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Chem-Anorg\Salpetersäure-2000

Salpetersäure wird durch Oxidation von Ammoniak und anschließende Adsorbtion der nitrosen Gase in Wasser gewonnen. Im ersten Schritt wird Ammoniak an Platin- Rhodium Netzen mit Luft zu Stickstoffmonoxid oxidiert. Als Nebenreaktion tritt die Oxidation zu Lachgas (N2O) und Stickstoff (N2) auf. Nach Abkühlung der Prozeßgase wird das Gas in einen Adsorbtion mit Wasser zu Salpetersäure (65 Gew.-% HNO3) umgesetzt. Zur Produktion von 100% HNO3 werden Spezialverfahren oder die 65% HNO3 wird weiter aufkonzentriert. Alle Angaben beziehen sich auf 100% HNO3 in der Lieferform wässrige Salpetersäure (50-65%). Die Technik der Salpetersäure-Herstellung ist alt und gut untersucht. Als Basis der Bilanz wird die Aufstellung der Hochdruck-Oxidation ( 1 MPa) nach (Ullmann 1985) gewählt. Die Anwendung höhere Drücke haben Vorteile hinsichtlich der Emissionsminderung und werden als zukunftsweisend angesehen. Zwischen den verschiedenen Technikkonzepten bestehen nur geringfügige Unterschiede hinsichtlich Material- und Energiebilanz. Die „Hochdruck-Version" verzeichnen allerdings einen höheren Platinverlust. Die ausgewählte Technik repräsentiert Anlagen, die ab 1980 in Westeuropa gebaut worden sind. Emissionen beziehen sich nur auf Deutschland. Allokation: Als Koppelprodukt entsteht Dampf, der teilweise intern verbraucht wird. Bilanziert wird der Überschußdampf. Genese der Kenndaten Die Material- und Energiebilanz wurde aus #1 für eine „Hochdruckversion" entnommen. Andere Verfahrenskonzepte sehen niedrigere Drücke von bis zu 0,5 MPa oder unterschiedliche Drücke zwischen Oxidation (0,5 MPa) und Adsorbtionsstufe (1,1 MPa) vor. Die Unterschiede in der Material- und Energiebilanzbilanz zwischen den Version sind gering (kleiner 5%). Zur Katalyse der Ammoniakoxidation werden Platin / Rhodium (90:10) eingesetzt. Platin und in geringerem Ausmaß Rhodium werden als feine Partikel oder als Oxid abgetragen. Sie werden zu einem großen Anteil in nachgeschalteten Filtern wiedergewonnen. Der Platinverlust steigt mit zunehmenden Betriebsdruck, da die mechanische Beanspruchung der Katalysatornetze zunimmt. Es ist unklar, ob die Platinverluste brutto- oder netto-Verluste darstellen. Der zusätzliche Verlust an Palladium durch den Betrieb der Rückgewinnungsnetze aus Palladium ist nicht beziffert. Emissionen für Salpersäureherstellung werden in (Schön 1993) (N2O), #3 (NO2; N2O) und #2 (NO2, NH3). Für NO2 werden 4 kg/t (#3) bzw. 1 kg/t (#2) angegeben. Für Lachgas (N2O) werden Emissionsfaktoren von 3,1 bis 6,2 kg N2O /t (Schön 1993) und 5,5 kg /t (#3) angegeben. #2 gibt zusätzlich noch 0,1 kg NH3/ t an. Es wurden die Emissionsfaktoren von #3 übernommen (4 kg NO3/t; 5,5 kg N2O /t), da sie die deutsche Situation am treffensten wiederspiegeln. Bedarf an: Palladium - 10e-7 kg/kg Platin - 2,5 e-7 kg/kg Rhodium - 1,5 e-8 kg Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 354% Produkt: Grundstoffe-Chemie Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Chem-Anorg\Salpetersäure-2015

Salpetersäure wird durch Oxidation von Ammoniak und anschließende Adsorbtion der nitrosen Gase in Wasser gewonnen. Im ersten Schritt wird Ammoniak an Platin- Rhodium Netzen mit Luft zu Stickstoffmonoxid oxidiert. Als Nebenreaktion tritt die Oxidation zu Lachgas (N2O) und Stickstoff (N2) auf. Nach Abkühlung der Prozessgase wird das Gas in einen Adsorbtion mit Wasser zu Salpetersäure (65 Gew.-% HNO3) umgesetzt. Zur Produktion von 100% HNO3 werden Spezialverfahren oder die 65% HNO3 wird weiter aufkonzentriert. Alle Angaben beziehen sich auf 100% HNO3 in der Lieferform wässrige Salpetersäure (50-65%). Als Basis der Bilanz wird die Aufstellung der Hochdruck-Oxidation ( 1 MPa) nach (Ullmann 1985) gewählt. Die Anwendung höhere Drücke haben Vorteile hinsichtlich der Emissionsminderung und werden als zukunftsweisend angesehen. Zwischen den verschiedenen Technikkonzepten bestehen nur geringfügige Unterschiede hinsichtlich Material- und Energiebilanz. Die „Hochdruck-Version" verzeichnen allerdings einen höheren Platinverlust. Die ausgewählte Technik repräsentiert Anlagen, die ab 1980 in Westeuropa gebaut worden sind. Emissionen beziehen sich nur auf Deutschland. Allokation: Als Koppelprodukt entsteht Dampf, der teilweise intern verbraucht wird. Bilanziert wird der Überschußdampf. Genese der Kenndaten: Die Material- und Energiebilanz wurde aus #1 für eine „Hochdruckversion" entnommen. Andere Verfahrenskonzepte sehen niedrigere Drücke von bis zu 0,5 MPa oder unterschiedliche Drücke zwischen Oxidation (0,5 MPa) und Adsorbtionsstufe (1,1 MPa) vor. Die Unterschiede in der Material- und Energiebilanzbilanz zwischen den Version sind gering (kleiner 5%). Zur Katalyse der Ammoniakoxidation werden Platin / Rhodium (90:10) eingesetzt. Platin und in geringerem Ausmaß Rhodium werden als feine Partikel oder als Oxid abgetragen. Sie werden zu einem großen Anteil in nachgeschalteten Filtern wiedergewonnen. Der Platinverlust steigt mit zunehmenden Betriebsdruck, da die mechanische Beanspruchung der Katalysatornetze zunimmt. Es ist unklar, ob die Platinverluste brutto- oder netto-Verluste darstellen. Der zusätzliche Verlust an Palladium durch den Betrieb der Rückgewinnungsnetze aus Palladium ist nicht beziffert. Emissionen für Salpersäureherstellung werden in (Schön 1993) (N2O), #3 (NO2; N2O) und #2 (NO2, NH3). Für NO2 werden 4 kg/t (#3) bzw. 1 kg/t (#2) angegeben. Für Lachgas (N2O) werden Emissionsfaktoren von 3,1 bis 6,2 kg N2O /t (Schön 1993) und 5,5 kg /t (#3) angegeben. #2 gibt zusätzlich noch 0,1 kg NH3/ t an. Es wurden die Emissionsfaktoren von #3 übernommen (4 kg NO3/t; 5,5 kg N2O /t), da sie die deutsche Situation am treffensten wiederspiegeln. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2015 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 354% Produkt: Grundstoffe-Chemie Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

ULEV-Pkw mit geringem CO2-Ausstoss

Das Projekt "ULEV-Pkw mit geringem CO2-Ausstoss" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mercedes-Benz Group AG durchgeführt. The platform technology focuses on development of DI Diesel passenger cars as clean as gasoline cars of the year 2005 with lower CO2 emissions than today's DI gasoline cars, considering advanced technologies: fuel injection+combustion process, air motion exhaust gas recirculation management to the necessary extend, exhaust gas after treatment with NOx reduction catalysis particulate trap. The use of 2 in technologies different engines is an attempt to reach the target with 2 methods of resolution by integrating the critical technologies of the included projects conc. The advanced injection charge motion systems, thermal management etc. Target will be reached with emission reduction via the optimal control of the applied technologies by a sophisticated power train management system is validated in one vehicle for each attempt.

Gas heated reformer

Das Projekt "Gas heated reformer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde GmbH durchgeführt. Objective: The engineering and construction of a gas-heated reformer to produce hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide and mixtures of syn-gas in an energy efficient manner, dedicated tuned to the needs of the customer. This new technology replaces conventional steam reformer, whereby energy is saved and environmental advantages are realised. General Information: The syn-gas production unit will consist of a gas heated reformer, combined with CO2 wash-unit; a cold box for separation of hydrogen and CO recycling and a PSA unit for production of pure hydrogen. The gas-heated reformer is based on a new process, in which no steam reforming furnace is necessary. The reforming process is realised by adding pure oxygen to the natural gas flow. This leads to an auto thermal reaction, of which the heat is used to realise the steam reforming. The risks of this new reforming process are the critical conditions of the controlled oxidation of natural gas in the oxygen-fired auto-thermal reactor. The use of catalysts, the working conditions in terms of pressure and the piping materials in the reactor are still under development. The process conditions are determined by the end-products needed by the customers. the engineering is focussed on minimal maintenance costs and maximum production time. The existing steam reforming processes use a natural gas fired furnace to produce the heat needed to realise the steam reforming. The heat of the exothermal process of the gas-heated reformer is used to react the steam and the natural gas in the steam reforming part of the gas-heated reformer. This technology is new in relation to conventional steam reforming for this capacity and demands thorough engineering to make the process conditions flexible and related to the product-mix required. It is assumed that energy savings lie in terms of 20 per cent in relation to the natural gas use in conventional steam reformers with the same capacity, no exhaust of flue-gas and waste heat is produced and emission of CO2 is significantly reduced. The investment costs are expected to lay significantly under the level of a conventional steam reformer. The reason is that no furnace is needed because the reforming process is realised in the auto thermal section and the steam reforming section. Achievements: The energy balance of the gas-heated reformer is calculated in Nm3 natural gas. The existing steam reformer uses energy in terms of natural gas: 74375 Nm3/hr. The gas heated reformer will use 60208 Nm3/hr that will result in hourly saving 14167 Nm3/hr. Prime Contractor: Linde AG, Werksgruppe TVT München; Hollriegelskreuth; Germany.

Denox process for the refinery of the future

Das Projekt "Denox process for the refinery of the future" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Technische Chemie, Lehrstuhl für Technische Chemie II durchgeführt. Objective: The scope of this proposal is the reduction of the NOx emissions from the regenerator of the Fluid Catalytic Cracking Unit (FCC). The innovative approach of the project is the design of novel deNOx additives that catalyse the reaction of nitrogen-containing reaction intermediates (NH3, HCN) formed during regeneration of spent FCC catalysts with NO formed by direct oxidation of the experiments. The physicochemical properties of the novel additives will be measured and mechanistic studies over the promising catalysts will be carried out. Superior performance of the new additives will lead to production of large catalyst quantities for pilot plant testing. Commercial scale tests will be carried out in 3 refineries using state of the art deNOx additives. Prime Contractor: Foundation of Research and Technology - Hellas; Chemical Process Engineering Research Institute; Thermi; Greece.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Das Ziel dieses Projektes war es, den Nachweis zu erbringen, dass hydrothermale Vergasung und SOFC zur Stromerzeugung sinnvoll und effektiv gekoppelt werden können. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag in der Identifikation von Gaszusammensetzungen und Betriebsbedingungen, unter denen ein stabiler Betrieb der SOFC möglich ist. Deshalb wurden SOFC-Einzelzellen mit den am KIT Campus Nord über hydrothermale Vergasung hergestellten Brenngasen (im Nachfolgenden als Biogas bezeichnet) betrieben. Die Leistungsfähigkeit und die Stabilität der SOFC wurden in Abhängigkeit der Gaszusammensetzung und der Betriebsparameter der Zelle ermittelt. Im Laufe des Projektes hat sich herausgestellt, dass zwar hohe Leistungsdichten (1.26W/cm2 bei T=793 C und S/C=4) erreicht werden können, jedoch ein kohlenstofffreier Betrieb unter typischen SOFC Betriebsbedingungen nicht möglich ist. Versuche, die Gasqualität anlagenseitig zu erhöhen, sprich die Kohlenstoffketten in Richtung C1Komponenten zu verschieben, wurden nicht unternommen weil nicht von technischer Relevanz. Aus diesem Grund wurde der Schwerpunkt der Untersuchungen auf die Kohlenstoffbildung gelegt. Durch systematische Untersuchungen mit unterschiedlichen Modellgasen konnte der Einfluss einzelner Kohlenwasserstoffkomponenten auf die Kohlenstoffbildung ermittelt werden. Parallel zu diesen Untersuchungen wurden SOFC - Einzelzellen mittels Impedanzspektroskopie und Strom/Spannungs-Kennlinien elektrochemisch charakterisiert. Eine hochauflösende Messdatenauswertung ermöglichte eine eindeutige Identifizierung aller zum Gesamtwiderstand der Einzelzelle beitragenden Verlustprozesse. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde ein eindimensionales stationäres Modell zur Vorhersage des Strom/Spannungsverhaltens von planaren anodengestützten SOFC Einzelzellen entwickelt. Die Simulationsresultate zeigen eine hervorragende Übereinstimmung mit den experimentell ermittelten Daten. Durch die gerechtfertigte Annahme, dass die Elektrooxidation der Brenngase ausschließlich über den Wasserstoffpfad abläuft, ist das Modell in der Lage, bei bekannter lokaler Gaszusammensetzung, das Stromspannungsverhalten der Zelle im Biogasbetrieb sehr gut wiederzugeben. Das entwickelte elektrochemische Modell kann zukünftig ohne weiteres in ein Gesamtmodell, welches dann auch die heterogene Katalyse von kohlenwasserstoffhaltigen Brenngasen beinhaltet, integriert werden.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik durchgeführt. Das Ziel dieses Projektes war es, den Nachweis zu erbringen, dass hydrothermale Vergasung und SOFC zur Stromerzeugung sinnvoll und effektiv gekoppelt werden können. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag in der Identifikation von Gaszusammensetzungen und Betriebsbedingungen, unter denen ein stabiler Betrieb der SOFC möglich ist. Deshalb wurden SOFC-Einzelzellen mit den am KIT Campus Nord über hydrothermale Vergasung hergestellten Brenngasen (im Nachfolgenden als Biogas bezeichnet) betrieben. Die Leistungsfähigkeit und die Stabilität der SOFC wurden in Abhängigkeit der Gaszusammensetzung und der Betriebsparameter der Zelle ermittelt. Im Laufe des Projektes hat sich herausgestellt, dass zwar hohe Leistungsdichten (1.26W/cm2 bei T=793 C und S/C=4) erreicht werden können, jedoch ein kohlenstofffreier Betrieb unter typischen SOFC Betriebsbedingungen nicht möglich ist. Versuche, die Gasqualität anlagenseitig zu erhöhen, sprich die Kohlenstoffketten in Richtung C1Komponenten zu verschieben, wurden nicht unternommen weil nicht von technischer Relevanz. Aus diesem Grund wurde der Schwerpunkt der Untersuchungen auf die Kohlenstoffbildung gelegt. Durch systematische Untersuchungen mit unterschiedlichen Modellgasen konnte der Einfluss einzelner Kohlenwasserstoffkomponenten auf die Kohlenstoffbildung ermittelt werden. Parallel zu diesen Untersuchungen wurden SOFC - Einzelzellen mittels Impedanzspektroskopie und Strom/Spannungs-Kennlinien elektrochemisch charakterisiert. Eine hochauflösende Messdatenauswertung ermöglichte eine eindeutige Identifizierung aller zum Gesamtwiderstand der Einzelzelle beitragenden Verlustprozesse. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde ein eindimensionales stationäres Modell zur Vorhersage des Strom/Spannungsverhaltens von planaren anodengestützten SOFC Einzelzellen entwickelt. Die Simulationsresultate zeigen eine hervorragende Übereinstimmung mit den experimentell ermittelten Daten. Durch die gerechtfertigte Annahme, dass die Elektrooxidation der Brenngase ausschließlich über den Wasserstoffpfad abläuft, ist das Modell in der Lage, bei bekannter lokaler Gaszusammensetzung, das Stromspannungsverhalten der Zelle im Biogasbetrieb sehr gut wiederzugeben. Das entwickelte elektrochemische Modell kann zukünftig ohne weiteres in ein Gesamtmodell, welches dann auch die heterogene Katalyse von kohlenwasserstoffhaltigen Brenngasen beinhaltet, integriert werden.

LeaNOx Development for Lean Burn Cars and Diesel Trucks

Das Projekt "LeaNOx Development for Lean Burn Cars and Diesel Trucks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Chemie, Lehrstuhl für Technische Chemie (LTC) durchgeführt. General Information: Objectives and content: In the search for vehicle power sources with low fuel consumption, the lack of an effective after-treatment device for NOx hinders the full exploitation of fuel efficient diesel and lean-burn engines. The reduction of NOx in large oxygen excess using a reducing agent such as hydrocarbons from the fuel and a selective catalyst will possibly provide an effective solution. The on-going LeaNOx program indicates a high potential for such systems. In the proposed project three demonstrator vehicles and targeted basic research will be performed. The main objectives are: - to realise a lean-burn car for the Euro 3 standards, simultaneously addressing the C02 emission issue. - to realise a DI HD truck engine for the Euro 3 standards, simultaneously addressing the C02 emission issue. The key issues (novel catalyst materials, mechanistics, reducing agent, ageing, design criteria, HC-level strategy) will all be linked together in the program to enable design of the complete system. In order to reach the objectives, basic research performed at some of the leading European Universities (Leuven, Reading, Mulhouse, Bochum, Lund and Abo) will provide an indispensable platform for further development in the vehicle industry (Volvo, BMW, VW, Daimler-Benz, Renault) together with the catalyst manufacturing partner (Heraeus-Asalmaz). Reducing agent injection and mixing for DI diesel engines will be analysed and developed by AVL. The results will be directly implemented in the demonstrators. Prime Contractor: AB Volvo Technological Development, Department 06130, Emission Control and Catalysis; Göteborg; Sweden.

Teilprojekt 6: LCA

Das Projekt "Teilprojekt 6: LCA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. durchgeführt. TRANSFORMATE nutzt die effizientesten Prozesse, um CO2 in Wertprodukte umzuwandeln. Dabei wird CO2 in einem ersten Schritt durch elektrochemische Konversion zu Ameisensäure reduziert. Im zweiten Schritt wird dann die Ameisensäure in einen Bioreaktor eingespeist, wo Ameisensäure-verstoffwechselnde Mikroorganismen die Ameisensäure hoch selektiv in Spezialchemikalien umwandeln. Projektziele: 1. Optimierung der kathodischen CO2-Reduktion zu Ameisensäure bei gleichzeitiger Kopplung mit der Wasser-Oxidation. Wir werden Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) mit polymeren Ionischen Flüssigkeiten (PILs) als Mediator in der katalytischen Schicht entwickeln. PILs eröffnen die Möglichkeit, die Produktionsrate und die Effizienz der CO2-Reduktion bei niedrigen pH-Werten und niedrigen Salzfrachten zu steigern. Wir werden innerhalb des Konsortiums eine spaltlose Elektrolyseur-Zelle, einen Stack-Prototypen bauen und eine Produktionsstrategie für das Scale-up der Stacks aufstellen. 2. Design und Konstruktion eines Ralstonia eutropha-Stamms mit hoch-effizienter Ameisensäure-Assimilation und Produktion von Biopolymeren und Crotonsäure. Wir werden das Bakterium R. eutropha durch die Integration des synthetischen, reduzierten Glycin-Stoffwechselwegs (rGlyP; effizientester Stoffwechselweg für die aerobe Ameisensäure-Assimilation) dazu befähigen, auf Ameisensäure zu wachsen. Darüber hinaus werden zwei Produktionsstämme konstruiert, die 1. Polyhydroxybuttersäure (PHB) in den Zellen akkumulieren und 2. Crotonsäure ins Medium sezernieren. 3. Integration des elektrochemischen und mikrobiellen Systems und Optimierung des Gesamtprozesses. Wir werden die Prototypen der CO2-Elektrolyseure direkt mit Labor-Bioreaktoren (2L) verbinden, um so das Gesamtsystem zu integrieren und im Betrieb zu untersuchen. Parallel dazu laufen LCA und TEA, um die Wirtschaftlichkeit und Ökobilanz des Gesamtsystems zu bilanzieren und so gezielt die kritischen Stellschrauben des Systems zu erkennen.

Non-noble Catalysts for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Anodes

Das Projekt "Non-noble Catalysts for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Anodes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umicore AG & Co. KG durchgeführt. *Development of electrocatalysts.

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