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

Prof. Dr. Schultz on Researchgate ->

Prof. Dr. Schultz on Researchgate ->

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

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®

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

Ausgewählte Publikationen werden hier nach Erscheinungsjahr aufgeführt:

Prof. Dr. Schultz on Researchgate ->

ORCID-Prof. Dr. Schultz->           

2018:

• 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:

• V. Bliem, H. J. Schultz, "Investigation of horizontal velocity fields in stirred vessels with helical coils by PIV", Int. J. Chem. Eng. 2014 (2014) 1, Article ID 763473, 8 pages, https://doi.org/10.1155/2014/763473

• H. J. Schultz, F. Figlhuber, I. Abdulrazzaq, U. Bergstedt, A. Nickisch-Hartfiel, "Prozessintegration: Biotechnologische Wasserstoff-Erzeugung, gekoppelte Gasreinigung und Speicherung in Gashydraten", Chem. Ing. Tech. 86 (9), 2014, 1494, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cite.201450204

• F. S. Merkel, H. J. Schultz, "Inhibierung der Gashydratbildung in Rohrleitungen und Armaturen durch Nutzung oberflächenaktiver Materialien - InHydRo", Chem. Ing. Tech. 86 (9), 2014, 1476, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cite.201450127

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

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.

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.

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.

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

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.