prozess- und CFD-Modelle erfolgen kann.

    Betreuer/innen: M.Sc. Christoph Graf, M.Sc. Jens Kaltenmorgen

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  • Bestimmung der Oxidationskinetik von Eisen als CO2-freier Energieträger mittels thermogravimetrischer Analyse

    Experimental investigation of the oxidation kinetics of iron as CO2-free energy carrier by thermogravimetric analysis

    24.11.2022

    Bachelorthesis

    Im Projekt Clean Circles wird die Idee verfolgt, Eisen als alternativen Energieträger zu nutzen, um Wind- und Sonnenenergie zu speichern. Am EST wird dazu die Oxidation (=Energiefreisetzung) sowie die Reduktion (=Energiespeicherung) von Eisenpulver in Wirbelschichten untersucht.

    Um den Prozess auch simulieren zu können, muss die Oxidations- und Reduktionskinetik des Eisenpulvers bekannt sein. In dieser Arbeit soll daher die Umsatzrate mittels thermogravimetrischer Analyse experimentell bestimmt werden und passende Reaktionsmodelle ausgewählt werden.

    Betreuer/in: M.Sc. Lara Kuhnert

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  • Experimentelle Untersuchung des hydrodynamischen Verhaltens von Eisenpulver als CO2-freier Energieträger im Wirbelschicht-Kaltmodell

    Experimental investigation of the hydrodynamic behaviour of iron powder as a CO2-free energy carrier in a cold fluidized bed model

    24.11.2022

    Masterthesis

    Im Projekt Clean Circles wird die Idee verfolgt, Eisen als alternativen Energieträger zu nutzen, um Wind- und Sonnenenergie zu speichern. Am EST wird dazu die Oxidation (=Energiefreisetzung) sowie die Reduktion (=Energiespeicherung) von Eisenpulver in Wirbelschichten untersucht.

    Wichtige Kenngrößen zur Festlegung des Prozessfensters sind hierbei u.a. hydrodynamische Kenngrößen wie der Strömungszustand oder die Feststoffkonzentration. Da sich diese Eigenschaften jedoch nur schwer berechnen lassen, sollen in dieser Arbeit verschiedene Eisenpulver in einem Kaltmodell untersucht und qualitativ verglichen werden.

    Betreuer/in: M.Sc. Lara Kuhnert

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  • Masterthesis, Bachelorthesis

    Betreuer/in: M.Sc. Marcel Richter

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  • Untersuchung der Mikrogranulation für den Cirored™- Prozess

    Betreuung durch das Fachgebiet EST und die Outotec GmbH & Co. KG

    18.11.2022

    Masterthesis

    Aspekte der Qualitätsbildungsmechanismen von Mikrogranulaten

    Betreuer/in: Dr.-Ing. Jochen Ströhle

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  • Conceptual Design and Techno-Economic Analysis of a High Temperature Regeneration Preheater for Efficient CO2 Capture from Lime and Cement Plants

    Konzeptionierung und Technisch-wirtschaftliche Bewertung eines Hochtemperatur-Regenerationsvorwärmers für die effizienten CO2-Abscheidung aus Kalk- und Zementwerken

    03.11.2022

    Masterthesis, Bachelorthesis

    At the Institute for Energy Systems and Technology (EST), a promising CO2 capture process, the Indirectly Heated Carbonate Looping (IHCaL), is being developed for integration into lime and cement plants, to reduce the associated CO2 emissions. In order to deploy this technology, the efficient heat recovery of the high temperature flue gases by combustion air preheating is required.

    Betreuer/in: M.Sc. Martin Nicolas Greco Coppi

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  • Selection, Design, Simualtion, and Techno-Economic Analysis of CO2-Utilization Concepts for the Waste-to-Energy Plant Darmstadt

    Auswahl, Auslegung, Simulation und techno-ökonomische Analyse von CO2-Nutzungskonzepten für das Müllheizkraftwerk Darmstadt

    03.11.2022

    Masterthesis

    Within the DELTA Project, applied solutions to contribute to the energy transition in Darmstadt are being developed. To reduce greenhouse gas emissions, CO2 can be captured from the Waste-to-Energy plant Darmstadt, and utilized to produce chemicals such as methanol. To achieve this, an efficient tailored process to capture and utilize CO2 (CCU) is required.

    The aim of the thesis is to select, design, optimize and asses different concepts for utilizing the CO2 captured from the Waste-to-Energy plant Darmstadt. For this, techno-economic models in MATLAB/excel will be developed, and process modelling (e.g. with Aspen Plus) will be carried out. The results will serve as a basis for the design of a suitable CCU facility in Darmstadt.

    Betreuer/in: M.Sc. Martin Nicolas Greco Coppi

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  • Techno-Economic Analysis and Optimization of Hybrid Absorption Processes for CO2 Capture from Lime and Cement Plants

    Technisch-wirtschaftliche Bewertung und Optimierung hybrider Absorptionsverfahren zur CO2-Abscheidung aus Kalk- und Zementwerken

    03.11.2022

    Masterthesis, Bachelorthesis

    At the Institute for Energy Systems and Technology (EST), a promising CO2 capture process, the Indirectly Heated Carbonate Looping (IHCaL), is being developed for integration into lime and cement plants, to reduce the associated CO2 emissions. Combining IHCaL with other capture methods, such as absorption with monoethanolamine (MEA), could further reduce the specific energy consumption (SPECCA) and the cost of the entire system. Some hybrid solutions have been proposed, but a process optimization considering techno-economics is still required to assess the potential.

    Betreuer/in: M.Sc. Martin Nicolas Greco Coppi

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  • Optimierung der Hydrodynamik in CFD-Simulationen von Wirbelschichtreaktoren

    Optimization of hydrodynamics in CFD simulations of fluidized bed reactors

    19.10.2022

    Masterthesis, Bachelorthesis

    Zum chemischen Recycling von Abfallstoffen werden im Projekt VERENA verschiedene Wirbelschichtvergasungsprozesse untersucht. Dabei sind CFD-Simulationen günstige und flexible Methoden um das Verständnis des Verhaltens der Einsatzstoffe in den Reaktoren zu verbessern. Um belastbare Simulationsergebnisse zu erhalten, ist die korrekte Darstellung der Hydrodynamik der Partikel entscheidend.

    Ziel der Arbeit ist zur Verbesserung des hydrodynamischen Modells einen Energy Minimization Multiscale (EMMS) Ansatz in Matlab zu implementieren und auf verschiedene Arten der Wirbelschichtvergasung anzuwenden.

    Betreuer/in: M.Sc. Christoph Graf

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  • Bestimmung des Oxidationsgrades des Bettmaterials unter verschiedenen Be-triebszuständen während der Chemical Looping Vergasung im 1 MWth Maßstab.

    Determination of the Oxidation Degree of Bed Material at Different Operating Conditions during Chemical Looping Gasification in 1 MWth scale.

    31.08.2022

    Masterthesis, Bachelorthesis

    In der EST-eigenen 1 MWth Pilotanlage (siehe Abbildung) wurde seit Anfang dieses Jahres der neuartige Chemical Looping Vergasungsprozess mehrfach im au-tothermen Betrieb demonstriert. Um nähere Rückschlüsse hinsichtlich der Pro-zessführung und qualität tätigen zu können, sollen nun Feststoffproben, die wäh-rend des Betriebs an verschiedenen Stellen der Anlage gezogen wurden, bezüg-lich ihres Sauerstoffgehalts analysiert werden. Um diesen zu bestimmen kommen neben TGA und Elementaranalyse auch Schnellanalysen zum Einsatz. Mit Hilfe der im Labor gewonnenen Kenngrößen können anschließend Folgerungen hinsicht-lich der Hydro- und Thermodynamik in der Anlage getroffen werden, welche an-schließend mit Live-Daten aus dem Betrieb (z.B. Temperatur- und Druckprofile aus den Reaktoren) verglichen werden können. Somit komplimentieren die Analysen das Gesamtbild des Prozesses und dienen dem weiteren Verständnis und der Optimierung der Chemical Looping Vergasung.

    Betreuer/in: M.Sc. Paul Dieringer

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  • Masterthesis

    Betreuer/in: M.Sc. Falko Marx

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  • Untersuchung der Partikeleigenschaften des Bettmaterials eines 1 MWₜₕ Chemical Looping Vergasers.

    Investigation of Particle Properties of the Bed Material of a 1 MWₜₕ Chemical Looping Gasifier

    22.08.2022

    Bachelorthesis

    Betreuer/in: M.Sc. Paul Dieringer

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  • Untersuchung der Strömungseigenschaften in einem 1 MW Brenner für die Verfeuerung von Biomasse unter Oxy-fuel Bedingungen

    Investigation of flow characteristics in a 1 MW burner for biomass combustion under oxy-fuel conditions

    27.04.2022

    Masterthesis, Bachelorthesis

    Betreuer/in: M.Sc. Marcel Richter

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  • Bachelor- / Master Thesis am Fachgebiet für Energiesysteme und Energietechnik

    Implementierung und Test des Mean-Flux-Diskretisierungsserfahrens für die numerische Lösung konvektiver Terme in partiellen Differentialgleichungen

    22.04.2022

    Masterthesis, Bachelorthesis

    Betreuer/in: M.Sc. Marcel Richter

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  • Anpassung der dynamischen Prozesssimulation eines Wirbelschichtsystems für die Umwandlung von Biomasse

    Adaptation of the Dynamic Process Simulation of a Fluidized Bed System for the Conversion of Biomass

    30.03.2022

    Bachelorthesis

    Die thermochemische Umwandlung von Biomasse durch Verbrennung oder Vergasung ist eine effiziente und fortgeschrittene Technologie. Die dabei freigesetzte Energie kann in verschiedenen Prozessen zur Anwendung kommen, wie z. B. im Kombiprozess mit integrierter Vergasung, in der Treibstoffherstellung aus Biomasse und im Dampfprozess. Eine Möglichkeit zur Konversion der Biomasse ist der Einsatz von Wirbelschichtreaktoren. Wirbelschichten bestehen aus Partikeln, die von Gas durchströmt werden, wodurch das Gas-Feststoff-Gemisch in einen fluidähnlichen Zustand gelangt. In einer Wirbelschicht für die Umwandlung der Einsatzbrennstoffe treten vielfältige physikalische und chemische Phänomene auf, wobei die Gas-Feststoff-Strömung und die thermochemischen Prozesse (wie Trocknung, Pyrolyse, Verbrennung und Reduktion des Brennstoffs) von großer Bedeutung sind. Die dynamische Simulation als Entwurfs- und Optimierungswerkzeug zum Aufstellen des Regelkonzepts zur Auswahl des Arbeitsprozesses gewinnt in heutiger Zeit immer mehr an Bedeutung. Validierte Modelle erlauben dem Konstrukteur, optimale Leistungen, Anfahrvorgänge und Regelkreisläufe zu definieren.

    CFB 600 Übersicht (wird in neuem Tab geöffnet)

    Betreuer/in: M.Sc. Alexander Kuhn

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  • Thermische Simulation eines Korrosionssensors für die Vergasung fester Brennstoffe

    Thermal simulation of a corrosion probe for solid fuel gasification

    03.02.2022

    Masterthesis, Bachelorthesis

    Betreuer/innen: M.Sc. Adrian Marx, M.Sc. Christoph Graf

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  • Masterthesis

    Für die Implementierung des sogenannten Chemical Looping Gasification Prozesses in der EST-eigenen 1 MWth Pilotanlage (siehe Abbildung) ist eine Abschätzung des Partikelaustrags aus den zwei gekoppelten zirkulierenden Wirbelschichten (engl. Circulating fluidized bed, CFB) von großer Bedeutung. Dieser hat einen großen Einfluss auf wichtige Prozessparameter wie z.B. die Temperaturverteilung in der Anlage. Da die in den Reaktoren herrschende Hydrodynamik nur schwer simulativ vorhergesagt werden kann, wurde das Wirbelschichtverhalten der gekoppelten Reaktoren bei verschiedenen Betriebsbedingungen anhand eines skalierten Kaltmodells in Vorgängerarbeiten experimentell untersucht. Auf Basis dieses experimentellen Datensatzes sollen nun bestehende Partikelaustragsmodelle verglichen, angepasst und weiterentwickelt werden.

    Betreuer/in: M.Sc. Paul Dieringer

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