Simulation der Strömung in Fermentern von Biogasanlagen

Die Erfüllung der Mischaufgabe durch die Rührwerkstechnik in Biogasanlagen ist eine wesentliche Voraussetzung fur 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 ungleichmasige 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.