Gemeinsames Ziel des Verbundvorhabens ist das Verständnis für die Wechselwirkung zwischen CO2-Erzeugungsanlagen, Transportnetz und Speicher bei einem gemeinsam genutzten Transport- und Speichernetz. Dazu muss untersucht werden, welche CO2-Qualitäten und Zusammensetzungen von den verschiedenen industriellen Erzeugern (Kraftwerke, Zementwerke, Stahlwerke und Raffinerien) des regionalen Clusters erzeugt werden, in welchen Mengen diese erzeugt werden und wie sich der zeitliche Verlauf der Einspeisung einzelner Anlagen verhält. Anhand der zeitlichen Verläufe der Einspeisung kann ein gemeinsames Transportnetz für das CO2 ausgelegt werden. Aus dieser Auslegung können die Rückwirkungen für die Steuerung des Netzes bezüglich der Einspeisung abgeleitet werden. Die Auslegung von Erzeugeranlagen und Pipeline und die Erkenntnisse von Injektion und Speicherung finden Eingang in ein Gesamtmodell von den Erzeugern bis zum Speicher. Zum gemeinsamen Betrieb eines Transportnetzes und Speichers ist eine genaue Bilanzierung des Kohlenstoffstroms im Bereich der Erzeugeranlagen notwendig, für die bei industriellen Großanlagen noch ein Konzept entwickelt werden muss. Eine Umladung des CO2-Stroms auf Schiffe muss untersucht werden, falls das CO2 in Offshore-Speichern gespeichert werden soll. Dazu ist die Entwicklung einer Anlage notwendig, die das CO2 auf den benötigten Zustand transformieren kann. Weiterhin sollte das Handling des transportierten CO2 auf See untersucht werden, da es zum Verdampfen und unter Umständen zum Emittieren von CO2 durch Wärmeeintrag aus der Umgebung kommt. Weiterhin ist die Ermittlung von zulässigen Zusammensetzungen und Mengen des CO2 bei der Speicherung erforderlich, um anhand dieser Randbedingungen Erzeugeranlagen und Transportnetz auslegen zu können und deren Kosten zu bestimmen. Bei den Kooperationspartnern wird schwerpunktmäßig der Verbund aus dem Vorgängerprojekt COORAL weiter bestehen, welcher mit weiteren qualifizierten Fachpartnern ergänzt wird. Auf Erkenntnisse aus COORAL wird zugegriffen.
Überschussenergie in Form von Strom aus regenerativer Produktion, der mit relativ geringer und variierender Verfügbarkeit anfällt, soll flexibel und hoch effizient in einem 'Power to Heat' Prozess wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden. Im Rahmen dieses Projektes soll ein existierendes Konzept im Detail weiterentwickelt, theoretisch validiert und mit Unternehmen der Stahlindustrie und des Anlagenbaus auf die Machbarkeit in der betrieblichen Praxis hin diskutiert werden. Dieses Konzept sieht vor, dass relativ kurzfristig anfallender überschüssiger Strom dazu genutzt wird, das im Abgas eines Hochofens enthaltene CO 2 mit Hilfe der umgekehrten Boudouard-Reaktion zu CO umzusetzen. Zu diesem Zweck wird eine Kohleschüttung in einem entsprechenden Reaktor (E-Power-Konverter) mit dem vorhandenen überschüssigen Strom auf Temperaturen größer als 1000 Grad Celsius aufgeheizt und das Abgas des Hochofens über diese Kohleschüttung geleitet werden. Durch die umgekehrte Boudouard-Reaktion wird das CO 2 zu einem hochwertigen, für die Einleitung in den Hochofen geeignetem Gas aufgewertet werden. Das Gas könnte aber auch in anderen Bereichen eines integrierten Hüttenwerkes verwendet werden. Bei fehlendem Überschussstrom wird der Hochofen in konventioneller Weise betrieben. Neben Kohle soll auch die Verwendung zusätzlicher Reststoffe wie Klärschlamm, hydrothermale Kohle und Bioreststoffe getestet werden. 1. Energetische Bilanzierung des Hochofenprozesses auf der Basis realer Betriebsdaten. 2. Massen- und Energiebilanz eines E-Power-Konverters auf der Basis realer Abgasmengen von Hochöfen. 3. Durchführung von Laborversuchen. 4. Identifikation wesentlicher Problemfelder bei einer großtechnischen Umsetzung. 5. Ermittlung der Potentiale verschiedener Brennstoffe inkl. von Bioreststoffen.
Überschussenergie in Form von Strom aus regenerativer Produktion, der mit relativ geringer und variierender Verfügbarkeit anfällt, soll flexibel und hoch effizient in einem 'Power to Heat' Prozess wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden. Im Rahmen des Projektes E-Power-Konverter soll ein existierendes Konzept im Detail weiterentwickelt, theoretisch validiert und mit Unternehmen der Stahlindustrie und des Anlagenbaus auf die Machbarkeit in der betrieblichen Praxis hin diskutiert werden. Dieses Konzept sieht vor, dass relativ kurzfristig anfallender überschüssiger Strom dazu genutzt wird, das im Abgas eines Hochofens enthaltene CO2 mit Hilfe der umgekehrten Boudouard-Reaktion zu CO umzusetzen. Zu diesem Zweck wird eine Kohleschüttung in einem entsprechenden Reaktor (E-Power-Konverter) mit dem vorhandenen überschüssigen Strom auf Temperaturen größer als 1000 Grad C aufgeheizt und das Abgas des Hochofens über diese Kohleschüttung geleitet. Durch die umgekehrte Boudouard Reaktion wird das CO2 zu einem hochwertigen, für die Einleitung in den Hochofen geeignetem Gas aufgewertet. Das Gas könnte auch in anderen Bereichen eines integrierten Hüttenwerkes verwendet werden. Bei fehlendem Überschussstrom wird der Hochofen in konventioneller Weise betrieben. Neben Kohle soll auch die Verwendung zusätzlicher Reststoffe wir Klärschlamm, hydrothermale Kohle und Bioreststoffe getestet werden. Hierzu wird auf Basis realer Betriebsdaten eine Massen- und Energiebilanz des Hochofenprozesses und des Hochofenprozesses in Kombination mit einem E-Power-Konverter aufgestellt. Im Rahmen von Laborversuchen werden wesentliche Problemfelder bei einer großtechnischen Umsetzung identifiziert.
Die TA Luft enthaelt in Nr. 3.1.7 Abs. 7 ein generelles Minimierungsgebot hinsichtlich der Emissionen an besonders persistenten und toxischen Stoffen, wie z.B. polychlorierte Biphenyle, Dioxine oder Furane. Die Emissionen dieser Stoffe aus bestimmten Quellen sind umfassend untersucht, wie z.B. bei Abfallverbrennungsanlagen, bei denen wirksame Minderungmassnahmen getroffen werden. Insbesondere sind fuer diese Anlagen in der 17. BImSchV die Emissionen an Dioxinen und Furanen auf 0,1 ng TE/m3 begrenzt. Aus einer Reihe stichprobenartiger Untersuchungen an anderen thermischen Prozessen, wie z.B. Aluminiumschmelzanlagen, Elektrolichtbogenoefen ist bekannt, dass auch hier nicht unerhebliche Dioxin-/Furanemissionen entstehen koennen. Der vorliegende Kenntnisstand in den einzelnen Bereichen ist sehr unterschiedlich. In der Regel wurden nur im Reingas Messungen durchgefuehrt, die, aufgrund fehlender Bezuege zu den betrieblichen Randbedingungen, nur bedingt verwertet werden koennen. Aus thermischen Prozessen und anderen Giessereibereichen in Eisen-, Temper- und Stahlgiessereien werden an Heisswindkupoloefen, Drehrohroefen, Induktionsoefen sowie an Abgasen aus dem Giess-, Kuehl/ und Ausleerbereich Dioxin/Furanmessungen bei Investitionsvorhaben durchgefuehrt. Erste vorliegende Messungen an Heisswindkupoloefen zeigen, dass bei dieser Anlagenart Dioxin-/Furanemissionen unter 0,1 ng TE/m3 erwartet werden koennen. Im Rahmen dieses Vorhabens sollen Dioxine und Furane im Reingas an einem Kaltwindkupolofen, der mit Sauerstoffzugabe betrieben wird, bestimmt werden, mit dem Ziel eine Aussage zu erhalten, mit welchen Emissionen an Dioxinen/Furanen gerechnet werden muss un...
Die Abgase eines direkt beheizten Spaenetrockners mit einem Abgasvolumen von ca 50000 m3 pro Stunde werden in Zyklonen auf einen Staubemissionswert von ca 50 mg/m3 vorentstaubt. In einem nachgeschalteten Gewebefilter soll anschliessend ein Teilvolumenstrom von ca 20000 m3 pro Stunde auf eine Reingasstaubkonzentration von unter 5 mg/m3 gereinigt werden. Aufgrund des bei der Verarbeitung von Holz grundsaetzlich bestehenden Brandrisikos wird der Spaenetrockner mit vier Funkenmeldeeinrichtungen und einer CO2-Loeschanlage zur rechtzeitigen Unterdrueckung von Braenden versehen. Darueber hinaus ist eine separate Wasserhandloeschanlage vorgesehen.
Das Ziel der Untersuchung ist es, die Beeinflussung der NO-Reduktion mit NH3 an Katalysatoren durch dieselmotorischen Russ zu bestimmen. Dabei soll die Verminderung der NOx-Emission in Abhaengigkeit von der in den Katalysatoren gespeicherten Russmenge fuer verschiedene Katalysatortemperaturen untersucht werden. Die NH3-Menge vor und nach Katalysator soll mit betrachtet werden. In Basisvermessungen werden zu Anfang die Rohemissionen und die Abgastemperaturen des Motors bei n = 1500 min hoch -1 in Abhaengigkeit von der Last bestimmt. Der Wirkungsgrad zweier Katalysatoren wird im neuen Zustand ueberprueft. Dazu werden die NH3-Mengen so eingestellt, dass eine ca. 80-90prozentige NO-Verminderung erreichbar ist. Durch die NO-Messung vor und nach Katalysator und die NH3-Messung nach Katalysator wird die tatsaechliche NOx-Umsatzrate in Abhaengigkeit von der Katalysatortemperatur bestimmt. Nach der Grundvermessung werden Motor und Katalysator stationaer im oberen Betriebsbereich ueber mehrere Stunden im Dauerlauf gefahren. Dabei fuehrt die Russemission des Motors zu einer Belegung der Katalysatoroberflaeche. In Abhaengigkeit von der Betriebszeit werden die NO-Umsatzraten bei maximaler und minimaler Katalysatorbetriebstemperatur sowie die emittierte NH3-Menge bestimmt. Die Variation der Abgastemperaturen bzw. Katalysatortemperatur soll durch Lastveraenderung eingestellt werden. Dabei ist zu beruecksichtigen, dass sich sowohl die NOx- wie die Russmenge im Abgas mit veraendert. Bei der Motoreinstellung ist darauf zu achten, dass die Russmenge des Motors nicht den TA-Luftgrenzwert von 130 mg/cbm ueberschreitet...
Im Rahmen des Projektes sollte die Verdünnte Verbrennung durch eine externe Abgasrezirkulation an Glasschmelzwannen des Typs U-Flammenwanne realisiert werden, um die Anwendbarkeit, die NOx-Minderung und eine eventuelle Energieeinsparung zu untersuchen. Dazu wurden verschiedene Konzepte zur Abgasrezirkulation durch unterschiedliche bauliche Maßnahmen, aktiv oder passiv, mit Hilfe der numerischen Strömungssimulation betrachtet und bewertet. Anhand von Berechnungen der Regeneratoren und Aufstellen von Wärmebilanzen der untersuchten Glasschmelzwannen durch die HVG konnten die Auswirkungen der Abgasrezirkulation an verschiedenen Typen der Regeneratoren und Glasschmelzwannen (U- Flammenwanne und Querbrennerwanne) aufgezeigt werden. Für die Durchführung der numerischen Strömungssimulationen beider Glaswannentypen inklusive der Regeneratoren, wurde durch die Abstraktion des Steinbesatzes als poröses Medium, eine Möglichkeit geschaffen das Gesamtsystem einer regenerativ betriebenen Glasschmelzwanne in der gesamten Komplexität abzubilden. Der Glaswannentyp Querbrennerwanne wurde in diesem Projekt hinsichtlich des möglichen Potentials der Abgasrezirkulation sowie der möglichen Auswirkungen auf das Verbrennungs-, Strömungs-, Wärmeübertragungs- und Schadstoffverhaltens mittels numerischer Strömungssimulation als Gesamtsystem inklusive aller Anbauten untersucht. Dies ist bisher einmalig bzw. den Projektpartnern nicht bekannt und gibt den Glaswannenherstellern und - betreibern die Möglichkeit an die Hand ihre Anlagen als Gesamtsystem in einer numerischen Strömungssimulation zu betrachten. Die Umsetzung der Verdünnten Verbrennung an einer realen U-Flammenwanne wurde zum Ende des Projektes vollzogen. Die Umsetzung hatte aber Einschränkungen, da die dort verbauten Installationen zur Abgasrückführung nicht die erwünschte bzw. benötigte und im Vorgängerprojekt bestimmte rückzuführende Abgasmenge liefern konnte.
Holzpellet-Feuerungsanlagen spielen eine zunehmend große Rolle bei der Erzeugung von Wärme im Wohnungs- und Zweckbau. Wie bei allen Verbrennungsprozessen werden auch bei der Holzverbrennung Gas und Staub emittiert. Messungen zur Abgasmenge und deren Zusammensetzung ergaben, dass der Feinstaubausstoß moderner Anlagen etwa der gleiche ist wie bei bestehenden Ölbrennern. Es wurde errechnet, dass der Ersatz von 1 Million Öl- und Gaskesseln durch Pelletanlagen lediglich einen Feinstaubzuwachs von weniger als 1 Prozent verursachen würde. Weiterhin ist Feinstaub aus Holzverbrennung wegen der chemischen Zusammensetzung nur etwa 20Prozent so schädlich ist wie Dieselruß. Der größte Teil der Staubemission aus Holzfeuerungen stammt jedoch aus Bestandsanlagen und Kleinfeuerungsanlagen bis 15kW. Daher spielen hier die sekundärseitig zu unternehmenden Maßnahmen eine übergeordnete Rolle. Elektroabscheider für Anlagen dieser Größenordnung sind teilweise auf dem Markt verfügbar, zum Großteil aber noch in der Entwicklung. Zudem bieten die zurzeit erhältlichen Systeme noch erhebliches Entwicklungspotenzial, zum Beispiel bei der Reinigung während des Betriebs. Hier bietet sich die Möglichkeit, in einen weitestgehend unerschlossenen Markt vorzudringen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 73 |
| Kommune | 1 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 13 |
| Zivilgesellschaft | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 73 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 73 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 72 |
| Englisch | 4 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 66 |
| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 72 |
| Lebewesen und Lebensräume | 73 |
| Luft | 72 |
| Mensch und Umwelt | 72 |
| Wasser | 72 |
| Weitere | 73 |