Entwicklung eines computergestützten Hilfsmittels zur vergleichenden Betrachtung von Anlagen zur Behandlung organischer Reststoffe

Transkript

1 Leichtweiß-Institut für Wasserbau Abteilung für Abfall- und Ressourcenwirtschaft Platzhalter für Bild, Bild auf Titelfolie hinter das Logo einsetzen Entwicklung eines computergestützten Hilfsmittels zur vergleichenden Betrachtung von Anlagen zur Behandlung organischer Reststoffe Christof Heußner,

2 Gliederung

3 Problemstellung 75 mio t/a organische Trockensubstanz aus biogenen Restoffen in der BRD Entsprechend einem Heizwert von 420 l Heizöl pro Bundesbürger und Jahr Wirkungsgrade in der Praxis oft unterhalb von 30% Mögliche Wirkungsgrade laut Fachliteratur von 65 bis 70%

4 Problemstellung Spezifische Daten bezüglich der Effizienz in Reststoffentsorgung und Ressourcenbereitstellung stehen nur ansatzweise zur Verfügung Keine Datenbasis über den Einfluss nichttechnischer Faktoren auf die Leistungsfähigkeit / Effizienz von Verwertungsanlagen. Bislang ist es kaum möglich verschiedene Anlagen oder Verfahrensweisen sinnvoll zu vergleichen.

5 Lösungsansatz Entwicklung einer Bewertungsmatrix für Anlagen zur Behandlung organischer Reststoffe Durchführung einer umfangreichen Datenerhebung zu Qualität und Quantität der Produkte und organischen Reststoffe Energieeffizienz Internen wie externen Einflüssen nichttechnischer Art Entwicklung eines EDV-Programms zur Verwaltung und Auswertung der gewonnenen Daten

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7 Energiebilanz Biogene Reststoffe Strom Wärme Co-Substrate Additive Prozesswasser/-luft Diesel / Heizöl / Gas Bioabfallb behandlungsnlage an Kompost / Wertstoffe Strom Fernwärme Biogas Reststoffe Abgas / Abwasser Abwärme (ungenutzt) Verbrauch / Erträge Verluste

8 Energiebilanz Primärpfad mechanische Behandlung A mechanische Behandlung B Nachrotte Nachbehandlung Abluftbehandlung Reststoffannahme Vergärungsstufe Energie (elektrisch, Diesel) Energie (elektrisch, Diesel) Energie (elektrisch, Diesel) Energie (elektrisch, thermisch) Energie (Biogas) Energie (elektrisch, thermisch) Wärmerückgewinnung Energie (elektrisch, thermisch) Wärmerückgewinnung Energie (elektrisch, Diesel)

9 Energiebilanz Sekundärpfad Organische Substanz mechanische Behandlung A mechanische Behandlung B Nachrotte Nachbehandlung Abluftbehandlung Reststoffannahme Vergärungsstufe HWR-Fraktion Co-Substrate, Additive, Prozesswasser Abwasser, Abgas Strukturmaterial, Prozessluft Additive, Filtermaterial Abwasser, Abluft Nebenprodukte (Gips) Endprodukte (Kompost)

10 Anlagengliederung mechanische Behandlung A mechanische Behandlung B Nachrotte Teil A: Anlieferung und Aufbereitung Teil B: Hauptprozess Nachbehandlung Abluftbehandlung Reststoffannahme Vergärungsstufe Teil : Hauptprozess

11 Anlagengliederung Teil A: Anlieferung und Aufbereitung Teil B: Hauptprozess Evaluation der Daten im Rahmen eines 2 stündigen Interview mit dem Anlagenbetreiber Teil : Hauptprozess

12 Mathematisches Modell Mit: λ a a ist a max a min λ a = a ist a max a a min min Prozesskenzahl Anlage / Prozessschritt A Wert der betrachteten Anlage / des betrachteten Prozessschrittes Optimum der Vergleichswerte Pessimum der Vergleichswerte

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14 Entwicklung eines anwendungsorientierten Nutzerinterfaces Realisation auf Basis eines gängigen Tabellenkalkulationsprogramm Erweiterung des Funktionsumfangs gemäß der Anforderungen mittels Makros in der Programmiersprache Basic

15 Anforderungen an das EDV-Programm Klar strukturierte, übersichtliche Benutzeroberfläche Optische Trennung zwischen Feldern zur Dateneingabe, Datenausgabe und solcher, die manipulierbare Konstanten enthalten Sinngerechte Aufteilung der Daten auf mehrere Arbeitsblätter, orientiert an den Funktionsbereichen der Behandlungsanlagen Unabhängige Sicherung von Anlagendaten und Datenpool Flexible Datenstruktur Eignung für sämtliche betrachteten Behandlungsformen und Verfahrensvarianten Ausblenden solcher Daten, die für den Benutzer irrelevant sind

16 Aufbau des Nutzerinterfaces Aufteilung der Arbeitsmappe auf mehrere Arbeitsblätter: Anlagendaten Teil A: Annahme und Aufbereitung Teil B: Hauptprozess Teil C: Nachbehandlung, sonst. Output Anlagenindex Vergleichswerte Farbliche Markierung der relevanten Zellen: Gelb: Eingabefelder Blau: Ausgabefelder Grün: Felder für Konstanten, die vom Nutzer manipuliert werden können Organisation komplexer Eingabedaten in Tabellen, die nicht direkt manipuliert werden können

17 Aufbau des Nutzerinterfaces

18 Aufbau des Nutzerinterfaces

19 Aufbau des Nutzerinterfaces

20 Datenverarbeitung und -verwaltung Ermittlung von spezifischer Energieproduktion und -verbrauch Sammlung dieser Ergebnisse in einem Datenpool Bestimmung der Prozesskennzahlen nach genannter Gleichung für die Gesamtanlage die einzelnen Teilbereiche die Bereitstellung der Produkte Speicherung der Anlagendaten in einer separaten Datei (unabhängig Tool und Datenpool) Ausgabe der Daten über die nativen Anzeige- und Druckfunktionen

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22 Es wurde ein EDV-Werkzeug erstellt, das in der Lage ist, die Daten einer Vielzahl von Behandlungsanlagen zu sammeln diese zu verarbeiten eine Bewertung der Effizienz einer Anlage oder eines Verfahrens im Vergleich zum bestehenden Datenpool zu erstellen Zukünftig soll das Programm um die Darstellung einer Massenbilanz erweitert werden. In seiner endgültigen Form wird das Programm Planern und Anlagenbetreibern die Möglichkeit geben, die Effizienz bestehender Anlagen zu bewerten sowie für geplante Anlagen oder Optimierungsmaßnahmen abzuschätzen

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Christof Heußner Tel.: +49 (0)531 /