Das Projekt "Hot gas-cleaning" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH durchgeführt. General Information: Descriptions of the individual parts of the project are given below. Removal of trace elements in hot gas cleaning systems (CSIC). Study of the capture of trace elements by a range of different sorbents - mainly metal mixed oxides, clay materials and alkaline-earth carbonates but also some alumina and siliceous materials - in two laboratory scale reactors (a fixed bed and a fluidised bed) at temperatures between 550 and 750 degree C. Different compositions of the simulated coal gas stream will also be tested. Different sorbents, temperatures and stream gas composition will be studied during each of three periods of six months in each of the three years of the programme. Hot H2S Removal by using waste products as solvents (TGI). Testing of red mud (a residue from aluminium manufacture) and electric arc furnace dust (a residue from steel making) as sorbents for hot dry desulphurisation of coat derived fuel gas. These materials have been chosen as containing potential sorbents including calcium, iron, zinc and manganese oxides. Tests will be carried out in a laboratory-scale pressurised reactor. Use of carbon materials and membranes for hot gas clean up (DMT). Study of the potential use of carbon materials for removing trace metals and sulphur compounds from hot gasification gases (also potentially the separation of light gases such as hydrogen), taking advantage of the stability of carbon at high temperature and in corrosive atmospheres. A bed of carbon (or, where appropriate, another material) alone or in combination with a carbon filtering membrane installed in a laboratory gas circuit will be used: - to study the effect on composition of passing gas from a gasifier through a bed of activated carbon or a carbon molecular sieve at various temperatures, pressures and flow rates. - to repeat the studies as above with a filtering membrane made from carbon added. - to study the combination of sorption/filtration and catalytically active materials (i.e. using catalysts for the CO shift and for hydrogenation). The use of other compounds such as zeolitic membranes or granular beds will also be considered and the advantages of using combined gas clean up systems will be reviewed in the light of the data obtained. Development of improved stable catalysts and trace elements capture for hot gas cleaning in advanced power generation (CRE Group). Studies will be carried out on existing equipment to improve and assess catalysts based on iron oxide on silica and titania with mixed metal oxides to remove ammonia, hydrogen cyanide, hydrogen chloride, arsine, hydrogen sulphide and carbonyl sulphide. Selected catalysts will be tested at pressures up to 20 bar and temperatures in the range 500 - 800 degree C using simulated atmospheres. ... Prime Contractor: Deutsche Montan Technologie, Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH (DMT); Essen; Germany.
Gefahrstoffe mit dem Gefahrenmerkmal EUH029 ("Bilden im Kontakt mit Wasser giftige Gase") unterliegen der Störfall-Verordnung. Es wurde eine Kohorte von 30 Stoffen mit diesem Gefahrenmerkmal, die in der Praxis eine gewisse Bedeutung erlangt haben, analysiert. Das mit Abstand häufigste Hydrolyseprodukt (62%) ist Chlorwasserstoff, gefolgt von Phosphin mit 14%, und vereinzelt Fluorwasserstoff, Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Ammoniak, Stickoxide und Cyanwasserstoff. Die höchsten Gefahrenpotentialwerte werden für das Hydrolyseprodukt Phosphin gefolgt von Schwefeldioxid und Chlorwasserstoff ermittelt. Phosphin wird in der Kohorte ausschließlich aus Feststoffen generiert, Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid hauptsächlich aus Flüssigkeiten. Zur standardisierten Berücksichtigung des Gefahrenpotentials dieser Stoffkategorie erscheint es notwendig hinsichtlich der Hydrolyseprodukte zu unterscheiden. Für die Abschätzung angemessener Sicherheitsabstände ist konservativ von einer 100% igen Umsetzung des Ausgangsstoffs in das Hydrolyseprodukt auszugehen und unter Berücksichtigung der stöchiometrischen Zusammenhänge die relevanten Mengen zu ermitteln und die Abstandsberechnung nach den "Handlungsempfehlungen..." vorzunehmen. Für phosphinentwickelnde (feste) Substanzen wird pauschal die Abstandskategorie VII-VIII (1000m - 1500m), für chlorwasserstoffentwickelnde (feste) Substanzen die Abstandskategorien III-IV (300m - 400m) als abdeckend vorgeschlagen. Für flüssige Stoffe aus denen Chlorwasserstoff generiert werden kann erscheint die Einhaltung eines Sicherheitsabstandes von 500m - 750 m in erster Näherung abdeckend. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Erarbeitung von Entscheidungshilfen fuer die Pruefung in Sonderfaellen (TA Luft, Nr. 2.2.1.3.) soweit Immissionswerte nicht festgelegt sind" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dipl.-Ing. Ellen Schulze durchgeführt. Die Aenderung der Ersten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (TA Luft) vom 23.2.1983 sieht in dem Abschnitt 2.2.1.3 die 'Pruefung, soweit Immissionswerte nicht festgelegt sind und Pruefung in Sonderfaellen' vor. Hierzu bedarf es einer Konkretisierung, insbesondere bezueglich des Schutzes besonders empfindlicher Pflanzen. Zusammenstellung und Bewertung der Literatur zur Wirkung von Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Ethylen, Tetrachlorkohlenstoff, Formaldehyd, Cyanwasserstoff, Chlorwasserstoff und Chlorgas, um eine Einschaetzung des Schadenrisikos fuer Pflanzen zu ermoeglichen. Fortfuehrung der Vorhaben 10402447, 10607049/01 und 02.
Das Projekt "Erarbeitung von Entscheidungshilfen fuer TA Luft Nr. 2.2.1.3 (Sonderfallpruefung) - Schadstoffe, fuer die keine Immissionswerte festgelegt sind" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technischer Überwachungs-Verein Rheinland, Institut für Energietechnik und Umweltschutz durchgeführt. Die TA Luft verlangt in Nr. 2.2.1.3 eine Sonderfallpruefung fuer solche Stoffe, fuer die Immissionswerte nach Nr. 2.5 TA Luft nicht vorliegen, die andererseits aber als relevant anzusehen sind. In dieser Untersuchung werden mit Hilfe von Informationen aus Emissionskatastern in der Bundesrepublik Deutschland die Massenstroeme der emittierten Stoffe und deren Repraesentanz zusammengestellt. In bezug zu den Emissionsmassenstroemen wird ueber Wirkungskriterien (MAK, MIK, Geruchsschwellen, Bodenrichtwerte) abgeleitet, welche Stoffe fuer das jeweilige Kriterium als wirkungsrelevant anzusehen sind. In einer zusammenfassenden Bewertung werden die Stoffe ermittelt, die aufgrund ihrer mehrfachen Wirkungsmoeglichkeiten und ihrer Wirkungsrelevanz in eine Sonderfall-Pruefung einbezogen werden sollten. Die ermittelten wichtigsten Stoffe sind: Ammoniak, Chrom, Cyanwasserstoff, Formaldehyd, Schwefelkohlenstoff, Schwefelwasserstoff und Tetrachlorkohlenstoff. Fuer diese Stoffe werden weitere umweltrelevante Informationen zusammengestellt.
Das Projekt "Bau und Betrieb einer Versuchsanlage zur Vorbehandlung von Abwaessern aus der Vergasung von Braunkohle nach dem HTW-Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinbraun durchgeführt. Im Rahmen der Planungen fuer ein Kombikraftwerk mit intergrierter Braunkohlevergasung (KoBra), wurden an der Hoch-Temperatur-Winkler-Vergaseranlage (HTW) Untersuchungen zur Erprobung und Absicherung des KoBra-Abwasserkonzeptes durchgefuehrt. Schwerpunktmaessig wurde die Elimination von HCN in der waessrigen und gasfoermigen Phase untersucht. Ebenso war auch die Entfernung von H2S eine wichtige verfahrenstechnische und wirtschaftliche Zielsetzung. Ergebnisse: 1. Die H2S-Strippung fuehrte zu sehr geringen Restgehalten im Bodenprodukt bei gleichzeitig vertretbaren Gehalten an NH3 im Kopfprodukt des Strippers. 2. Bei der HCN-Elimination in der waessrigen Phase mittels H202 konnten Restkonzentrationen bis 1 mg/l erreicht werden. 3. Die katalytische Umsetzung von HCN in der Gasphase fuehrte zu Umsatzraten bis ca. 90 Prozent. Die bisher erreichten Untersuchungsergebnisse zeigen das Potential einer weitgehenden Elimination von H2S und HCN. Eine abschliessende Bewertung der gesamten Versuchsergebnisse erfolgt zum Projektende.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Experimentelle Untersuchung der Eindüsung von Harnstoff-Wasser-Lösung für SCR-Systeme von Biogas-BHKW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Technische Verbrennung durchgeführt. Im Rahmen des BiNOred-Projektes geht es um eine Entwicklung für die Realisierung von sehr sauber arbeitenden SCR-Systemen (Selektive katalytische Reduktion), damit die ab 2023 nach der 44. BImSchV (Bundes-Immissions-Schutz-Verordnung) sehr strengen Emissionsregeln eingehalten werden können. Diese SCR-Systeme sind notwendig, um in Zukunft saubere und CO2-neutrale Biomasse in Blockheizkraftwerken (BHKW) nutzen zu können. Dazu soll ein 'Digitales Abbild' für die Eindüsung von Harnstofflösung in heißes Abgas entwickelt werden. Dabei liegt der Fokus auf der Parametrisierung der Einflüsse des komplexen Zusammenhangs aus geometrischen und physikalischen Randbedingungen. Speziell wird hier die Verteilung der Harnstofflösung und anschließend des freigesetzten Ammoniaks betrachtet. Damit soll bei konkreten Anwendungen bereits in der Projektierungsphase vorhergesagt werden können, unter welchen Voraussetzungen der effizienteste Einsatz von Harnstofflösung möglich ist. Mit Hilfe des 'Digitalen Abbilds' wird es dann möglich, Harnstofflösung für den Betrieb eines SCR-Katalysators zur Stickoxid-Reinigung des Abgases als Ressource bedarfsoptimiert einzusetzen und gleichzeitig Ammoniakschlupf minimieren. Dies wird auch die daraus resultierenden Sekundäremissionen wie Stickoxide oder Blausäure verhindern. Eine unnötige Überdimensionierung des SCR-Katalysatorvolumens kann so vermieden werden. Als Konsequenz ergeben sich essenzielle wirtschaftliche Vorteile sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb des SCR-Systems. Nur so kann der hocheffizienten, CO2-neutralen Biomassenutzung eine reelle Chance eingeräumt werden, da sie einem immensen Kostendruck unterliegt. Die Ergebnisse finden direkt Verwertung im Biogas-BHKW-Markt, da durch das Inkrafttreten der 44. BImSchV ab 2023 strengere Emissionsregularien gelten, die nur mit einem optimal ausgelegtem SCR-System einzuhalten sind.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung eines CFD-basierten Auslegungstools für die SCR - Abgasnachbehandlung in Biogas-BHKW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Prozess- und Verfahrenstechnik, Fachgebiet Verfahrenstechnik durchgeführt. Im Rahmen des BiNOred-Projektes geht es um eine Entwicklung für die Realisierung von sehr sauber arbeitenden SCR-Systemen (Selektive katalytische Reduktion), damit die ab 2023 nach der 44. BImSchV (Bundes-Immissions-Schutz-Verordnung) sehr strengen Emissionsregeln eingehalten werden können. Diese SCR-Systeme sind notwendig, um in Zukunft saubere und CO2-neutrale Biomasse in Blockheizkraftwerken (BHKW) nutzen zu können. Dazu soll ein 'Digitales Abbild' für die Eindüsung von Harnstofflösung in heißes Abgas entwickelt werden. Dabei liegt der Fokus auf der Parametrisierung der Einflüsse des komplexen Zusammenhangs aus geometrischen und physikalischen Randbedingungen, welche sich in maßgeblicher Weise von jenen im Automobil- und Kraftwerksbereich unterscheiden. Speziell wird hier die Verteilung der Harnstofflösung und anschließend des freigesetzten Ammoniaks betrachtet. Damit soll bei konkreten Anwendungen bereits in der Projektierungsphase vorher-gesagt werden können, unter welchen Voraussetzungen der effizienteste Einsatz von Harnstofflösung möglich ist. Mit Hilfe des 'Digitalen Abbilds' wird es dann möglich, Harnstofflösung für den Betrieb eines SCR-Katalysators zur Stickoxid-Reinigung des Abgases als Res-source bedarfsoptimiert einzusetzen und gleichzeitig Ammoniakschlupf minimieren. Dies wird auch die daraus resultierenden Sekundäremissionen wie Stickoxide oder Blausäure verhindern. Eine unnötige Überdimensionierung des SCR-Katalysatorvolumens kann so vermieden werden. Als Konsequenz ergeben sich essenzielle wirtschaftliche Vorteile sowohl in der An-schaffung als auch im Betrieb des SCR-Systems. Nur so kann der hocheffizienten, CO2-neutralen Biomassenutzung eine reelle Chance eingeräumt werden, da sie einem immensen Kostendruck unterliegt. Die Ergebnisse finden direkt Verwertung im Biogas-BHKW-Markt, da durch das Inkrafttreten der 44. BImSchV ab 2023 strengere Emissionsregularien gelten, die nur mit einem optimal ausgelegten SCR-System einzuhalten sind.
Das Projekt "Bildung von Stickstoffmonoxid und Nachweis von Zyanwasserstoff in vorgemischten Kohlenwasserstoff-Luft-Flammen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, Institut für Physikalische Chemie der Verbrennung durchgeführt. Grundlagen der Stickstoffmonoxid-Bildung bei der Verbrennung; Reaktionswege der Stickstoffmonoxid-Bildung; Verbesserung der Vorausberechnung von Stickstoffmonoxid bei technischen Prozessen; Uebersichtsmessung bei 1 bar.
Das Projekt "Teilprojekt: Testfeld Süd: Vorkommen, Speziation und Transportverhalten von Cyaniden im Grundwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Verunreinigungen mit Cyaniden z.B. in Folge eines Gaswerkbetriebes können zu Problemen bei der Trinkwassernutzung führen, da das freie Cyanid hoch toxisch und sehr mobil ist. Unter dem Begriff 'Gesamtcyanide' sind neben dem freien Cyanid eine Reihe weniger toxischer Cyanidspezies zusammengefasst, die durch eine Standardmethode gemeinsam analysiert werden können. Grundwasseruntersuchungen im Rahmen dieses Projektes auf dem Testfeld Süd zeigen, dass Cyanide in Konzentrationsbereichen zwischen größer 2 mg und dem Trinkwassergrenzwert (50 my) etwa ein Drittel der Messstellen verunreinigen. Dabei sind die Konzentrationen durch die Lokation möglicher Eintragsquellen (vor allem durch Reststoffablagerung), die geochemischen Bedingungen im Wasser sowie die hydraulischen Verhältnisse bestimmt. Modellrechnungen mit PHREEQC weisen darauf hin, dass die thermodynamisch stabile Spezies unter den gegebenen Milieubedingungen die hoch toxische Blausäure ist. Vergleiche mit den analytischen Befunden (freies Cyanid) belegen dieses nicht bzw. legen nahe, dass Gleichgewichtsbedingungen im untersuchten Grundwasser nicht anzunehmen sind. Ergänzende Untersuchungen im Labor sollen parallel zu weiteren Feldkampagnen mit Grundwasserprobenahmen und Bodenluftuntersuchungen im letzten Untersuchungsjahr durchgeführt werden, um die Plausibilität der Modellberechnungen zu überprüfen. Dabei steht zum einen die Stabilität von Eisenkomplexen und zum anderen die Bildung von Umsatzprodukten wie Thiocyanat im Mittelpunkt des Interesses. Aufgrund der hohen toxikologischen Relevanz sollen die Untersuchungen ausschließlich in geschlossenen Batchsystemen durchgeführt werden
Das Projekt "Modellierung des Wasserwaschsystems von Destillationssystemen in katalytischen Krackanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik durchgeführt. The main goal of the present project was to provide a computer program for modelling of water washing systems of catalytic cracker overhead systems. A thermodynamic model was to be developed to describe phase equilibria in the interesting systems. A temperature range from about 25 to 120 degree C, and pressures up to 2 MPa were to be covered. The proper design of an FCC (fluid catalytic cracker) main fractionating column requires the knowledge of the solubility of hydrocarbons (e.g. methane, ethane, propane, butane), as well as weak electrolytes (e.g. gases like ammonia, hydrogen sulfide, carbon dioxide, hydrogen cyanide or weak acids like thiocyanic acid, acetic acid, formic acid) and strong electrolytes (e.g. hydrogen chloride) in two liquid phases (water and an organic solvent, which was assumed to be n-hexane). The work presented here is based on former experimental and theoretical work carried out at the Lehrstuhl fuer Technische Thermodynamik. For subsystems not considered before, a literature search on the solubility of the single gases as well as on the simultaneous solubility of ammonia and a sour gas in every single solvent was carried out. The model developed is able to predict vapor-liquid-liquid-equilibria in the multi-component system only in a lmited concentration range.