Gasblasenfreisetzende Seep-Gebiete sind äußerst bedeutende Methanquellen in aquatischen Systemen. Einen wesentlichen Beitrag zur Kontrolle der Methanemission in die Atmosphäre liefern methanotrophe Mikroorganismen, die sowohl im Sediment als auch in der Wassersäule in der Umgebung dieser Seeps angesiedelt sind. Im Vergleich zum Hintergrundwasser sind im Nahfeld dieser Seeps die Abundanz und die Aktivität dieser Organismen in der Wassersäule stark erhöht. Unsere Pilotstudie im DFG Projekt Transport Methan-oxidierender Mikroorganismen aus dem Sediment in die Wassersäule über Gasblasen (Bubble Shuttle) an einer Seep Lokation im Coal Oil Point Seep Gebiet (Kalifornien, USA) konnte erstmals zeigen, dass methanotrophe Bakterien über Gasblasen vom Sediment in die Wassersäule transportiert werden können. Das übergeordnete Ziel des hierauf aufbauenden Projektes besteht darin, die Bedeutung dieses Transportprozesses für den pelagischen Methanumsatz an diesen Seep-Gebieten einzuschätzen. Dafür sollen uns multidisziplinäre Studien an verschiedenen Seep Gebieten in Santa Barbara (Kalifornien, USA) und der Nordsee ermöglichen, die Umweltfaktoren zu diskutieren, die auf die Effizienz des bentho-pelagischen Gasblasentransports einwirken. Durch laborbasierte Inkubationsexperimente planen wir die Aktivität benthischer methanoxidierender Bakterien, die wir an verschiedenen Seep-Gebieten beprobt haben, in pelagischer Umgebung zu untersuchen. Zusammen mit molekularbiologischen Untersuchungen wollen wir zusätzlich Antworten auf die Frage erhalten, ob der Gasblasentransport einen bentho-pelagischen Austauschprozess darstellt, der einen Einfluss auf die Diversität der pelagischen methanotrophen Gemeinschaft im Umfeld von Seep-Gebieten nimmt. Durch Feldstudien an einer Blowout Lokation in der Nordsee und der Einbindung ozeanographischer Messungen und Modelle wollen wir letztlich ein Budget für pelagische methanotrophe Bakterien in der Umgebung eines Seeps erstellen, mit dessen Hilfe wir die Bedeutung des bentho-pelagischen Gasblasentransports auf die Abundanz methanotropher Bakterien und den pelagischen Methanumsatz abschätzen können.
Anforderungen wie moeglichst geringe Schadstoffemission und Schonung der Energievorraete bei marktorientierten Kosten erfordern fuer die Stromerzeugung der 90er Jahre die Entwicklung kombinierter Gas- und Dampfturbinenkraftwerke in Verbindung mit Kohlevergasungsanlagen. Eine aussichtsreiche Variante stellt dabei das aus der Stahlerzeugung abgeleitete Verfahren der Vergasung von Kohle im Eisenbad dar. In einem von den Kloeckner Werken beantragten F+E-Folgeprogramm sind Experimente in einer auf der Maxhuette zu errichtenden Pilotanlage geplant. Im Rahmen dieser Versuche sollen im vorliegenden Vorhaben kraftwerksspezifische Fragestellungen zur Abhitzenutzung und Kohlegasvertraeglichkeit der Gasturbine experimentell untersucht werden. Das analytische Begleitprogramm umfasst neben Arbeiten zu Einzelproblemen die Entwicklung von Rechenmodellen und deren Anwendung.
Der Einsatz von Kohle in kombinierten Gas/Dampfturbinenkraftwerken setzt die Verfuegbarkeit von Entstaubungsanlagen fuer die Rauch- oder Prozessgase bei hohen Temperaturen und Drucken voraus. Die bisher vorliegenden Untersuchungen haben gezeigt, dass Filterverfahren mit keramischen Filterelementen prinzipiell in der Lage sind, die von den Gasturbinen gestellten Anforderungen an die Staubbeladung zu erfuellen. Diese Aussagen beziehen sich jedoch meist nur auf die Komponente Filterelement und auf den jeweils untersuchten Anwendungsfall. Das Ziel des Vorhabens ist es deshalb, in Laboranlagen systematische Untersuchungen zu den Grundlagen der Heisgasfiltration durchzufuehren. Dazu gehoeren Fragen der Stroemungsmechanik im Filterelement und im Filterbehaelter sowohl im Betrieb als auch waehrend des Abreinigungsvorgangs, die thermische Belastung der Materialien und die Einfluesse der Temperatur und der Asche- und Gaseigenschaften auf den Filtervorgang.
Basierend auf der Vergasungs- und Verbrennungstechnik nach dem Prinzip der Zirkulierenden Wirbelschicht (ZWS) soll die erweiterte Grundauslegung des Vergasungsteiles eines Kombiblockes erfolgen. Der Vergasungsteil umfasst Kohleeintrag, ZWS-Vergasung, Abhitzesystem, trockene Gasreinigung und die Anbindung des Vergasungsteiles an den Verbrennungsteil. Die meisten Komponenten des Vergasungsteiles und der gesamte Verbrennungsteil sind Stand der Technik. Bei einigen Komponenten besteht noch Auslegungssicherheit; es sind zur Absicherung Komponentenversuche im Massstab 1:1 beabsichtigt. Die Einzelkomponenten werden zu einem neuartigen Konzept (ZWS-Kombikraftprozess) zusammengefasst. Bau und Betrieb der beabsichtigten Demonstrationsanlage kann erst nach Durchfuehrung der erweiterten Grundauslegung entschieden werden. Technische und finanzielle Risiken werden dadurch minimiert. Das Vorhaben stellt einen notwendigen Entscheidungsschritt fuer den Bau eines kommerziellen Prototyps dar. Die Bearbeitung des Vorhabens erfolgt durch ARGE aus Lurgi GmbH, Ruhrkohle Oel und Gas GmbH und BEWAG/EAB.
Durchfuehrung von halbtechnischen Vergasungsversuchen mit dem Ziel, die fuer eine Gasturbine erforderlichen Gasqualitaeten zu erzeugen. - Projektierung eines Kombi-Kraftwerkes (Demonstrationsanlage) durch Kohle-Druckvergasung mit Luft auf der Basis der zirkulierenden Wirbelschicht (ZWS). Zielsetzung des Vorhabens: - Erhoehung des gesamt-Wirkungsgrades gegenueber einem konventionellen Dampf-Prozess unter Einhaltung der geltenden Emissions-Auflagen - Ersatz von fluessigen bzw. gasfoermigen Brennstoffen (Heizoel, Gas) durch Kohle.
Objective: To establish the performance of coal gasification trials based on the principle of the molten iron reactor. General Information: The process is based on the simultaneous carbonization and decarbonization of liquid iron. In a vessel containing a high -carbon iron bath (hot metal), pulverized coal and oxygen are injected through tuyeres installed in the bottom. Lime or converted slag, in ground form, can also be injected through the bottom tuyeres. In a simplified way the following process runs auto thermically at a temperature in the range 1450c - 1550c: - the volatile components of the coal escape and are cracked: - the carbon is dissolved in the iron: - the coal ash together with added materials, such as steel plant slag or lime, forms a basic final slag; - the sulphur introduced by the coal is bound in the basic reactor slag. As well as in the reactor dust: - the coal dissolved in the molten iron reacts with the oxygen and thus generated the product gas. Achievements: In the 60 T converter the coal rate in the trial was 15 to 20T/H of a 14. 4 per cent ash and 29. 5 per cent volatile coal. The trials have shown that the molten bath temperature was stable during the gasification. The gas composition and the main pollutants concentration are given in table 1. Table1: Composition and pollutants in the gas produced by the Klockner process. CO 64 per cent, CO2 2-3 per cent, H2 30-31 per cent, CH4 730PPM, N2 3 per cent, H2S 2-70PPM, COS 5-28PPM, SO2+SO3 0-42PPM, CL 0. 2-7. 1PPM, F 0-3. 6PPM, HCN 0-4. 2PPM, NH3 0. 1-0. 9PPM. NOX 0. 1-0. 5PPM. - Primarily from carrier gas for coal transportation. Due to the high process temperature of 1 400 up to 1 500 C, as well the function of the molten iron, higher molecular hydrocarbons (tars) were not present. The concentrations of chlorine, flour cyanide of hydrogen, ammonia and nitrogen oxides are extremely low. Also the sulphur concentrations are low. This is a particularly interesting feature of this process compared to other gasification processes. The dust quantity was in the range of 20 to 60G/NM3 but this quantity will be easily reduced to about 5MG/NM3 by the gas cleaning system applied in steel making. The recirculation of fines is considered. The results show that the carbon losses can be limited to 1 to 2 per cent and that desulphurisation of the gases occurs partly in the converter stack. In a longer trial (67 T of coal), the converter lining and the tuyeres are in an excellent condition. The slag produced although containing 3 per cent sulphur - is suitable for the production of concrete, as a material for road construction and as fertilizer. The research work has been continued with subsidies of the Federal German Research Ministry.
Dem direkten Einsatz der Kohle in den Tunneloefen der Ziegelindustrie stehen hohe technische und umweltrelevante Hindernisse entgegen. Hier bietet sich die Kohlevergasung als Alternative an. Die erheblichen Investitions- und Betriebskosten der z.Zt. vorhandenen Systeme verhindern aber eine wirtschaftliche Verwendung. Die Fa. Keller hat ein Beheizungssystem entwickelt, das dem Tunnelofen hinsichtlich Verfahrenstechnik, Konstruktion und Leistung angepasst ist. Das bedeutet einen geringeren Aufwand fuer die Gasreinigung, geringe Waermeverluste und das Fehlen jeglicher Abwaerme. Das im Technikum entwickelte Verfahren soll nun in einer Demonstrationsanlage (Massstabsvergroesserung ca. 8) in einer Ziegelei erprobt und bis zur Praxisreife entwickelt werden. Das Vorhaben umfasst Konstruktion, Bau und Betrieb dieser Anlage. Die Laufzeit soll 2 Jahre betragen.
Die Hochtemperaturbrennstoffzelle (HTBZ) gestattet eine vom Grundsatz her reversible Verbrennung mit gleichzeitiger Stromerzeugung bei Temperaturen bis ca. 1000 Grad C. Die HTBZ stellt eine Schluesselkomponente der zukuenftigen Kraftwerkstechnik mit hoechsten Wirkungsgraden dar, weil die dabei freiwerdende Waerme zur weiteren Energieumwandlung in einem konventionellen Gas- und Dampfturbinenprozess verwendet werden kann. Diese Technologie wurde urspruenglich fuer den Einsatz von Wasserstoff entwickelt. Bei kohlenstoffhaltigen Brennstoffen fuehrt der hohe Wirkungsgrad dieser Technologie zu einer Absenkung der CO2- Emission und damit einer Schonung der Energieressourcen. Wegen der wirtschaftlichen Verfuegbarkeit dieser Brennstoffe ist zunaechst auch der Einsatz von Erdgas und erst ggf. spaeter der von Kohlegas in HTBZ-Kraftwerken zu erwarten. Eine besonders interessante Technologie mit einfachem Aufbau stellt die oxidkeramische Brennstoffzelle, abgekuerzt SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), dar. Fuer die Einbindung dieser Zellen in Kraftwerke, einschliesslich der konstruktiven Gestaltung der Zellen selbst, ist zur Zeit noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf gegeben. Der Schwerpunkt bei dem hier vorgestellten Vorhaben ist die Einbindung der SOFC in den Kraftwerksprozess und die damit verbundenen Fragen des Betriebsverhaltens und der dazu optimalen konstruktiven Gestaltung der Zellen und Stacks. Das Vorhaben ist in mehrere miteinander verknuepfte Teilprojekte gegliedert. Die einzelnen Teilprojekte sind : Teilprojekt I: Aufbau und Betrieb einer 40-Watt-SOFC-Versuchsanlage Teilprojekt II: Aufbau und Betrieb einer Ein-Kilowatt-SOFC-Versuchsanlage Teilprojekt III: Entwicklung und Erprobung von SOFC Roehren und Stacks Teilprojekt IV: Entwicklung von kombinierten Systemen und Simulationsmethoden fuer SOFC-Prozesse
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 34 |
| Europa | 4 |
| Wissenschaft | 14 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 34 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 34 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 32 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 34 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 32 |
| Lebewesen und Lebensräume | 31 |
| Luft | 26 |
| Mensch und Umwelt | 34 |
| Wasser | 27 |
| Weitere | 34 |