Das Projekt "Self Sustained Compact Mobile System Turning Waste Sludge Inert" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Muegge-electronic GmbH durchgeführt. With the increasing population densities within the EU and the predicted rise in the volume of sewage sludge to 10 Bn tonnes p.a., there is an urgent need to provide the 40,000 waste water treatment plants with a cost effective and energy efficient method of converting their biologically active sludge output into an inert form, on-site prior to it's transportation and in a safe form for landfill. European emission standards for disposal and incineration have to be met. There is a need for reduction of hazardous, biologically active sludge being land filled and potentially contaminating ground water supplies for drinking water. Sludge is transported from sewage plants to the incineration with content of only 30 percent dry substance (DS). 1.15 M tonnes of DS mean actually 3.83 M tonnes p.a. of sludge being transported. This equates to 191,500 truck loads of 20 tonnes each. The main innovation of the project is the combination of sludge drying and gasification in one unit having both steps heated up by microwave. The project will develop a basic understanding of the dynamic processes involved in heat transfer and antenna interaction of microwave and the aerodynamic control of flows within the dryer cavity. One specific innovative step required is the design of a novel antenna, using arial technique configuration to achieve sufficient microwave energy density and homogeneity across the conveyed pellet stream to achieve 95 percent dryness at stage 1 because the gasification process at stage 2 needs dry input of more then 92 percent. This project delivers the development of a compact and therefore mobile combined sludge drying and gasification system that uses microwave energy to improve the thermal efficiency of both drying and gasification processes and produces waste solid in an inert form. These systems can process up to 1.7 tons per hour of sludge (approx. 0.6 tons/h dry solids content) and achieves 95 percent drying prior to gasification to produce 'clean' combustible gas supply during gasification stage. An electrical conversion efficiency of 25 percent will enable to produce sufficient power for the microwave generator. The recovery of 90 percent of thermal energy from the gases and degassed product and its use during the drying process will enable the system to be energy self-sufficient. Objectives are to substitute at least 20 percent of the current 1.15M tonnes p.a. European incinerated sludge disposal market within 5 years, generating ?23 M p.a. and securing 153 jobs as well as capturing at least 5 percent of the current 6.8 M tonnes p.a. of the landfill sludge disposal market, generating ?34 M p.a., creating 227 jobs. Through this reduction of 230,000 tonnes p.a. of sludge being transported by road and incinerated a lot of transport and up to 19 Mio litres of diesel fuel for transportation can be saved. ...
Das Projekt "Energy savings by improvement of combustion air preheating by means of an upstream heat exchanger" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ThyssenKrupp Stahl AG durchgeführt. Objective: Use of low temperature waste heat for additional preheating of the combustion air and for prevention of low temperature corrosion. This technique yields an increase of the plant availability and a longer life of the recuperator by preventing the temperature from falling below the dew point to prevent corrosion. Innovative aspects: concept first realization. Long testing and measurement period to assess energy saving and efficiency and payback time. General Information: In industrial furnaces a part of the heat from the flue gas is used to pre-heat the combustion air. When intensive use is made of the heat from the flue gas, there is frequently a great drop in temperature to below the dew point. When the fuel gases are loaded with aggressive materials, the passing of the dew point causes low temperature corrosion on heat exchanger components. As a result of this, the heat exchanger is increasingly destroyed which entails constant worsening of efficiency very rare (once to twice per year) with some plants, i.e. reheating furnaces in the steel industry, so that more fuel is consumed over a long period because of defective air pre-heating insulation and the environment is thus burdened more than is required with an intact installation. A heat exchanger for a thermal capacity of 1.0 MW is to be erected upstream of the reheating furnace of a rolling mill fired by sulphur bearing coke oven gas. The energy for a pre-heating is taken from the skid rail cooling circuit which has a temperature level of maximum 90 deg. C
Das Projekt "Entwicklung eines Sensormoduls zur Ozon-Messung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Dortmund, Fachbereich Elektrische Energietechnik durchgeführt. Ozon wird als starkes Oxidationsmittel in der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt, um das Wasser zu entkeimen. Im Gegensatz zum Chlorgas, das ebenfalls fuer diesen Zweck eingesetzt wird, zerfaellt das Ozon bereits nach wenigen Minuten wieder in Sauerstoff. Nachteilige Wirkungen auf den Menschen werden somit ausgeschlossen. Das erforderliche Ozon muss daher kurz vorher in einem entsprechenden Generator erzeugt werden. Um die Zudosierung in den Wasserkreislauf zu regeln, ist eine exakte Ozonmessung erforderlich. Zu diesem Zweck wurde ein Absorptionsphotometer aufgebaut, das im UV-Bereich bei 254 nm arbeitet und somit im Zentrum der Ozon-Bande misst. Zur Stabilitaetsverbesserung wurde ein Zweistrahlverfahren mit interner Referenzgasfuellung (Stickstoff) gewaehlt, um die erforderliche Langzeitstabilitaet zu gewaehrleisten. Die Signalverarbeitung wurde mit einem vorhandenen myC-System (DTME10 der Sensor Devices GmbH) realisiert. Die Messergebnisse zeigten eine extrem gute Langzeitstabilitaet bei einem kleinsten Messbereich von 4g/m 3 . Fuer Regelungszwecke werden Messbereiche von bis zu 200g/m 3 gefordert, die dann mit einer entsprechend kuerzeren Kuevette realisiert werden koennen.
Das Projekt "Carbon2Chem- L5: Carbon2Polymers - Herstellung von Wertstoffen für die Kunststoffindustrie auf Basis von CO und CO2 aus Kuppelgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Covestro Deutschland AG durchgeführt. Die bei der Herstellung von Stahl sowie der Bereitstellung der notwendigen Rohstoffe in einem Stahlwerk anfallenden sogenannten 'Kuppelgase' sind reich an Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) und stellen daher potenziell eine alternative Rohstoff-Quelle für die Herstellung chemischer Wertprodukte dar. Neben der Umwandlung zu chemischen Bulkchemikalien wie Methanol, Harnstoff oder Ammoniak stellt auch die Verwendung von CO und CO2 als Rohstoffe für die Kunststoffindustrie eine ökologisch wie ökonomisch interessante Variante dar. Im Rahmen des Vorhabens L5- Carbon2Polymers, das sich als ein Teil in die Gesamtstrategie von Carbon2Chem einbettet, sollen neue (Teil)verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten und Polyurethanen erforscht und entwickelt werden. Carbon2Polymers untergliedert sich in die 3 Teile A, B und C. In Teilprojekt A wird die Nutzung von CO aus Kuppelgasen zur Herstellung von Carbonaten untersucht, unter der speziellen Randbedingung, inwieweit ein fluktuierendes Stromangebot integriert werden kann. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Erforschung und Weiterentwicklung der katalytischen Prozessschritte gelegt. Aufgabe im Teilprojekt B ist die Erforschung und Entwicklung der Nutzung von CO2 aus Kuppelgasen zur Herstellung von Polyurethanen. Auch in diesem Projektteil spielt die Entwicklung geeigneter Katalysatoren eine herausragende Rolle. Im Teilprojekt C werden Daten bezüglich der Spezifikation der Kokerei-, Hütten- und Konvertergase auf eine Eignung als Rohstoff in A und B evaluiert und Daten zur Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses, zur Nachhaltigkeit und zur Gesamteffizienz erhoben und ausgewertet.
Das Projekt "Carbon2Chem- L5: Carbon2Polymers - Herstellung von Wertstoffen für die Kunststoffindustrie auf Basis von CO und CO2 aus Kuppelgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Kohlenforschung durchgeführt. Die bei der Herstellung von Stahl sowie der Bereitstellung der notwendigen Rohstoffe in einem Stahlwerk anfallenden sogenannten 'Kuppelgase' sind reich an Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) und stellen daher potentiell eine alternative Kohlenstoff-Quelle für die Herstellung chemischer Wertprodukte dar. Neben der Umwandlung zu chemischen Bulkchemikalien wie Methanol, Harnstoff oder Ammoniak stellt auch die Verwendung von CO und CO2 als Rohstoffe für die Kunststoffindustrie eine ökologisch wie ökonomisch interessante Variante da. Im Rahmen des Vorhabens L5- Carbon2Polymers, das sich als ein Teil in die Gesamtstrategie von Carbon2Chem einbettet, sollen neue (Teil)verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten und dem Polyurethanbestandteil Toluoldiisocyanat erforscht und entwickelt werden. Ein zentraler Punkt des Vorhabens ist Teilprojekt A mit der Herstellung von Carbonaten unter der speziellen Randbedingung einer veränderten Rohstoffbasis und fluktuierendem Stromangebot. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Erforschung und Weiterentwicklung der beiden katalytischen Prozessschritte gelegt: der Phosgenbildung und der lösungsmittelfreien Direktphosgenierung. Der Partner MPI stellt darüber hinaus auch neue, definierte Kohlenstoffstrukturen her. Im Rahmen dieses Arbeitspaktes soll durch Versuche im Labormaßstab ein geeigneter Katalysator zur Phosgenbildung identifiziert werden. Dabei werden die kommerziell erhältlichen Materialien vergleichend zu den zu definierten Strukturen gemessen. Anhand der Messdaten sollen die Modelle der katalytischen Umsetzung entwickelt und validiert werden. Hierbei soll sowohl die Nebenprodukt-Bildung des aus der Patentliteratur bekannten Tetrachlorkohlenstoffs betrachtet werden als auch die Wechselwirkung des Katalysators mit aus Kuppelgasen bekannten Nebenkomponenten und Verunreinigungen wie H2, H2S, CO2, O2.
Das Projekt "Methanisierung von CO2-reichen Gasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Karlsruhe (TH), Engler-Bunte-Institut, Bereich Wasserchemie und DVGW-Forschungsstelle durchgeführt. Wasserstoffreiches Kokereigas mit niedrigem Heizwert kann durch Zusatz von Fremd-CO2 und anschliessender CO2-Methanisierung zu einem hochkalorigen, gegen Erdgas austauschbaren Gas umgesetzt werden. An einer vorhandenen Microfestbettapparatur sollen kommerzielle Katalysatoren auf ihre Aktivitaet getestet und die fuer hohe Methanselektivitaeten optimalen Prozessparameter ermittelt werden. Ziel der weiteren Untersuchungen ist es, die Kinetik der CO2-Methanisierung in einem weiten technisch sinnvollen Druck- und Temperaturbereich zu bestimmen, um somit eine Auslegung grosstechnischer Reaktoren zu ermoeglichen. Darueberhinaus sollen geeignete sulfidische Katalysatoren auf ihre Schwefelbestaendigkeit untersucht werden, um Synthesegas mit Schwefelverunreinigungen einsetzen zu koennen.
Das Projekt "Analyse der Kohlenwertstoffindustrie (Produktstroeme/Emissionen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen durchgeführt. Bei der Verkokung von Steinkohle fallen neben den Hauptprodukten Koks und Gas als Nebenprodukte die 'Kohlenwertstoffe' in Form von Rohteer, Rohbenzol, Schwefelwasserstoff und Ammoniak an. Bezogen auf wasserfreie Kokskohle fallen ca. 2,0 bis 5,5 v.H. Rohteer und ca. 1,0 v.H. Rohbenzol an; in absoluten Mengen waren dies 1976 bei einer Koksproduktion von 31,9 Mio t/a ca. 1,2 Mio t/a Rohteer und 0,34 Mio t/a Rohbenzol. Rohteer und Rohbenzol enthalten zahlreiche als krebserregend eingestufte Inhaltsstoffe. In diesem Vorhaben sollen die Wege der zwei Rohstoffe Rohteer und Rohbenzol bis zum Endverbraucher verfolgt werden und dabei sowohl anlagenbezogene als auch produktbezogene Emissionen quantifiziert werden. Von dieser Grundlage koennen entweder Massnahmen hergeleitet oder weitere Vorhaben initiiert werden.
Das Projekt "Kombinierte Minderung der NOx-Bildung und Reduzierung von gebildetem NOx bei der Verbrennung von Steinkohle - Brennstofftrennstufung - Phase II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Saarbergwerke durchgeführt. Ziel des FuE-Vorhabens ist die Entwicklung eines Systems von Massnahmen zur Verringerung der NOx-Emission bei Feuerungsanlagen fuer Steinkohle mit Kohle-eigenen Mitteln. Dabei soll 1) die NOx-Bildung bei der Verbrennung vermindert werden (Primaermassnahme) durch Teil-Entgasung des Kohle-Brennstoffes (Brennstoff-Trennung). 2) Das bei der Verbrennung gebildete NOx weiter reduziert werden (Sekundaermassnahme) durch separate Zufuehrung des Kohlegases als Reduktionsgas (Brennstoff-Stufung). In Phase I wird die NOx-Reduzierung durch Brennstoff-Stufung in einer Schmelzkammerfeuerung hilfsweise mittels Kokereigas untersucht. Phase II umfasst die theoretische und experimentelle Untersuchung der massgeblichen Parameter der Brennstofftrennstufung sowie die Erarbeitung von Konzepten zur Auslegung von Versuchsanlagen.
Das Projekt "Im Rahmen der Plattform für Nachhaltige Chemische Konversion PLANCK - Ein Projekt zur Technologieentwicklung, um Hüttengase aus der Stahlerzeugung für die Synthese chemischer Produkte zu nutzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion durchgeführt. Hüttengase der Stahlindustrie sind in ihrer Zusammensetzung mit Synthesegasen der Chemie vergleichbar. Ziel ist es, die Hüttengase mit den darin enthaltenen CO2 als Synthesegas für die Chemieproduktion zu verwenden. Durch diese nachgelagerte stoffliche Nutzung des Hüttengases als Synthesegas können fossile Ressourcen (Öl, Gas) eingespart werden. Über eine Wasserelektrolyse - die auch die Brücke zu den Erneuerbaren Energien bildet- sollen die Hüttengase mit zusätzlichem H2 angereichert werden. Im erste Schritt sollen Ammoniak, Methanol, Polymere und höhere Alkohole aus dem Hüttengas synthetisiert werden. Die entsprechenden Grundlagen (Gaskonditionierung und -reinigung, Katalyse und Verfahrensprozesse) sollen im industrieübergreifenden Projekt entwickelt werden und an synthetischen und realen Hüttengasen getestet werden. Das Projekt soll damit einen zukunftsweisenden Ansatz zur Stabilisierung und Energieversorgung durch eine stoffliche Speicherung der Überschussenergie der erneuerbaren Energien leisten und so zum Gelingen der Energiewende und Reduzierung der kumulierten CO2-Emissionen beitragen. Während der gesamten Projektlaufzeit wird die Zusammensetzung der Hüttengase mit einer sehr hohen Genauigkeit bestimmt. Dies ist notwendig, um potentielle Katalysatorgifte zu identifizieren und die Eignung der Gase für chemische Synthesen zu prüfen. Gleichzeitig werden synthetische Gasgemische im PLANCK-Labor verwendet, um Katalysatormaterialien entsprechend verbessern zu können.
Das Projekt "Gasreinigung von Koksofen-, Hochofen- und Konvertergasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde GmbH durchgeführt. In Hüttenwerken entsteht im Hochofen, Konverter und der Kokerei ein kontinuierlicher Gasstrom, welcher große Mengen Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid enthält. Dies sind typische Bestandteile von Synthesegas. Bisher wird dieses Gas energetisch verwertet und erzeugt so Strom und Wärme im integrierten Hüttenwerk. Neben den gewünschten Bestandteilen des Synthesegases besteht der Gasstrom noch aus weiteren Elementen wie Schwefelverbindungen, aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Halogeniden, Stickstoffverbindungen, und verschiedenen Metallen. Diese Stoffe sind im Produkt unerwünscht und darüber hinaus potentielle Gifte für Katalysatoren, die für die Synthese von Chemikalien benötig werden. Die Reinigung des Gases über adsorptive sowie katalytische Reinigungsschritte, Druckwechseladsorption (DWA) und die optimale Verschaltung dieser Prozesse sind die Forschungsschwerpunkte des Teilprojektes L3. Aufbau einer Druckwechsel-Adsorptionsanlage (DWA) - Erprobung der vorausgewählten Adsorbentien bei Einsatz von Realgas - Experimentelle Bestimmung des Adsorptionsverhaltens speziell ausgewählter Adsorbentien aus Teilprojekt L0 (bisher ist davon auszugehen, dass Schwefelverbindungen, aromatischen und nicht-aromatische Kohlenwasserstoffe, Halogenide und Stickstoffverbindungen betrachtet werden). In Abhängigkeit der Ergebnisse des Forschungsvorhabens HüGaProp (Analyse von Hüttengasen) und den Ergebnissen aus Teilprojekt L0 können sich die zu untersuchenden Komponenten noch ändern. - Erforschung und Erprobung eines optimierten Druckwechseladsorptionsverfahrens, das in vorgeschaltete (Stromnetz - Elektrolyse) und nachgeschaltete (Methanol, Fine Chemicals) Prozesse eingebunden ist. - Koordination der Tätigkeiten in L3 mit den Forschungsarbeiten, insbesondere in L0, L1, L2 und L6.
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