Das Projekt "Modelling and code development for the improved description of fp and aerosol release during lwr core heat -up and degradation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Kerntechnik und Energiewandlung durchgeführt. Objective: The objective of the present research is to improve the modelling of fp/aerosol release during core heat-up and degradation, introducing models of the physical processes governing the fuel structure modifications and transformations and describing the interactions with phenomena of various natures which influence and determine these processes. General information: the present research activity is divided into the following tasks: 1. Assessment of the advanced module mitra and evaluation of the development and validation needs to make it applicable to fission product transport behaviour in the various phases of fuel degradation. 2. Comparison of the modelling capabilities of mitra and fiprem and respective code structure in view of setting-up an integrated module. 3. Integration of mitra/fiprem into a single module, coupling with kess and sensitivity studies. The two codes will be merged into a single module treating fp/aerosol release phenomena by a mechanistic description. The new module will be coupled with kess. A sensitivity study will be performed on relevant parameters which exert a strong influence of fp/aerosol release. 4. Elaboration of models of fp mass and energy sources in the core thermo hydraulics and of the interface/coupling requirements with thermo hydraulics and fp chemistry codes. 5. Applications to the phebus fp predictions.
Das Projekt "Entwicklung eines neuen Ofens zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei der Härtung von Schleif- und Trennscheiben (2. Phase)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DRONCO AG durchgeführt. Die bisher in der Serienfertigung von phenolharzgebundenen Schleif- und Trennscheiben eingesetzten Kammeröfen sind mit sehr großen Brennräumen ausgestattet, die große Mengen an Material bei der im Herstellungsprozess notwendigen Aushärtung der Scheiben wärmebehandeln können. Der Einsatz dieser großen Öfen mit einer Brennkammer erfolgt auch vor dem Hintergrund der vordergründig geringen Investitionskosten pro Ofen. Die Reduzierung des Energieverbrauchs und die Nutzung von Abwärme sind in diesen Konzepten meist nicht enthalten oder werden dann wegen des hohen Aufwandes für die Installation von Wärmetauscher oder Wärmespeicher nicht weiterverfolgt. Im vorliegenden Projekt stellte sich die DRONCO AG die Aufgabe, einen neuen Ofenaufbau zu realisieren, der eine neuartige Prozessführung beim Härten der Scheiben vorsieht (Mehrkammerofen mit kleineren Brennstapeln, kleineren Losgrößen, optimale Energierückgewinnung). Ziel dieses neuen Konzept war es, die Eigenenergieaufnahme des Ofens deutlich zu reduzieren, eine Abwärmenutzung ohne verlustreiche Wärmetauscherkomponenten zu verwirklichen und auch die Umgebungsbedingungen (optimierte Abluftreinigung, Einsatz energiearmer Brennhilfsmittel, usw.) hinsichtlich Energieeinsparung zu optimieren. Innerhalb des Vorhabens sollte der Aufbau des Härteofens entwickelt werden, der maximale Energieeinsparungen durch optimale Prozessführung und Wärmerückgewinnung ermöglicht und dennoch so einfach konstruiert ist, dass damit die benötigten Anschaffungskosten pro Ofen nicht zu hoch werden. Die Energieeinsparungsziele aus der Phase 1 des Projektes konnten in die Serie übertragen werden. Eine Verbesserung bei der Abluftreinigung und der Wärmerückgewinnung konnte aufgrund der Insolvenz der DRONCO AG nicht vollständig umgesetzt werden. Für den zweiten Fall sind die Entwicklungen größtenteils abgeschlossen, sodass zukünftig nur noch der Aufbau aussteht. Ohne das Projekt wäre ein positiver Insolvenzplan und somit eine positive Fortführungsprognose der DRONCO AG nur schwer darstellbar. Die Anlage ist ein Hauptbestandteil der neuen Unternehmensplanung, die von der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft PWC geprüft wurde. Vorgesehen ist der Bau von 10 Anlagen im Jahr 2014/2015. Ohne die Anlagen ist eine Aufrechterhaltung der Produktion in Deutschland nur bedingt möglich.
Das Projekt "BIO FLAM - Verbrennungsverhalten reiner Brennstoffe bei der Stromerzeugung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Energietechnik, Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen durchgeführt. A promising route to achieve CO2 reduction is the use of short cycle carbon containing fuels, which can be generally classified as secondary fuels. These fuels have the thermodynamic potential to replace fossil fuels but operational and environmental problems may dramatically affect the combustion system. To focus on the problem of secondary fuel application one requires detailed in advance knowledge of the typical combustion behaviour of these fuels. The objective of this project is to provide simple, capable test methods, which give more insight in the fate of secondary fuels in a power plants. IVD's part in the project focuses on the fuel characteristics which influence the potential for high temperature corrosion, slagging, fouling and ash quality. For the utilization of secondary fuels in power plants amounts, distribution and species of the ash forming constituents are major factors which have to be considered in the assessment of the fuel quality. IVD will apply conventional and advanced methods for the characterization of the secondary fuels, and will carry out lab scale experiments to evaluate the potential of slagging, corrosion and ash utilisation.
Das Projekt "SEFCO - Qualitaet der Sekundaerbrennstoffe fuer die Mitverbrennung von Brennstoffstaub" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Energietechnik, Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen durchgeführt. Due to limitations in landfill capacity new ways of waste disposal are in discussion. Thermal utilisation of secondary fuels recovered from waste materials could be a cost effective and short term available way for waste treatment with the benefit of a reduction of CO2 emissions. For the propagation of the co-combustion technology in power plants the prevention of disturbance on plant operation and harmful effect on the environment represents a vital premise. Therefore the main objective of this project is to acquired comprehensive knowledge of the characteristics of selected fuels as feedstock, the impact of co-combustion of waste materials on operation and emissions. A complementary programme of work, utilising laboratory-, pilot- and industrial-scale combustion plant, will quantify major uncertainties that have restricted coal and waste co-firing in pulverized fuel boilers originally designed to burn coal. The basic idea of the project is that most waste materials are composed of a few major components (e.g.: paper, plastic, wood, inert material, biomass). If the composition of the waste is available, i.e. the shares of the defined components, and the impact of the pure waste components is known, it will be possible to predict the behaviour of the waste fuel mix. The main objective of the proposal is to establish a data base of the impact of different pure wastes on the combustion, emission and operation in order to be able to predict the behaviour of waste mixes.
Das Projekt "Energy Lab 2.0 - Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll ein mobiler Mikrogasturbinenprüfstand (MobGT) durch das DLR aufgebaut werden, dessen neues Brennersystem einen Last- und Brennstoffflexiblen Betrieb ermöglicht. Dieser Prüfstand wird dann im Anlagenverbund des Energy Lab 2.0 am KIT eingesetzt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Die sichere, bezahlbare und nachhaltige Energieversorgung der Zukunft wird wesentlich durch die effiziente Wandlung primärer, überwiegend regenerativer Energieträger zu sekundären Energieträgern wie Strom, Wärme und Kraftstoffe sowie deren effiziente Nutzung bestimmt. Forschung und Entwicklung stehen daher vor der Aufgabe, relevante Optionen und variable Prozesskombinationen zu entwickeln, um bei sich ändernden Bedingungen der Märkte innovative und flexibel umsetzbare Lösungen bereitzuhalten. Im Rahmen des Energy Lab 2.0 wird am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ein energietechnischer Anlagenverbund realisiert, der wesentliche Komponenten zur Erzeugung, Wandlung und Speicherung verschiedener Energieträger enthält und dabei elektrische, thermische und chemische Energieströme miteinander verknüpft. Eine wichtige Fragestellung dabei ist der Einsatz von Gasturbinen zur Erzeugung von Strom und Wärme aus unterschiedlichen Mischungen von Synthesegas und Erdgas . Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll deshalb ein Brennersystem entwickelt werden, das einen brennstoff- und lastflexiblen Betrieb der Gasturbine ermöglicht. Zur Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Verbrauchern, den Erzeugern, dem Vergasungsprozess und der Gasturbine wird ein mobiler Mikrogasturbinenprüfstand (MobGT) durch das DLR aufgebaut und im Anlagenverbund des KIT in Betrieb genommen. Die Entwicklung des MobGT lässt sich in die drei Schritte Konzept, Entwicklung und Inbetriebnahme unterteilen. Im ersten Schritt wird das Design des Brennersystems entworfen und der MobGT Prüfstand sowie das Regelungskonzept entwickelt. In der Entwicklungsphase wird das Brennersystem getestet, optimiert und in den MobGT eingebaut. Der Schritt Inbetriebnahme ist zweigeteilt und umfasst zuerst eine Inbetriebnahme des mobilen Labors am DLR in Stuttgart. Nach erfolgreichem Betrieb folgt der Transport und die Inbetriebnahme in Karlsruhe, wo eine reale Kopplung an den bioliq® Vergaser durchgeführt werden kann.
Das Projekt "DVV-Schwerpunktprogramm Kohlenstaubfeuerungsanlagen; Ausmahlung und NOx-Bildung II (The Effect of Coal Quality and Particle Size on the Performance of Air Staged Burners)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VGB-Forschungsstiftung Essen durchgeführt. Untersucht werden soll der Einfluss der Kohlenaufbereitung und anderer Parameter auf Ausbrand und NOX-Minderungsmoeglichkeiten. Dabei sind Nebenwirkungen hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Qualitaet der Verbrennungsrueckstaende zu beachten. Das Vorhaben ist Teil eines Forschungsprogramms von insgesamt 3 Projekten an Brennern mit aeusserer Luftstufung und 0,3,3 und 30 MW thermischer Leistung; die Groesse '3 MW' soll bei der IFRF- untersucht werden; ein Antrag '0,3 MW' wurde bereits gestellt. Wichtiges Ziel ist somit die Erarbeitung von Extrapolationsmassstaeben. Das Konzept sieht eine Abstufung der Bearbeitungsdetaillierung innerhalb der drei Projekte vor, so dass die Masse der Versuche mit geringeren Kosten durchgefuehrt werden. Eine Uebertragung der 3 MW-Ergebnisse in das fuer 0,3 MW aufgestellte Berechnungsmodell soll eine Extrapolation der Rechnung erlauben, die an Versuchen mit 30 MW ueberprueft werden. Es wird erwartet, dass als Gesamtergebnis andere Kohlen und Brennerbauarten aufgrund von Modellversuchen verlaesslicher hinsichtlich des spaeteren Betriebsverhaltens abgeschaetzt werden koennen.
Das Projekt "Zusammensetzung von Heizöl EL, Standard - Produktqualität 2004 -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DGMK Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V. durchgeführt. Mit der steigenden Bedeutung ökologischer Kraft- und Brennstoffe war es wichtig, das am Markt vorhandene Heizöl EL, Standard in einer ähnlichen Weise zu untersuchen wie das bereits im Rahmen des DGMK-Projektes 583 sowie des DGMK-Projektes 583-1 für Dieselkraftstoffe aus deutschen Raffinerien geschah. Diese Untersuchungen finden vor allem vor dem Hintergrund statt, dass die Basiskomponenten für Mitteldestillate zur Herstellung von Dieselkraftstoff immer höheren Anforderungen genügen müssen, die vorhandenen Hydrierkapazitäten nur zum Teil auch zur Bereitstellung von Komponenten für Heizöl EL (extraleicht) benutzt werden können und somit Heizöl EL immer mehr aus Spaltprozessen stammenden Komponenten geblendet wird. In dieser Studie wurden insgesamt 14 Heizöle untersucht, 11 aus deutschen Raffinerien, 1 österreichisches Muster sowie 2 Importwaren. Untersucht wurden nur Heizöl EL, Standard-Proben, die der DIN 51603 - 1 mit einem Schwefelgehalt von max. 0,2 Prozent m/m entsprechen. Es wurden chemische und physikalische Parameter untersucht, die aus anwendungstechnischer Sicht oder unter ökologischen Kriterien interessant sind. Die Analysenergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung und Eigenschaften der untersuchten Heizöle im Rahmen bestimmter Bandbreiten liegen. Alle untersuchten Muster wiesen normgerechte Qualitäten auf.
Das Projekt "Weiterentwicklung von Flash-Pyrolyseprozessen zur Erzeugung von Strom und Waerme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll in England eine Flash-Pyrolyseanlage mit einem Durchsatz von 200 kg/h trockener Biomasse gebaut und betrieben werden. Darueber hinaus soll der rotierende Konusreaktor (RCR) von BTG ein Prozessleitsystem erhalten. Die neu zu errichtende Anlage wird einen indirekt beheizten Wirbelschichtreaktor und moderne Abscheidevorrichtungen besitzen, um eine Oelausbeute von 75 Prozent, bezogen auf trockenen Rohstoff, zu erzielen. Da die Oelqualitaet in starkem Masse von der Prozessfuehrung abhaengt, kommt der Oelanalytik eine besondere Bedeutung zu. Das BFH-Institut ist verantwortlich fuer die physikalisch-chemischen Analysen. Mit Hilfe moderner chromatographischer und spektroskopischer Methoden sollen die komplex zusammengesetzten Oele moeglichst umfassend charakterisiert werden. Dazu werden im Verlauf des Vorhabens etablierte Methoden (GC/MS, FTIR) angewandt und fortentwickelt, aber auch neue Wege erschlossen (HPLC, NMR, SPE). Zusammen mit Aston sollen Qualitaetsstandards fuer Pyrolyseoele entwickelt werden, um die Marktchancen zu erhoehen. Die in der Pilotanlage hergestellten Oele sollen bei Ormrod Diesels in einem 500 kW Dieselmotor eingesetzt werden. Der Motor besitzt duale Einspritzsysteme, die eine gleichzeitige Dosierung von Diesel und Pyrolyseoel zulassen. Neben Kurzzeitversuchen ist auch ein Langzeitversuch ueber 24 h vorgesehen. Insgesamt sollen 170 Betriebsstunden mit einem Durchsatz von ca. 150 l/h Biooel erreicht werden.
Das Projekt "Einfluss der Zusammensetzung von Heizöl EL auf die Korrosion von Flammenrohren durch Metal Dusting" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DGMK Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V. durchgeführt. Zur Überprüfung brennstoffseitiger Einflussgrößen auf das Auftreten der als Metal Dusting bekannten Form der Hochtemperaturkorrosion werden umfangreiche Testreihen an realitätsnahen und idealisierten Prüfständen durchgeführt. Von einer Vielzahl untersuchter Brennstoffparameter erweist sich der Schwefelgehalt als guter Indikator für eine erhöhte Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Metal Dusting an hierfür anfälligen Brennersystemen. Als potentiell kritisch sind hierbei Schwefelgehalte im Intervall 20 ppm kleinr S kleinr als 300 ppm anzusehen. Ein Maximum der Aufkohlungsrate wird bei Schwefelgehalten im Intervall 100 ppm kleiner S kleiner als 200 ppm festgestellt. Bei den weiterhin untersuchten brennstoffseitigen Parametern (Stickstoffgehalt, Mono-, Di- und Polyaromatengehalt, Siedeverlauf, Siedeende (simulierte Destillation), Thermische Stabilität, Gehalt an Biokomponenten (FAME), u.a.) wird keine eindeutige Korrelation zur Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Metal Dusting festgestellt. An einem idealisierten Prüfstand kann gezeigt werden, dass die hohen Aufkohlungsraten, die an bezüglich des Auftretens von Metal Dusting kritischen Systemen beobachtet werden, nicht durch Kohlenstoffabscheidung aus der Gasphase verursacht werden. Damit ein Schaden auftritt, muss neben der Verwendung eines potentiell kritischen Brennstoffes auch ein für Metal Dusting anfälliges Verbrennungssystem und ein Flammenrohr aus einem gefährdeten Werkstoff vorliegen.
Das Projekt "Fuel Flexible, Air-regulated, Modular, Electrically Integrated SOFC System (FLAME-SOFC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDI/VDE Innovation + Technik GmbH durchgeführt. Objective: The overall objective of the FlameSOFC project is the development of an innovative SOFC-based micro-CHP system capable to operate with different fuels and fulfilling all technological and market requirements at a European level. The main focus concerning t he multi-fuel flexibility lies on different natural gas qualities and LPG, but also on liquid fuels (diesel like heating oil, industrial gas oil IGO and renewables like FAME). The target nominal net electrical output is 2 kWel (stack electrical output ca. 2,5 kW), which is expected to represent the future mainstream high volume mass market for micro-CHPs. An advanced planar, compact SOFC-stack will be developed and combined with an innovative, compact and robust fuel processor, which will be able to process many different fuels without catalytic components, thus enabling the potential for a long lifetime of greater than 30.000 h. A simple, highly integrated and reliable system design will result via the integration of advanced peripheral components like the advanced T hermal Partial Oxidation reformer (T-POX), the multi-purpose off-gas burner, the compact heat exchangers, the cool flame vaporizer and the soot trap. Advanced control strategies will assure an optimal integration in an electrical network environment. The o verall efficiency targets are greater than 35 percent net electrical efficiency and greater than 90 percent total CHP efficiency, which will result in 2 tons of annual CO2 reduction per unit (compared to the combination of a condensing boiler and European electricity mix). The SOFC fuel cell technology will be applied because it is less sensitive to impurities and variations in the fuel composition than other fuel cell systems and has a better cost reduction potential than other fuel cell types. The high temperature level of the SOFC tec hnology gives also a better integration potential in co- or tri-generation applications. The main target application is a micro CHP system for single or two-family residential homes with electrical grid connection.
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