Prof. Dr.-Ing. Heyko Jürgen Schultz

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Vita Prof. Dr.-Ing. Heyko Jürgen Schultz

Professor Heyko Schultz with Burning Hydrate, Lab Professor Heyko Schultz
Professor Heyko Schultz mit brennendem Gashydrat / Professor Heyko Schultz with Burning Hydrate; Lab Professor Heyko Schultz

Akademische Vita

Name: Prof. Dr.-Ing. Heyko Jürgen Schultz

 

Professur für Chemische Technik an der Hochschule Niederrhein, Fachbereich 01 - Chemie, seit 01.01.2011

 

Zusätzliche Funktionen:

- Mitglied im Institutsrat des Institutes ILOC (Institut für Lacke und Oberflächenchemie)

- Mitglied

des Graduierteninstituts NRW, Fachgruppe Ressourcen

- Beiratsmitglied der Fachgruppe "Mischvorgänge" der DECHEMA/ProcessNet

- Mitglied des Fachbereichsrates des Fachbereichs Chemie der HSNR

- Budgetbeauftragter des Fachbereichs Chemie der HSNR

- Vorsitzender des Haushaltsausschusses des Fachbereichs Chemie der HSNR

- Vorsitzender des QV-Mittelausschusses des Fachbereichs Chemie der HSNR

 

Zuordnung zu Forschungsschwerpunkten der HSNR:

  • Innovative Produkt- und Prozessentwicklung
  • Energieeffizienz

 

Preise und Auszeichnungen:

  • Heinrich-Mandel-Preis für Kraftwerkstechnik 2004, VGB-Forschungsstiftung, 10/2004
  • Lehrpreis der Hochschule Niederrhein 2014, Kategorie „Innovationen in Lehre und Betreuung an der Hochschule“, Hochschule Niederrhein, 12/2014

 

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Forschung

Velocity Field measurement via PIV; Lab Professor Heyko Schultz
Geschwindigkeitsfeldmessung mittels PIV / Velocity Field measurement via PIV; Lab Professor Heyko Schultz

 

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Forschungsschwerpunkte/-interessen der Arbeitsgruppe Schultz

  • Rühr- und Mischtechnik
  • Fluid- und Partikelströmungen
    • Strömungsmesstechnik
      • Nicht-invasive Strömungsmesstechniken wie Particle Image Velocimetry (PIV) zur detaillierten Prozessbeschreibung, Identifizierung von Totzonen, Reduktion von Nebenkomponenten bei Reaktionen, Vermeidung von Hot-Spots, Optimierung von Wärme- und Stofftransport.
      • Shadowgrafie strömender Medien
      • Laserinduzierte Fluoreszenz (LIF) zur Bestimmung von Konzentrations-, Temperatur- und pH-Wert-Verteilung in Reaktoren
    • Strömungssimulation
      • Strömungssimulation mit OpenFOAM(R)
    • Energiesparende Prozesstechnologie: Steigerung der Energieeffizienz von Chemiereaktoren durch optimierte Strömungsführungen
    • Untersuchung und Optimierung mehrphasiger Prozesse
    • Untersuchung des Einflusses der Strömungsverhältnisse auf physikalisch-chemische, (un)katalysierte Vorgänge/Reaktionen und Prozesse in Reaktoren
    • Partikeltransport
    • Partikelzerkleinerung, Optimierung von Mahlvorgängen
    • Gekoppelte Strömungssimulation und Strömungsmesstechnik, Verifikation und Validierung von Reaktormodellen
  • Gashydrate/Gashydrattechnologie
    • Inhibitorenforschung, Flow Insurance
    • Dezentrale (Bio-)Gasspeicherung in Gashydraten
    • Gashydrate als Rohstoffquelle
    • Gashydrate als CO2-Speicher
    • Gastrennung per Gashydratbildung
    • Biogas- und Erdgaskonfektionierung per Gashydratbildung
    • Promotorenforschung
    • Meerwasserentsalzung/Abwasseraufbereitung mittels Gashydraten
    • Wasserstoffspeicherung in Gashydraten
  • Angewandte heterogene und homogene Katalyse
    • Neue, innovative Synthesewege mit gekoppelter Verfahrensentwicklung
    • Mehrphasenprozesse
    • Katalyische Bereitstellung von Grundchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen -  gesamtheitliche Prozessentwicklung
    • Entwicklung neuer Katalysatorsysteme (Veresterungen, Hydrierungen,…)
    • Umstellung unkatalysierter großtechnisch-chemischer Prozesse auf katalysierte Fahrweise
    • Katalysatorentwicklung im Bereich HDPE, Steuerung von Produkteigenschaften und Partikelgrößenverteilung
    • Einfluss von Strömungsprozessen auf katalysierte Reaktionen

Lehrveranstaltungen

Jacketed catalysis reactor; Lab Professor Heyko Schultz
Doppelmantel Katalysereaktor / Jacketed catalysis reactor; Lab Professor Heyko Schultz

Bachelorstudiengang

- Chemie und Biotechnologie B.Sc.

  • Keine Veranstaltungen

- Chemieingenieurwesen B.Eng.

  • Sicherheitstechnik (ST)
  • Chemische Verfahrenstechnik (CVT)
  • Chemietechnik (CT)
  • Regelungstechnik (RET)

Masterstudiengang

- Chemie und Biotechnologie M.Sc.

  • Luftreinhaltung (LR)
  • Chemische Verfahrenstechnik (CVT)

- Chemieingenieurwesen M.Eng.

  • Luftreinhaltung (LR)
  • Konzessionierung (Konzi)
  • Anlagenplanung (AP)
  • Automatisierungstechnik (AT)

- Wissenschaftliche Weiterbildung:

  • Numerische Strömungssimulation (CFD) mit OpenFOAM®
Zertifikatskurs CFD

Inhouse Arbeiten in der Arbeitsgruppe Schultz

Burning Hydrate on Hand; Lab Professor Heyko Schultz
Brennendes Gashydrat auf Hand / Burning Hydrate on Hand; Lab Professor Heyko Schultz

Projekt-/Bachelor-/Masterprojekt- und Masterarbeiten in der Arbeitsgruppe Schultz

Inhouse-Arbeiten stellen ein besonderes Qualitätsmerkmal dar, da den Studierenden hierbei sowohl streng anwendungs- und industrienahe Erfahrungen als auch das ingenieurswissenschaftliche Laborarbeiten zu Teil werden.

In der Arbeitsgruppe Schultz können jederzeit Inhouse-Abschlussarbeiten (Projekt-/Bachelor-/Masterprojekt- und Masterarbeiten) zu aktuellen Themen der Forschung angefertigt werden. Da die Laborplätze hierzu in Ihrer Anzahl limittiert und diese zudem sehr begehrt sind, ist eine frühzeitige Anfrage/Bewerbung zu empfehlen.

Geeignete KandidatInnen werden garantiert optimal betreut und haben die Möglichkeit, an modernen Geräten (Druckreaktoren, Rührapparaten, Kolonnen etc.) zu arbeiten sowie innovative Messsysteme zu nutzen (Particle Image Velocimetry (PIV), Laser Induced Fluorescense (LIF), Hochgeschwindigkeitskameras, Shadowgrafie, etc.).

Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Infrastruktur des ILOC zu nutzen.

Die Themen werden zu aktuellsten Forschungsgebieten und zudem oft in Kooperation mit Industrieunternehmen angefertigt.

Schwerpunkte/Fragestellungen:

  • Fragestellungen aus dem Bereich Stoff- und Wärmetransport sowie Chemische Technik
  • Rühr- und Mischtechnik
  • Fluid- und Partikelströmungen
  • Computational Fluid Dynamics (CFD)
  • Gashydrate:
    • Flow Insurance, Verhinderung von Gashydratbildung in Pipelines
    • Gastrennung per Gashydratbildung,
    • Gasspeicherung in Form von Gashydraten,
    • Gastransport in Form von Gashydraten,
    • CO2-Deponierung in Form von Gashydraten,
    • Energiegewinnung aus Gashydraten
    • (Ab-)Wasseraufbereitung und Meerwasserentsalzung per Gashydratbildung

Aktuelle Themenangebote:

Achtung: Abhängig von Anzahl der aktuell in Arbeit befindlichen Abschlussarbeiten muss die Limitierung durch die Zahl der verfügbaren Arbeitsplätze beachtet werden. Dies kann bei hoher Frequentierung zu Verzögerung oder gar Ablehnung eines Themas führen und muss im persönlichen Gespräch unter Berücksichtigung des gewünschten Zeitraumes geklärt werden.

  • Thema: Rühr- und Mischtechnik

    In der Arbeitsgruppe Schultz werden seit einigen Jahren intensiv Rührprozesse untersucht, insbesondere mithilfe (laser)optischer Messmethoden wie der Particle Image Velocimetry (PIV), der Laser-induced Fluorescence (LIF) sowie der Shadowgraphy. Diese Methoden geben Aufschluss über die Strömungsverhältnisse sowie die Abläufe von Mischprozessen in Reaktoren.

    Abschlussarbeiten auf diesem Themengebiet beinhalten u. A.:

    • Arbeit mit einem 3D-CAD-Zeichenprogramm zur maßgeschneiderten Entwicklung von Bauteilen
    • Erstellung von Bauteilen mittels 3D-Druck, CNC-Fräse, Lasercutter inklusive entsprechender Nachbearbeitung (z.B. Feilen, Polieren, Kleben)
    • Auf- und Zusammenbau von Modellen für laseroptische Untersuchungen
    • Durchführung von optischen Messungen sowie deren computergestützte Auswertung
  • Sie bringen mit:

    • Fortgeschrittenes Studium mit dem Schwerpunkt Technische Chemie
    • Gute MS-Office-Kenntnisse
    • Eine selbstständige, verantwortungsbewusste Arbeitsweise

Bei Interesse und/oder Fragen melden Sie sich bei Prof. Schultz, Raum R 306.

  • Themengebiet 1: Strömungsfelder und Mischzeit in gerührten Systemen mit Bodenrührern

Eine besondere, bislang nur wenig untersuchte Konfiguration stellen Bodenrührer dar. Dabei wird auf die klassische, von oben eingebrachte Welle verzichtet und der Rührer unten im Apparat angebracht, was etwa für die Aufwirbelung von Partikeln besonders förderlich sein kann. Anders als für die klassischen Rührkonfigurationen (s. z.B. DIN 28131) existieren für Bodenrührer jedoch noch keine Erfahrungswerte, nach denen industrielle Reaktoren ausgelegt werden können.

In einer vorangegangenen Abschlussarbeit wurde ein System zur labortechnischen Untersuchung von Bodenrührern konzipiert. Mithilfe der 3D-Druck-Technik wurden einige Modelle von Reaktoren und Rührern erstellt. Diese vielversprechende Basis soll nun weiter ausgebaut werden.

Ziele sind die experimentelle Erfassung der Prozesse in Systemen mit Bodenrührern, die Optimierung von v.a. geometrischen Parametern sowie die Formulierung von Empfehlungen zur Auslegung industrieller Rührreaktoren.

  • Themengebiet 2: Optimierung mehrstufiger Rührerkonfigurationen

Die bekannten Normen DIN 28130 und DIN 28131 beschränken sich jedoch nur auf Systeme mit einem einzelnen Rührorgan, bei denen die Füllhöhe des Reaktors H gleich dem Durchmesser D ist. In der industriellen Praxis jedoch sind auch Reaktoren mit mehrstufigen Rührsystemen und H/D > 1 verbreitet, für die noch keine allgemein gültigen Auslegungsempfehlungen existieren.

Für die optimale Auslegung mehrstufiger Rührsysteme ist der Abstand der Rührorgane zueinander von großer Wichtigkeit. Wird dieser zu groß gewählt, so bildet jeder Rührer sein eigenes Strömungsfeld aus und bewirkt nur in seiner unmittelbaren Umgebung die gewünschte Mischwirkung. Um den gesamten Reaktor gut durchmischen zu können, müssen die Strömungsfelder der einzelnen Rührer einander überlappen und wechselwirken.

Es sollen zunächst im einstufigen System die charakteristischen Ausmaße der Strömungsfelder verschiedener Rührorgane und deren Abhängigkeit von geometrischen und Prozessparametern ermittelt werden.

Weiterhin soll der Mischprozess in mehrstufigen Systemen in Abhängigkeit des Abstandes untersucht und diese Ergebnisse mit den Erkenntnissen über die Strömungsfelder in Einklang gebracht werden.

Schlussendlich sollen allgemeingültige Empfehlungen zur Auslegung mehrstufiger Rührprozesse formuliert werden. Es sollen die vielversprechendsten Kombinationen aus Rührorganen und Einbauten identifiziert und die optimale Geometrie ermittelt werden.

  • Themengebiet 3: Fluorescent PIV

Für die Particle Image Velocimetry werden Tracerpartikel eingesetzt, die der Strömung folgen. Anhand des von diesen Partikeln reflektierten Lichtes lässt sich der zurückgelegte Weg und somit die Strömungsfelder erfassen.

Durch den Einsatz fluoreszierender Tracerpartikeln eröffnet sich die Option, einen optischen Filter vor die Kamera zu schalten, der das einfallende Laserlicht und somit auch sämtliche Reflektionen ausblendet und nur das durch die Fluoreszenz emittierte Licht mit anderer Wellenlänge hindurchlässt.

Um die hohen Kosten kommerziell verfügbarer Partikel zu vermeiden, sollen diese im Labor selbst hergestellt werden. Dies beinhaltet die Recherche möglicher Herstellungsverfahren, die Herstellung selbst, die Bestimmung der Dichte und der Partikelgrößenverteilung sowie Testmessungen im PIV-System im Vergleich mit den klassischen Tracerpartikeln.

Sofern dieser Schritt erfolgreich ist, können weiterführende Versuche, insbesondere zu PIV-Untersuchungen von Suspensionen durchgeführt werden.

  • Themengebiet 4: Zwei-Farben-LIF

Die Technik der Laser Induced Fluorescence bietet neben der etablierten Untersuchung von Mischprozessen auch die Möglichkeit zur Aufklärung von Temperaturfeldern. Die Fluoreszenzintensität von Farbstoffen ist typischerweise proportional zur Intensität des einfallenden Lichtes sowie zur Konzentration des Stoffes, bei einigen Stoffen zusätzlich abhängig von der Temperatur.

Eine besondere Methode stellt dabei die Zwei-Farben-LIF dar. Während ein temperatursensitiver Farbstoff die Erfassung von Temperaturänderungen ermöglicht, sorgt der Zusatz eines zweiten, nicht temperatursensitiven Farbstoffes dafür, dass störende Effekte wie Schwankungen der Laserlichtintensität erfasst und eliminiert werden können.

Zunächst soll ein dafür geeigneter Versuchsaufbau erstellt und validiert werden.

Mit dieser Methode sollen schließlich Wärmeübertragungsprozesse in technischen Apparaten, v.a. in Rührreaktoren mit Einbauten, untersucht und visualisiert werden, um Erkenntnisse für die Auslegung solcher Apparate zu gewinnen.

  • Themengebiet 5: Vergleich verschiedener Messmethoden für Mischprozesse

Die Laser Induced Fluorescence ist die an der HS Niederrhein etablierte Methode zur Untersuchung von Mischvorgängen in Rührreaktoren. Der große Vorteil dieser Methode besteht darin, dass zu jedem Zeitpunkt an jedem Ort des Untersuchungsgebietes eine Konzentration bestimmt werden kann.

Es existieren auch diverse andere Methoden zur Ermittlung der Mischzeit. Insbesondere die Entfärbungsmethode bzw. colorimetrische Methode ist nach wie vor weit verbreitet. Dabei wird eine saure oder basische Lösung mit einem Indikator (z.B. Phenolphthalein) versetzt und vorgelegt und mit dem entsprechenden Gegenpart neutralisiert, was zu einer Entfärbung oder einem Farbschlag des Indikators führt.

Für diese Methode wird zwar kein zusätzliches Equipment wie Laser benötigt, weswegen sie laut Literatur v.a. für Vorversuche herangezogen wird, um ein grundsätzliches Verständnis des Mischvorgangs zu ermöglichen. Es wird typischerweise nur ein einzelner Wert für die Mischzeit bezogen auf den gesamten Reaktor bestimmt.

Als mögliche Weiterentwicklung soll dieser Prozess der Entfärbung mithilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera beobachtet und die erhaltenen Videosequenzen anschließend mithilfe von geeigneter Software ausgewertet werden. Die erhaltenen Ergebnisse sowie der Informationsgehalt sollen schließlich mit denen der LIF vergleichen werden.

Publikationen

Burning Hydrate; Lab Professor Heyko Schultz
Brennendes Gashydrat / Burning Hydrate; Lab Professor Heyko Schultz

Ausgewählte Publikationen werden hier nach Erscheinungsjahr aufgeführt:

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2019:

  • S. Wolinski, M. Ulbricht, H. J. Schultz, Optical Measurement Method of Particle Suspension in Stirred Vessels, July 2019, Chemie Ingenieur Technik, DOI: 10.1002/cite.201800099
  • K. Jährling, H. J. Schultz, Flow Fields in Stirred Vessels Depending on Different Internal Heat Exchangers and Vessel Bottoms, June 2019, Chemie Ingenieur Technik, DOI: 10.1002/cite.201800101
  • Filarsky, F., Schmuck, C., Schultz, H. J., Development of a Gas Hydrate Absorption for Energy storage and Gas separation – Proof of Concept based on Natural Gas, February 2019, Energy Procedia 158:5367-5373, DOI: 10.1016/j.egypro.2019.01.628
  • Filarsky, F., Schmuck, C., Schultz, H. J., Development of a Surface‐Active Coating for Promoted Gas Hydrate Formation, January/February 2019, Chemie Ingenieur Technik 91(1-2) , Pages 85-91, DOI: 10.1002/cite.201800002
  • Stefan, A., Schultz, H. J., Use of OpenFOAM® for the Investigation of Mixing Time in Agitated Vessels with Immersed Helical Coils: Selected Papers of the 11th Workshop, January 2019, DOI: 10.1007/978-3-319-60846-4_36, Chapter in book: OpenFOAM®

2018:

  • B. Luczak, R. Müller, M. Ulbricht, H. J. Schultz, Visualization of flow conditions inside spiral jet mills with different nozzle numbers – Analysis of unloaded and loaded mills and correlation with grinding performance, September 2018, Powder Technology, 342, DOI: 10.1016/j.powtec.2018.09.078
  • K. Jährling, H. J. Schultz, Vergleich des Einflusses verschiedener Wärmetauscher‐Einbauten sowie Bodenformen auf das Strömungsfeld in Rührreaktoren, September 2018, Chemie Ingenieur Technik 90(9):1323-1324, DOI: 10.1002/cite.201855414
  • Filarsky, F., Schmuck, C., Schultz, H. J., Innovative Konzepte zur Biogaskonditionierung und Speicherung mittels Gashydratbildung, September 2018, Chemie Ingenieur Technik 90(9):1174, DOI: 10.1002/cite.201855094
  • S. Wolinski, M. Ulbricht, H. J. Schultz, Einsatz der Stereo‐PIV zur Optimierung von Suspendiervorgängen, September 2018, Chemie Ingenieur Technik 90(9):1316, DOI: 10.1002/cite.201855398
  • Joscha Prießen, H. J. Schultz, Untersuchung und Optimierung eines industriellen Drehrohrofenprozesses zur Pigmentherstellung, September 2018, Chemie Ingenieur Technik 90(9):1175, DOI: 10.1002/cite.201855096
  • H. J. Schultz, Innovative Konzepte zur Nutzung technischer Anwendungspotenziale von Gashydratsystemen, September 2018, Chemie Ingenieur Technik 90(9):1202-1203, DOI: 10.1002/cite.201855155
  • F. Filarsky, C. Schmuck, H. J. Schultz, „Development of a biogas production and purification process using promoted gas hydrate formation — A feasibility study”, Chemical Engineering Research and Design 134 (6), 2018, 257-267, https://doi.org/10.1016/j.cherd.2018.04.009
  • B. Luczak, R. Müller, M. Ulbricht, H. J. Schultz, "Experimental analysis of the flow conditions in spiral jet mills via non-invasive optical methods", Powder Technology 325 (2), 2018, 161-166, https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.10.048

2017:

  • B. Luczak, R. Müller, M. Ulbricht, H. J. Schultz, "Nicht-invasive experimentelle Bestimmung von Geschwindigkeitsfeldern in Spiralstrahlmühlen", 25th Symposium „Experimentelle Strömungsmechanik“, German Association for Laser Anemometry (GALA), Karlsruhe, 2017, Proceedings, 43/1–43/7, ISBN 978-3-9816764-3-3
  • F. S. Merkel, H. J. Schultz, "Feasibility study concerning gas hydrate inhibition in pipelines via permanent functional coating", 9th International Conference on Gas Hydrates Denver, Colorado USA, 2017, Proceedings
  • F. Filarsky, C. Schmuck, H. J.Schultz, "Development of a Biogas Production and Upgrading Process under the use of Promoted Gas Hydrate Formation", 9th International Conference on Gas Hydrates Denver, Colorado USA, 2017, Proceedings

2016:

  • K. Jährling, S. Wolinski, A. Stefan, H. Helle, V. Bliem, M. Ulbricht, H. J. Schultz, "Particle Image Velocimetry Compared to CFD Simulation of Stirred Vessels with Helical Coils", Chem. Ing. Tech. 89 (4), 2016, 401-408, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cite.201600145
  • A. Stefan, S. Hindges, H. J. Schultz, "Simulation of Heat Exchange in Vessels with Helical Coils and Influence of Stirrer Position", Chem. Ing. Tech. 89 (4), 2016, 470-474, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cite.201600146
  • F. S. Merkel, C. Schmuck, H. J. Schultz, "Investigation of the Influence of Hydroxyl Groups on Gas Hydrate Formation at Pipeline-Like Conditions", Energy Fuels 30 (11), 2016, 9141–9149, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.energyfuels.6b01795
  • B. Luczak, R. Müller, H. J. Schultz, "Untersuchungen zu Einflüssen auf die Strömungsverhältnisse und das Mahlergebnis in Spiralstrahlmühlenmittels Particle Image Velocimetry (PIV)", Chem. Ing. Tech. 88 (9), 2016, 1362-1363, https://doi.org/10.1002/cite.201650116
  • H. J. Schultz, M. Matzke, C. Kessel, K. Jährling, A. Stefan, V. Bliem, "Experimente und gekoppelte CFD-Simulationen von Wärmeübergängen an Rohrschlangen in Fermentern und Rührreaktoren, Chem. Ing. Tech. 88 (9), 2016, 1380, https://doi.org/10.1002/cite.201650216
  • A. Stefan, P. Wünscher, H. J. Schultz, M. Ulbricht, "Untersuchung der Gasdichteverteilung in begasten Rührkesseln mit eintauchenden Rohrschlangen", Chem. Ing. Tech. 88 (9), 2016, 1385-1386, https://doi.org/10.1002/cite.201650341
  • K. Jährling, S. Wolinski, M. Ulbricht, H. J. Schultz, "Vergleich von Tubebaffles und Rohrschlangen in Bezug auf thermische und mechanische Einergieeintragung in Rührreaktoren", Chem. Ing. Tech. 88 (9), 2016, 1224, https://doi.org/10.1002/cite.201650211

2015:

  • F. S. Merkel, C. Schmuck, H. J. Schultz, T. Scholz, S. Wolinski, "Research on gas hydrate plug formation under pipeline-like conditions", Int. J. Chem. Eng. 2015 (2015) 1, Article ID 214638, 5 pages,  https://doi.org/10.1155/2015/214638
  • F. S. Merkel, C. Schmuck, H. J. Schultz, "Research on inhibition of gas hydrate formation in pipelines and armatures using sur-face active substances", Chemistry in the Oil Industry XIV, Conference at the Hilton Deansgate, Manchester on 2nd-4th November 2015, Proceedings
  • F. S. Merkel, H. J. Schultz, "Methane Extraction from Natural Gas Hydrate Reservoirs with Simultaneous Storage of Carbon Dioxide", Chem. Ing. Tech. 87 (4), 2015, 475-483, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cite.201300164

2014:

2013:

  • H. J. Schultz, F. S. Merkel, V. Bliem, "Gas hydrates: Feasibility of CO2-sequestration and related natural gas production" Gas for Energy; 02/2013; ISSN: 2192-158X

2012:

  • G. Frey, H. J. Schultz, H. Strutz, "Verfahren zur Nachbehandlung von Polyolestern", Offenlegungsschrift: DE 10 2010 027 458 A1, Anmeldedatum: 17.07.2010, Veröffentlichungsdatum: 19.01.2012

2011:

  • M. Adamzik, T. Müller, W. Schulz, H. J. Schultz, "Verfahren zur Herstellung von Polyolestern", EP 2 308 824 A2, Anmeldedatum: 17.09.2010, Veröffentlichungsdatum: 13.04.2011,

2006:

  • H. J. Schultz, G. Deerberg, H. Fahlenkamp, "New perspectives for the extraction of oceanic gas hydrates" Geotechnologien – Science Report No. 7, Gas Hydrates in the Geosystem – The German National Research Programme on Gas Hydrates, 2006, 138-151, ISSN: 1619-7399

2005:

  • H. J. Schultz, "Zum Gashydratabbau mittels Mammut-Pumpen-Prinzip", Erdöl Erdgas Kohle, 12/2005; 448, ISSN: 0179-3187

2004:

  • H. J. Schultz, G. Deerberg, H. Fahlenkamp, "Neue Perspektive zum Abbau von Gashydraten", VGB Powertech (84), 2004, 130–137, ISSN: 1435-3199
  • H. J. Schultz, "Zum Gashydratabbau mittels Mammut-Pumpen-Prinzip", Dissertation, Fraunhofer IRB Verlag, April 2004, ISBN 3-8167-6465-7
  • H. J. Schultz, H. Fahlenkamp, G. Deerberg, "Simulation des Abbaus ozeanischer Gashydrate", Chem. Ing. Tech. 76 (6), 2004, 751-754, http://dx.doi.org/10.1002/cite.200403330
  • H. J. Schultz, G. Deerberg, "Laboranlage und Berechnungen zur Gashydratsynthese", Erdöl Erdgas Kohle, 02/2004, 30 ff.; ISSN: 0179-3187

2003:

  • T. Schulzke, H. J. Schultz, M. Ising, G. Deerberg, "Experimente und Berechnungen zur Bildung von Gashydraten"; GWF-Gas/Erdgas, November 2003, ISSN: 0016-4909
  • H. J. Schultz, G. Deerberg, "Dynamische Prozesssimulation zum Abbau ozeanischer Gashydrate", Chem. Ing. Tech. 75 (8), 2003, 1005, http://dx.doi.org/10.1002/cite.200390177
  • U. Bergstedt, H. J. Schultz, G. Deerberg, "Ein Beitrag zur Modellierung und Simulation von Prozessen in gerührten Bioreaktoren", Chem. Ing. Tech. 75 (8), 2003, 1005, http://dx.doi.org/10.1002/cite.200390388

2002:

  • H. J. Schultz, G. Deerberg,  S. Schlüter, H. Fahlenkamp, "Simulation of the oceanic gas hydrate removal using the mammoth-pump-principle"; Geotechnologien – Science Report, Gas Hydrates in the Geosystem, Mai 2002, ISSN: 1619-7399
  • H. J. Schultz, G. Deerberg,  S. Schlüter, H. Fahlenkamp, "Program for the simulation of gas hydrate equilibrium", Geotechnologien – Science Report, Gas Hydrates in the Geosystem, Mai 2002, ISSN: 1619-7399

2001:

  • W. Althaus, J. Grän-Heedfeld, A. Hadulla, S. Schlüter, H. J. Schultz, T. Schulzke, "Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung und Förderung von Gashydraten und Gasen aus Gashydraten"; Internationale Patentanmeldung: DE – 28. August 2001 - 10141896.5

 

 

H. J. Schultz on Researchgate

Kooperationen / Dienstleistungen / Referenzen

Vertical velocity field in stirred tank pitched blade stirrer; CFD Professor Heyko Schultz
Vertikales Geschwindigkeitsfeld in Rührreaktor Schrägblattrührer / Vertical velocity field in stirred tank pitched blade stirrer; CFD Professor Heyko Schultz

Unterstützung bei Entwicklungsherausforderungen / Kooperationsmöglichkeiten / Dienstleistungen:

  • Verfahrensentwicklung, Projektierung, Scale-Up, Scale-Down.
  • Versuchsdurchführung im Labor- und Technikumsmaßstab.
  • Verfahrenstechnische Apparateberechnung, Auslegung.
  • Verfahrenstechnische Prozesssimulation, Computational Fluid Dynamics (CFD).
  • Durchführung von Auftragsmessungen mit vorhandenem Analysenpool.
  • Übernahme und Durchführung von Projekt- und Machbarkeitsstudien zu chemie-, verfahrens-, umwelt-, energie- und sicherheitstechnischen Fragestellungen, Beratung, Begutachtung.
  • Produktsynthesen und -parameterbestimmung, Katalysator-Screening.
  • Wertstromanalysen.
  • Six-Sigma-Analysen.
  • Lean-Sigma-Analysen.
  • Route-Cause-Analysis.
  • Kooperation im Rahmen von Projekt-, Bachelor- und Masterarbeiten.
  • Gezielte Auftragsforschung.
  • Beteiligung an Forschungsanträgen.
  • Innovationsgutscheine NRW.

 

Ausschnitt beispielhafter Referenzprojekte:

  • Mixing2020: Energiesparende Prozesstechnologie: Steigerung der Energieeffizienz von Rührsystemen, Förderkennzeichen: 03FH020PX4, FHprofUnt, BMBF
  • Machbarkeitsstudie Strahlmühle, Lanxess
  • BiohydPro - Untersuchungen zur Bio- und Erdgaskonditionierung und -trennung über Gashydratbildung unter Nutzung oberflächenaktiver Materialien (Promotoren), HSNR
  • InSurfAcS - Gashydratinhibierung mittels oberflächenaktiver Substanzen / Gas hydrate Inhibition by Surface Active Substances, HSNR
  • Hogendoskop - Hochgeschwindigkeitsendoskopkamerasystem für Verfahrensentwicklung, Geräteprogramm FH-Basis, MIWF NRW
  • Investigation of corrosion protective coatings for transformer tanks and calculation of conductive heat transport of coated metal surfaces, Loos & Co.

Laborausstattung / Methodik / Equipment

Horicontal velocity field in stirred tank; CFD Professor Heyko Schultz
Horizontales Geschwindigkeitsfeld in Rührreaktor / Horicontal velocity field in stirred tank; CFD Professor Heyko Schultz

Besondere Laborausstattung/Technik/Methodik/Equipment:

  • Vielfältige (umwelt-)verfahrenstechnische Grundoperationen im Technikums-, Miniplant- und Mikroreaktor-Maßstab.
  • Ausschnitt der Untersuchungsmöglichkeiten:
    • Rührreaktor- und Mischsysteme, unterschiedlicher Größen bis 50 l und div. Rührorgane.
    • Labormühlen-/zerkleinerungssysteme.
    • Druckreaktorsysteme bis 500 bar.
    • Verfahrensentwicklung.
    • Bestimmung von Scale-Up-/Scale-down-Parametern.
    • Rektifikations-/Destillationsapparaturen mit unterschiedlichen Einbauten.
    • Particle Image Velocimetry (PIV) zur Messung von Geschwindigkeitsfeldern.
    • Laserinduzierte Fluoreszenz (LIF) zur Bestimmung von Konzentrations-, Temperatur- und pH-Wert-Verteilung in Reaktoren.
    • Shadowgafiesystem.
    • Messung von Partikelgrößenverteilungen und Analyse von Zerkleinerungsprozessen.
    • Computational Fluid Dynamics (CFD),
    • Hochgeschwindigkeitskameraendoskop Einrichtungen zur Bestimmung von Parametern zur thermischen Trocknung.
    • Bestimmung von Phasengleichgewichten.
    • Messung von Wärmeleitfähigkeiten.
    • Computerpool für verfahrenstechnische Prozesssimulation, auch zur Bestimmung umwelttechnologischer Optima.
    • Und vieles mehr.

Meine Doktoranden

Research group Schultz on field excursion; Lab Professor Heyko Schultz
Arbeitsgruppe Schultz auf Exkursion / Research group Schultz on field excursion; Lab Professor Heyko Schultz

In der Arbeitsgruppe Schultz arbeiten und forschen aktuell drei Doktoranden auf verschiedenen Themen der Chemischen Technik.

Ehemalige Doktoranden, die bereits erfolgreich abgeschlossen haben finden Sie unter Ehemalige/Hall of Fame.

Sven Wolinski, M.Eng.
Doktorand / Betreuer an der HN: Prof. Dr. Heyko Jürgen Schultz
Joscha Prießen, M.Eng.
Doktorand / Betreuer an der HN: Prof. Dr. Heyko Jürgen Schultz Mitglied ILOC-Institut

Ehemalige / Hall of Fame

SEM image of internal structure of fir needle; Lab Professor Heyko Schultz
REM-Aufnahme Innenstruktur Tannennadel / SEM image of internal structure of fir needle; Lab Professor Heyko Schultz

Folgende hervorragende Ingenieure/-Innen und Wissenschaftler/-Innen haben in der Vergangenheit die Arbeitsgruppe Schultz bereichert:

  • Dr. Volker Bliem, Mitarbeiter von 03/2013-02/2016,
    Titel der Dissertation:
    Untersuchung des Einflusses der Strömungsverhältnisse auf den Wärmeübergang in Rührreaktoren mit Rohrschlangeneinbauten mittels Particle Image Velocimetry und Laser Induced Fluorescence, 2016
  • Dr. Florian Stephan Merkel, Mitarbeiter von 04/2013-09/2016,
    Titel der Dissertation:
    Research on inhibition of gas hydrate formation in pipelines and armatures using surface active substances, 2017
  • Marius Hirtsiefer, Mitarbeiter von 09/2015-02/2016,
    Experte für Particle Image Velocimetry (PIV) und Laser Induced Flourescence (LIF)
  • Katja Jährling, Mitarbeiterin von 09/2014-10/2017,
    Titel der Dissertation:
    noch offen, in Abschlussphase, 2018
  • Alexander Stefan, Mitarbeiter von 09/2014-10/2017,
    Titel der Dissertation:
    noch offen, in Abschlussphase, 2018

Download von Materialien

Stream filament around stirrer in baffled stirred reactor; CFD Professor Heyko Schultz
Stromfaden um Rührer in bewehrtem Rührreaktor / Stream filament around stirrer in baffled stirred reactor; CFD Professor Heyko Schultz
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Sonstiges

Burning Hydrate 2 ; Lab Professor Heyko Schultz
Brennendes Gashydrat 2 / Burning Hydrate 2 ; Lab Professor Heyko Schultz

Externe Masterarbeit

Externe Masterarbeit möglichst kurzfristig zu vergeben:

Als Rohstoff für eine TiO2 Produktion nach dem Sulfatverfahren wird ein Gemisch aus Ilmenit und Schlacke aus der Stahlindustrie eingesetzt. Beide Komponenten enthalten Titandioxide und Eisenoxide in unterschiedlichen Konzentrationen und haben einen unterschiedlichen Einkaufswert. Je höher der Anteil an Ilmenit liegt, desto geringer sind die Rohstoffkosten. Allerdings führt ein hoher Ilmenit-Anteil zu einem höheren Anfall an Eisenoxiden während des Produktionsprozesses, der nur bis zu einem gewissen Maße tolerierbar ist. Das Rohstoffgemisch wird in konz. Schwefelsäure und Oleum aufgeschlossen, bevor es in den weiteren Produktionsprozess gegeben wird. Die Menge an einzusetzender Schwefelsäure variiert ebenfalls mit dem Mischungsverhältnis der Ausgangsstoffe. Ebenso gibt es Belege, dass die Ausbeute beim Ilmenit höher ist, als bei der Schlacke. Als Abfallprodukt entstehen das Eisenoxid und Dünnsäure, die in anderen Produktionen weiter verarbeitet werden. Auch diese Mengen variieren mit dem Ilmenit-Schlacke-Verhältnis.

 

Ziel einer Masterarbeit wäre es jetzt, die verschiedenen Abhängigkeiten in einem mathematischen Modell zu erfassen und die Berechnung eines kostenoptimierten Betriebspunktes zu ermitteln. Hierbei sollte die variierende Zusammensetzung des Ilmenits und der Schlacke berücksichtigt werden, so dass der Betriebspunkt dynamisch an die aktuelle Rohstoffzusammensetzung angepasst werden kann.

 

Interesse? Wenn ja, bitte bei Prof. Dr. Schultz melden.

 

Chemische Technik ILOC-Institutsrat