Das Projekt "Feinstpartikelabscheidung für Hochtemperaturprozesse unter Nutzung aktiver und passiver, thermisch induzierter Potenzialfelder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt.
Das Projekt "Weiterentwicklung und Betriebseinführung von Verfahren zur Umweltentlastung am Beispiel Schmiedeöfen durch Einsatz neuartiger Beheizungs- und Prozesstechnologien bei Hochtemperatur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kind & Co., Edelstahlwerk Kommanditgesellschaft durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Innovative Verfahren zur Umweltentlastung an industriellen Hochtemperatur-Prozessanlagen werden weiterentwickelt und betrieblich erprobt. Die FuE-Arbeiten werden beispielhaft durchgeführt an Schmiedeöfen, die repräsentativ sind für zahlreiche Öfen im industriellen Einsatz. Ergebnisse und Wirkung dieser Verfahren sind Steigerung der Energieeffizienz, Senkung der Schadstofffreisetzung, Minimierung der Rohstoffeinsatzes sowie die Erprobung neuartiger, gering gesundheitsgefährdender keramischer Faser-dämmstoffe. Dieses soll erreicht werden durch: -Senkung der Abgaswärmeverluste mittels neuartiger regenerativer Wärmetauscher -Verbesserung und Vergleichsmäßigung der Ofenatmosphäre durch schnelle Gas/Luft-Regelung -Optimierung der Beheizungstechnik -Senkung der Aufheiz- und Liegezeiten -Verbesserung der Arbeitsplatzqualität Fazit: Die angestrebten Ziele des Forschungsvorhabens wurden erreicht. Die Arbeiten wurden mit guten Ergebnissen durchgeführt und abgeschlossen. Durch die Weiterentwicklung und die Betriebseinführung von innovativen Verfahren zur Beheizung und Prozessführung von Schmiedeöfen wurde eine deutliche Umweltentlastung erreicht. Einsparpotentiale von bis zu 30% bei Brennstoffbedarf, CO2-Freisetzung und Rohmaterialeinsatz wurden identifiziert, Verfahren zur Nutzung entwickelt, erprobt und sodann diese Einsparungen im Betrieb realisiert. Die Übertragung dieser Technologien auf Industrieöfen auch in anderen Bereichen wurde aufgezeigt.
Das Projekt "Optimierung der Feinstaubabscheidung bei hohen Temperaturen und der simultanen Sorption gasförmiger Schadstoffe in einem Schüttschichtfilter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik durchgeführt. Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Optimierung der Feinstaubabscheidung bei hohen Temperaturen bis zu 800 Grad C und die simultane Sorption gasfoermiger Schadstoffe, wie SO2 und HCl in einem Schuettschichtfilter. Gelingt die kombinierte Abscheidung von Staub und gasfoermigen Schadstoffen in einer einzigen Reinigungsstufe, so kann der Trend der Luftreinhaltemassnahmen zu kompakten, hochintegrierten Anlagen, der im Falle des Schuettschichtfilters noch mit relativ geringem apparativem Aufwand und damit niedrigen Investitionskosten verbunden ist, konsequent weiterverfolgt werden. Die Schuettschichtfiltertechnik stellt somit fuer kleine und mittlere Anlagen, fuer die der Betrieb einer Nasswaesche haeufig nicht wirtschaftlich und im Hinblick auf die Abwasserproblematik nicht wuenschenswert ist, eine kostenguenstige Alternative dar. Dies soll am Beispiel eines Aluminiumschmelzwerkes (Metallwarenfabrik in Stockach) gezeigt werden.
Das Projekt "Einsatz von Ingenieurkeramik zur Energieeinsparung in Thermoprozessanlagen mit Gasumwälzung bei höheren Temperaturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WS Wärmeprozesstechnik GmbH durchgeführt. Entwicklung keramischer Heißgasventilatoren und Heizregister für den Einsatz in Thermoprozessanlagen mit Gasumwälzung bei Temperaturen bis ca. 1250 Grad C zur Steigerung der Effizienz und zur Energieeinsparung. Bau eines Heizregisters mit verfügbaren keramischen Strahlrohren. Berechnung und Messung von Leistungsgrenzen und Kennfeldern für Heizleistung und Druckverlust. Entwicklung und Bau von regenerativen, keramischen Strahlrohrsystemen. Die Ergebnisse werden in Fachzeitschriften veröffentlicht. Am Ende des Vorhabens steht ein Prototyp eines Heizregisters und ein regeneratives, keramisches Strahlrohrsystem zur Verfügung. Die Umstellung von elektrischer auf brennstoffgebundene Energie leistet einen wesentlichen Beitrag zur Ressourcenschonung und zur CO2-Reduktion. Auch der direkte Einsatz von Biobrennstoffen und Wasserstoff ist möglich.
Das Projekt "Ingenieurkeramik zur Energieeinsparung in Thermoprozessanlagen mit hochintensiver Gasumwälzung bei höheren Temperaturen - Verbundprojekt (Kennwort: KEEP HIGHT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für keramische Komponenten im Maschinenbau durchgeführt. Entwicklung keramischer Heißgasventilatoren und keramischer Heizregister für den Einsatz in Thermoprozessanlagen mit Gasumwälzung bei Temperaturen bis ca. 1250 Grad C zur Steigerung der Effizienz und zur Energieeinsparung. Analyse des Kraft- und Wärmeflusses für die zu entwickelnden keramischen Komponenten. Konstruktion der Ventilatoren mit zugehöriger Welle-Nabe-Verbindung. Erstellung von Konzeptstudien, die mit Hilfe von FEM-Simulationen auf ihre Funktionsfähigkeit hin analysiert werden (Synthese von Eigen-, Verbund- und Lastspannungen). Mechanische, thermische und chemische Charakterisierung der Werkstoffe und Bestimmung der Eigen- und Verbundspannungen. Test der Komponenten und Module unter betriebsähnlichen Bedingungen. Das Zusammenwirken von keramischen Ventilatoren mit Gas betriebenen Heizregistern ermöglicht eine Erhöhung des konvektiven Wärmeaustausches. Dadurch eröffnet sich eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich der Wärmegutbehandlung z.B. von Gütern mit geringer Emissivität und im Bereich der Hochkonvektionstechnik. Die Umstellung von elektrischer auf fossile Energiequellen leistet einen wesentlichen Beitrag zur Ressourcenschonung und zur CO2-Reduktion.
Das Projekt "Entwicklung eines umweltfreundlichen und kostengünstigen in situ Aluminisierungsverfahrens zum Korrosionsschutz metallischer Bauteile in aggressiven Hochtemperaturumgebungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Bei vielen Anwendungen im Hochtemperaturbereich kommt es zu Korrosionserscheinungen an metallischen Konstruktionsmaterialien aufgrund der Prozessgase. Besonders aggressive Verbrennungsatmosphären treten vor allem bei der Müllverbrennung, in der Zementindustrie oder anderen Prozessen, in denen Ersatzbrennstoffe wie etwa hochkalorische Müllfraktionen (Kunststoffabfälle) eingesetzt werden, aber auch bei Prozessen der chemischen Industrie auf. Kritisch sind hierbei im Wesentlichen hohe Gehalte an Chlorverbindungen bzw. weiteren Halogenen, Alkalien, Schwefel und Schwermetallen, welche die Bildung leicht flüchtiger Verbindungen bzw. schmelzflüssiger Salze ermöglichen. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf Anker zur Befestigung der Feuerfestmaterialauskleidung, sind aber auf andere korrosionskritische Bereiche übertragbar. Diese Anker sind starken korrosiven Angriffen ausgesetzt aufgrund der Porosität des Auskleidungsmaterials und einhergehender Diffusionspfade für die Prozessgase. Das Versagen derartiger Anker ist sehr kostspielig, da Schäden durch Abplatzen von Mauerteilen auftreten können und Stillstandzeiten zwecks Reparaturen notwendig werden können. Um eine möglichst lange Betriebsdauer sicherzustellen, werden in den hochtemperaturbeanspruchten Bereichen derzeit kostenintensive Austenite oder Nickelbasislegierungen als Ankermaterialien verwendet. Das vorliegende Projekt setzt sich zum Ziel, diese Materialien durch kostengünstige Werkstoffe, welche mit einer schützenden Aluminiumdiffusionsschicht versehen werden, zu ersetzen. Hierfür sollen Schichtsysteme entwickelt werden, welche direkt auf eingebaute Anker appliziert werden können. Der notwendige Diffusionsprozess soll mittels der prozesseigenen Energie erfolgen, ohne dass die Verwendung einer Schutzgasatmosphäre notwendig ist. Für die Beschichtung sind umweltfreundliche, wasserbasierte Schlickersysteme vorgesehen. Zum Schutz vor Oxidation des zu diffundierenden Aluminiums sind unterschiedliche Deckschichtsysteme vorgesehen, welche im Laufe des Vorhabens entwickelt und untersucht werden.
Das Projekt "Korrosion und Verschlackung in Hochtemperaturkraftwerken mit neuen Werkstoffen - Mineralfreisetzung, -umwandlung und -antransport, innovative Wandstärkenmessungen mit Ultraschall (verwendbar während des Betriebes)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Wärme- und Brennstofftechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die zuverlässige Beurteilung und Vorhersage von Korrosionen und Verschlackung in Hochleistungskraftwerken mit hohen Dampfparametern (Temperaturen über 700 Grad C und Drücken über 350 bar) u.a. durch die Simulation der Freisetzung und Umwandlung der Kohlemineralien während der Verbrennung und des Antransports an die Heizflächen. Mit Kohlen und definierten, relevanten Mineralsystemen werden Versuche im Labor und in Technikums- und Großanlagen durchgeführt. Proben von Brennstoffmineralien, Aschen und Schlacken werden analysiert und vorhandene Literatur ausgewertet und damit die entwickelten Simulationsmodelle validiert. Ein Modul entscheidet, ob eine Rechnung mit dem thermodynamischen Gleichgewicht ausreicht oder ein kinetisches Modell benutzt werden muss. Alle Programme und Datenbanken werden modular und an verschiedene CFD-Brennkammerprogramme ankoppelbar erstellt. Die zuverlässige Berechnung dieser Vorgänge ist eine wesentliche Voraussetzung für den Bau und Betrieb dieser neuen CO2-armen Kraftwerke und die Ergebnisse dieses Projektes werden daher von Kraftwerksherstellern und Betreibern verwendet werden und die Konkurrenzfähigkeit der deutschen Industrie steigern.
Das Projekt "Ingenieurkeramik zur Energieeinsparung in Thermoprozessanlagen mit hochintensiver Gasumwälzung bei höheren Temperaturen (Kennwort: KEEP HIGHT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schunk Ingenieurkeramik GmbH durchgeführt. Entwicklung keramischer Heißgasventilatoren und keramischer Strahlrohre für den Einsatz in Thermoprozessanlagen mit Gasumwälzung bei Temperaturen bis ca. 1250 Grad C zur Steigerung der Effizienz und zur Energieeinsparung. Entwicklung von Fertigungstechniken zur Herstellung von Referenzkörpern und Ventilatorkomponenten aus siliciuminfiltriertem Siliciumcarbid für mechanische Belastungsversuche. Produktion von Ventilator-Rotoren aus Nabe, Schaufeln und Trägerscheiben durch geeignete Verbindungs- und Fügetechnik. Entwicklung von modifizierten Heizrohren und anderen Komponenten für ein keramisches Heizregister. Als Zulieferer der keramischen Komponenten will Schunk Ingenieurkeramik GmbH in Zusammenarbeit mit dem thermischen Anlagenbau neue Anwendungen im Hochtemperaturbereich der industriellen Wärmebehandlungstechnik erschließen.
Das Projekt "Ingenieurkeramik zur Energieeinsparung in Thermoprozessanlagen mit hochintensiver Gasumwälzung bei höheren Temperaturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WSP Ingenieurgesellschaft für Wäremetechnik, Strömungstechnik und Prozeßtechnik mbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung, der Bau und die Erprobung von Heißgasventilatoren in keramischer Bauweise für den Einsatz in Thermoprozessanlagen bei sehr hohen Einsatztemperaturen bis 1250 Grad C. Geometrische Gestaltung der Ventilatorlaufräder im Hinblick auf deren strömungstechnische Anforderungen sowie Überprüfung der Bauteile auf Prüfständen in kaltem Zustand und unter Betriebsbedingungen. Insbesondere die Reduzierung des Energieverbrauchs, die Erhöhung des Produktdurchsatzes sowie die Steigerung der Produktgüte sollen im Fall eines erfolgreich abgeschlossenen Vorhabens das gewünschte Endergebnis des Verbundprojektes darstellen. Dazu kommen neue Anwendungen, die bisher durch die Nichtverfügbarkeit der keramischen Komponenten und Systeme nicht oder nur unwirtschaftlich realisiert werden können.
Das Projekt "Entwicklung einer warmfesten GJS-Gusseisenlegierung zur Herstellung dickwandiger Gussstücke für höchste Anwendungstemperaturen größer gleich 500 Grad Celsius" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Metallurgie, Arbeitsgruppe Gießereitechnik durchgeführt. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Eisengusswerkstoffs EN-GJS mit hoher Warmfestigkeit bei Temperaturen größer als 500 Grad Celsius zur Herstellung dickwandiger großvolumiger Gussstücke für Anwendungen im Gas- und Dampfturbinenbau. Dazu ist vorgesehen, an der TU Clausthal Laborschmelzen zu gießen, um den Einfluss von Legierungs- und Spurenelementen sowie von Impfmittelmenge, Impfmittel und Impfprozess auf die Warmfestigkeit der Gusseisenlegierungen zu untersuchen. Zusätzlich soll in ausgewählten Fällen eine Wärmebehandlung durchgeführt werden, um die Auswirkungen verschiedener Prozessparameter auf Gefüge und Eigenschaften zu prüfen. Die Gefüge der Gusswerkstoffe werden untersucht und mit den mechanischen Eigenschaften korreliert. Um den Probenaufwand gering zu halten, wird die statistische Versuchsplanung eingesetzt. Weiterhin werden die Gefüge der industriell hergestellten Schmelzen für Probekörper und Bauteil mit denen der im Laborbetrieb erzeugten verglichen. Die Ergebnisse dienen der Auslegung von warmfesten GJS-Bauteilen. Durch diese Entwicklung sollen thermisch hochbelastete Gussstücke im Großgussbereich unter verringertem Energie- und Rohstoffaufwand hergestellt werden können.
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