Sören Dübal, M.Sc.

Doktorand

Kooperative Promotion der Hochschule Darmstadt und
der Technischen Universität Darmstadt 

Hochschule Darmstadt
University of Applied Science
Holzhofallee 36b
Gebäude D22, Raum 01.13
64295 Darmstadt

+49.6151.16-30204
soeren.duebal@h-da.de
 

Forschungsinteressen

  • Skalenreduzierte Modellierung (Chemical Reactor Network Modeling)
  • Technische Verbrennung
  • Heterogene Kinetik
  • Chemische Reaktionstechnik

Forschungsthema

Skalenreduzierte Modellierung für Reduktion und Oxidation von Eisen(oxid) unter Berücksichtigung heterogener Kinetik und komplexer Mischprozesse

Für die Entwicklung des Gesamtmodells im Rahmen von Clean Circles müssen skalen- und komplexitätsreduzierte Modelle zur Beschreibung der Oxidation und Reduktion von Eisen(-oxid) entwickelt werden. Ein geeigneter Ansatz ist die Reaktornetzwerkmodellierung (Chemical Reactor Network modeling, kurz: CRN), wobei technisch relevante Systeme (Reaktoren) in funktionale Makrozonen, auch Kompartments genannt, mit repräsentativen Konzentrationen und Temperaturen unterteilt werden. Die einzelnen Kompartments werden mithilfe von idealen Reaktormodellen (Rührkessel, Strömungsrohr) repräsentiert, deren Kombination in einem Netzwerk z.B. das Verweilzeit- oder Umsatzverhalten des realen Reaktors annähern können. Zur geeigneten Kompartmenteinteilung werden Temperatur- und Strömungsprofile aus CFD-Simulationen genutzt. Experimentelle Daten globaler Verweilzeitverteilungen ermöglichen die Kalibrierung der Reaktornetzwerke an den technischen Reaktor hinsichtlich des Verweilzeitverhaltens. Somit vereinfacht die Reaktornetzwerkmodellierung die Fluiddynamik im Vergleich zu CFD-Simulationen stark und ermöglicht dadurch eine detaillierte Beschreibung der Thermochemie des Systems bei gleichzeitig deutlich geringerem Rechenaufwand.

Um die Reaktornetzwerkmodellierung für die Oxidation und Reduktion von Eisen(oxiden) nutzen zu können, müssen die Modelle erweitert, kalibriert und auf geeignete Testfälle angewandt werden. Die Beschreibung heterogener Reaktionen zwischen Feststoffpartikel und der Gasphase erfolgt mithilfe mehrphasiger Reaktormodelle. Weiterhin sollen Heizrateneffekte, sowie der Transport von Partikeln über die Kompartmentgrenzen hinweg berücksichtigt werden. Mit einem geeigneten Reaktornetzwerk ergibt sich die Möglichkeit einer detaillierten Analyse der Sensitivitäten und Gültigkeitsbereiche entscheidender Parameter, deren Konsolidierung im Gesamtmodell erfolgt. Durch die Erweiterungen und die zur Verfügung stehenden Daten kann die Reaktornetzwerkmodellierung im technischen Maßstab Anwendung finden.

Werdegang


Seit 2021

Technische Universität Darmstadt / Hochschule Darmstadt

Dr.-Ing. Sandra Hartl: Optische Diagnosemethoden und Erneuerbare Energien, h_da
Prof. Christian Hasse: Simulation reaktiver Thermo-Fluid Systeme, TU Da
Promotionsthema: „Skalenreduzierte Modellierung für Reduktion und Oxidation von Eisen(oxid) unter Berücksichtigung heterogener Kinetik und komplexer Mischprozesse“


2018 – 2021

Karlsruher Institut für Technologie (Master of Science, Chemieingenieurwesen/Verfahrenstechnik)
Masterthesis: „Entwicklung additiv gefertigter modularer mikrostrukturierter Rektifikationsapparaturen – Experimentelle Charakterisierung und Optimierung“


2014 – 2018

Technische Hochschule Bingen (Bachelor of Science, Energie- und Prozesstechnik)
Bachelorthesis: „Einfluss der Viskosität auf reine Lösemittelflüsse durch polymere OSN-Membranen“ (Merck KGaA)