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Verminderung der Emissionen bei Verbrennung von Kohlen mit fluechtigen Bestandteilen groesser als 18 Prozent (waf)

Das Projekt "Verminderung der Emissionen bei Verbrennung von Kohlen mit fluechtigen Bestandteilen groesser als 18 Prozent (waf)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Saarbergwerke durchgeführt. Ziel: Mit dem Vorhaben soll der Nachweis erbracht werden, dass die Emissionen bei der Verbrennung von Kohlen mit fluechtigen Bestandteilen ueber 18 Prozent (waf) in Einzeloefen deutlich unter dem befuerchteten Ausmass liegen und somit ein entsprechendes Verbot fuer die Verbrennung dieser Kohlen in Einzeloefen durch das neue Emissionsschutzgesetz nicht gerechtfertigt waere. Ergebnis: Bei der Verbrennung einer Edelflammkohle in einem Universaldauerbrandofen der Firma Bartz ergab sich eine Rauchgaszusammensetzung, die weniger Schadstoffemissionen verursachte als bei der Verbrennung verschiedener Kohlenprodukte mit weniger als 18 Prozent fluechtigen Bestandteilen. Die Gasflammkohle wurde deshalb als zulaessiger Brennstoff fuer Kleinfeuerungsstaetten in der am 15.07.1988 offiziell verkuendeten Neufassung der 1. BImSchV belassen.

Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmaschinen mit kaltem Plasma

Das Projekt "Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmaschinen mit kaltem Plasma" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von terraplasma emission control GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Primäres Ziel des Entwicklungsvorhabens ist die direkte Reduzierung von schädlichen Verbrennungsabgasen mittels der MOPS-Technologie und die damit verbundene Umweltentlastung. Neben den Stickstoffverbindungen. (NOx) können auch Kohlenwasserstoffe und andere Komponenten wirksam reduziert werden. In Verbindung mit einem elektrostatischen Filtersystem kann das MOPS-System ferner zur Feinstaubreduzierung beitragen. Neben der direkten Emissionsreduzierung hat das MOPS-System auch indirektes Umweltentlastungspotential. So ist das MOPS-System voraussichtlich relativ leicht und kompakt. Anders als bei z. B. Katalysatoren werden keine seltenen Erden verwendet. Insbesondere im Falle, dass bestehende Abgasreinigungselemente substituiert werden können, ist daher davon auszugehen, dass wertvolle Ressourcen bereits bei der Herstellung eingespart werden können. Auch im Betrieb selbst benötigt das System keine Verbrauchsstoffe, wie z.B. AdBlue, und trägt durch die Gewichtseinsparung im mobilen Einsatzbereich zur Verbrauchsreduzierung bei. Durch die geringeren Entstehungs- und Verbrauchskosten ist der Einsatz der MOPS-Technologie auch wirtschaftlich für die Produzenten und Konsumenten interessant, so dass eine hohe Bereitschaft bestehen sollte in die Technik zu investieren.

Experimentelle Untersuchungen zur Bildung von Distickstoffmonoxid N2O bei der Kohleverbrennung

Das Projekt "Experimentelle Untersuchungen zur Bildung von Distickstoffmonoxid N2O bei der Kohleverbrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Energieanlagentechnik durchgeführt. N20-Bildung bei der Kohleverbrennung. Bei den Untersuchungen werden die Kohlequalitaeten zugrunde gelegt, welche im Rahmen des Projektes 113 auch in Grossfeuerungen eingesetzt werden. An einer Brennkammer, die einen kontrollierten Verbrennungsablauf bei konstant gehaltener Temperatur ermoeglicht und den interessierenden Temperaturbereich zwischen Staubfeuerungen und Wirbelschichtfeuerungen von 700 bis 1000 Grad C abdeckt, sollen unter Variation der Parameter Verweilzeit (1,5 bis 3,5 s) und Luftzahl (0,7 bis 1,4) und Korngroesse insgesamt 8 Kohlequalitaeten verbrannt werden. Die temperaturabhaengige N2O-Freisetzung kann auf diese Weise von den Einfluessen der Feuerung separiert werden und ermoeglicht brennstoffspezifische Aussagen. Bei den Technikumsversuchen werden die jeweiligen Verbrennungsbedingungen an den Grossanlagen simuliert und variiert. Ausgehend von den dabei gewonnenen Ergebnissen sollen die Auswirkungen feuerungstechnischer Massnahmen zur NOx-Reduktion auf die N2O-Bildung untersucht werden. Es wird versucht werden, durch Einstellung von Temperaturgradienten in der Stufenbrennkammer den Temperaturverlauf der Grossfeuerungen nachzuahmen und die Moeglichkeit einer Nachverbrennung bzw. Temperaturanhebung zur N20-Reduktion zu untersuchen. Dabei soll eine Brennstoffstufung mit verschiedenen Gasen eingesetzt werden. Das Projekt bildet einen vorlaeufigen Abschluss des deutschen Schwerpunkt-Forschungsprogramms 'Kohlenstaubfeuerungsanlagen', welches mit einem aehnlichen Projekt 89 im Jahre 1987 begonnen wurde und inzwischen 8 Einzelprojekte umfasst. Es wird ergaenzt und fortgefuehrt durch das internationale IEA-Programm 'Coal Combustion Sciences', siehe ProjektNr. 120.

ADECOS-ZWSF: Weiterentwicklung und Untersuchung des Oxyfuel-Prozesses mit Zirkulierender Wirbelschicht Feuerung auf Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit

Das Projekt "ADECOS-ZWSF: Weiterentwicklung und Untersuchung des Oxyfuel-Prozesses mit Zirkulierender Wirbelschicht Feuerung auf Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Energietechnik M-5 durchgeführt. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll der Oxyfuel-Prozess mit Zirkulierender Wirbelschichtsfeuerung (ZWSF) auf seine großtechnische Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit unter Beachtung des Standes der Technik und der aktuellen Rahmenbedingungen überprüft werden. Im Rahmen des Projektes soll eine eindeutige Aussage erzielt werden, ob es sich lohnt, den Oxyfuel-Prozess mit ZWSF weiter als einen Baustein der nationalen und internationalen Carbon Capture and Storage (CCS)-Strategie in Betracht zu ziehen oder nicht. Die Integration einer ZWSF in den Oxyfuel-Prozess mit CO2-Abtrennung bietet die Möglichkeit, auch schwierige Brennstoffe für CCS zugänglich zu machen und geringe Emissionen im Bereich der Schadstoffe NOx und SOx zu erzielen. Darüber hinaus kann durch die Anwendung des Oxyfuel-Prozesses in Verbindung mit einer ZWSF das Dampferzeugervolumen im Vergleich zum konventionellen Prozess signifikant reduziert werden. Verfügbare Technologien im Bereich der Luftzerlegung und der CO2-Abtrennung können zum Einsatz kommen. Damit stünde schon kurzfristig ein weiteres fossil befeuertes Kraftwerkskonzept mit CO2-Abtrennung zur Verfügung. Die Forschungsarbeiten umfassen die Simulation und Modellierung des Gesamtprozesses für ein Oxyfuel-ZWSF Kraftwerk sowie die Auslegung des entsprechenden Dampferzeugers und seiner Peripherie. In den Simulationen wird gängige kommerzielle Software verwendet. Der Informationsaustausch mit den parallel laufenden Forschungsvorhaben der zwei anderen Hochschulen (IFK der Universität Stuttgart und VWS der TU-Dresden) soll die o. g. Simulationen mit experimentellen Ergebnissen aus den Labor-ZWS-Feuerungen für Stein- und Braunkohle ergänzen. Durch die ganzheitliche und realitätsnahe Gesamtprozessbetrachtung, in welcher die wesentlichen Kernfragen im Hinblick auf die großtechnische Umsetzbarkeit des Oxyfuel-Prozesses mit ZWSF beantwortet werden, kann ein aussagekräftiger Vergleich zu den alternativen CO2-armen Stromerzeugungsverfahren erreicht werden. Dieser Ansatz liefert einen möglichen Baustein zur Verringerung der CO2-Vermeidungskosten. Darüber hinaus bietet die ZWSF ein hohes Potenzial zur Mitverbrennung von CO2-neutralen Brennstoffen, welches insbesondere für den Oxyfuel-Prozess mit ZWSF eine interessante Möglichkeit zum schnelleren und wirtschaftlicheren Erreichen der CO2-Minderungsziele darstellt.

TECFLAM - Mathematische Modellierung und Lasermesstechnik von Verbrennungsvorgaengen; Teilprojekt: Experimentelle Untersuchungen von Kohlenstaubflammen - Bestimmung der Kohleeingangsdaten und Profilmessungen in der Flamme

Das Projekt "TECFLAM - Mathematische Modellierung und Lasermesstechnik von Verbrennungsvorgaengen; Teilprojekt: Experimentelle Untersuchungen von Kohlenstaubflammen - Bestimmung der Kohleeingangsdaten und Profilmessungen in der Flamme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Energietechnik, Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen durchgeführt. Im Rahmen des TECFLAM-Verbundforschungsvorhabens soll mit Hilfe dieses Teilprojektes durch experimentelle Untersuchungen an einer 350 kW-Kohlenstaubverbrennungs- und Mahlanlage die mathematische Modellierung der bei der Kohlenstaubverbrennung ablaufenden Vorgaenge verbessert werden, um hieraus praxisrelevante Auslegungskriterien fuer eine schadstoffarme Feuerungsfuehrung zu erhalten. Es werden dabei sowohl detaillierte Profilmessungen von Konzentrationen und Temperaturen in der Brennkammer als auch orientierende Parameterstudien im Hinblick auf die Emissionskonzentration durchgefuehrt. Neben dem wichtigsten untersuchten Brennstoff Steinkohle sollen auch andere Brennstoffe wie zB Braunkohlekoks und Biomasse als Haupt- und Zusatzbrennstoffe zum Einsatz kommen. Durch die Entwicklung und der Fertigung einer beheizten Absaugsonde zur staubfreien Rauchgasprobenahme sollen versch. Luftstufungstechniken (Stufung am Brenner und am Feuerraum) in ihrer Auswirkung auf den NOx-Konzentrationsverlauf untersucht werden. Auch sollen Messungen in brennstoffgestuften Flammen durchgefuehrt werden. Als weitere NOx-mindernde Massnahmen sollen eine Rauchgaszirkulation in die Anlage integriert und erste orientierende Versuche durchgefuehrt werden. Die Staubprobenahme mittels Absaugsonden soll soweit weiterentwickelt werden, dass Profile der Beladung und des Ausbrands einfach zu ermitteln sind. Auch soll von den abgesaugten Staubproben der Brennstoffstickstoffgehalt bestimmt werden, so dass der Verlauf der Stickstofffreisetzung ermittelt werden kann. Des weiteren wurden nasschemische Probenahme- und Analysemethoden fuer die Bestimmung der NH3- und HCN-Konzentrationen getestet.

Zusammenwirken von zirkulierenden Druckwirbelschichtfeuerungen und Gasturbinen unterschiedlicher Bauart

Das Projekt "Zusammenwirken von zirkulierenden Druckwirbelschichtfeuerungen und Gasturbinen unterschiedlicher Bauart" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Siegen, Fachbereich 11 Maschinentechnik, Institut für Energietechnik durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Untersuchung des stationaeren und instationaeren Betriebsverhaltens von zirkulierenden Druckwirbelschihtfeuerungen unter besonderer Beruecksichtigung der Betriebscharakteristik und der Anpassungsmoeglichkeiten der Gasturbine. Da die Stroemungsverhaeltnisse im Reaktor den Ablauf der Verbrennung und der Schadstoffbildung wie auch die Waermeabfuhr aus dem Feuerungssystem beeinflussen, kommt der sicheren Aufrechterhaltung der Gas/Feststoffstroemung grundlegende Bedeutung zu. Mehrwellige Gasturbinen mit verstellbaren Leitschaufeln weisen im Vergleich zu Einwellen-Gasturbinen zusaetzliche freie Parameter auf und verfuegen ueber verbesserte Anpassungsmoeglichkeiten im Hinblick auf das Teillast-, Uebergangs- und Lastwechselverhalten der Anlage. Fuer die angestrebten Untersuchungen ist ein mathematisches Modell fuer die Gesamtanlage zu entwerfen und in ein Simulationsprogramm umzusetzen. Die Modellierung umfasst das stationaere und instationaere Betriebsverhalten der Gasturbine, der Wirbelschichtfeuerung und in zunaechst vereinfachter Weise der Teile des Wasser-/Dampfkreislaufs, die mit der Feuerung in Wechselwirkung stehen. Aufbauend darauf soll der Einfluss der Stellgroessen an Feuerung und Gasturbinen verschiedener Bauart auf den Stroemungszustand im Reaktor, den Verbrennungsprozess, den Waermehaushalt und auf Schadstoffbildung und -abbau sowohl bei Voll- und Teillast als auch im Uebergang analysiert werden.

CLOCK - Chemical Looping Combustion von Kohle zur CO2-Abscheidung in atmosphärischen Wirbelschichtreaktoren für einen Dampfkraftprozess

Das Projekt "CLOCK - Chemical Looping Combustion von Kohle zur CO2-Abscheidung in atmosphärischen Wirbelschichtreaktoren für einen Dampfkraftprozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Energietechnik M-5 durchgeführt. Im Rahmen des Teilprojekts werden Modellierungs-, Simulations- und Auslegungsarbeiten zur Überprüfung der Machbarkeit eines CLC-basierten Gesamtprozesses für Kohle durchgeführt. Diese Simulationsarbeiten werden mit kommerziell verfügbaren Programmen durchgeführt. Grundlage dieser Untersuchungen ist zunächst die Identifizierung geeigneter Prozessschaltungen auf der Basis von ersten Annahmen und ggf. Werten aus der Literatur. Diese Annahmen werden durch die Erkenntnisse aus den praktischen Untersuchungen in den anderen zwei Arbeitspaketen des Vorhabens überprüft und korrigiert, um auf diese Weise eine realitätsnahe Gesamtprozessgestaltung und -bewertung zu ermöglichen. Sobald das CLC-System in den für den Gesamtprozess wichtigen Parametern numerisch nachgebildet und in ausreichender Genauigkeit simuliert werden kann, werden auf der Basis von Sensitivitätsanalysen optimale Betriebsbedingungen für den Gesamtprozess ermittelt, um daraus Schlussfolgerungen für die weitere Durchführung von Versuchsreihen am IVD und am IFVT zu gewinnen. Die am IET durchzuführenden Aufgaben beinhalten die Erstellung alternativer Prozessschaltungen, die energetische und betriebliche Bewertung sowie die iterative Verbesserung dieser alternativen Prozessschaltungen unter Betrachtung der Ergebnisse des AP2 und AP3 des Verbundvorhabens und die Auslegung eines realisierbaren und praxisnahen Prozessschemas für eine großtechnische Anlagengröße. Alle o. g. Aktivitäten werden umfassend dokumentiert und die Fortschritte des Forschungsvorhabens in regelmäßigen Berichten zusammengefasst und durch Tagungen und Konferenzen der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

Schwermetallkontamination von Boeden in der Ukraine

Das Projekt "Schwermetallkontamination von Boeden in der Ukraine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bern, Geologisches Institut durchgeführt. Leading Questions: 1. What are the natural background concentrations of heavy metals in the representative Ukrainian agricultural and forest soils, and how do these compare with the concentrations due to anthropogenic activities? 2. What are the implications of soil contamination for agriculture and human health. Abstract: Ukraine is easily one of the most polluted countries on Earth. With extensive coal-burning, mining, chemicals manufacturing, and heavy industry, metal contamination probably extends to every corner of the country and affects every citizen. Unfortunately, there is very little quantitative information available to indicate the true extent of these problems. This project represents an effort to 1) quantify the present rates of atmospheric metal deposition in different regions of the country, 2)reconstruct the changing rates of metal fluxes over time (past few hundred to several thousand years), and 3) compare these findings with rates of atmospheric metal deposition in central Europe (Switzerland) and remote northern Europe (northern Scotland and the Shetland Islands). The ultimate goal of the study is to clearly distinguish between natural versus anthropogenic sources of potentially toxic heavy metals to representative Ukrainian forest and agricultural soils.

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