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Markt für Titan

technologyComment of titanium production (GLO): Primary titanium metal is produced mainly by Kroll process. In this batch process, titanium tetrachloride (TiCl4) is reduced with magnesium under inert atmosphere creating a sponge like titanium metal solid which is refined by vaccum arc remelting. The Kroll process is characterized by multiple steps for which many are energy and labor intensive. Main steps include batch reduction, processing, vaccum distillation and remelting. Main batch reduction takes place in a steel reactor filled with argon where the magnesium is melt at temperature between 850°C-950°C. The titanium chloride (TiCl4) is fed, or blown in as vapor, into the reactor. The reduction is a highly exothermic reaction, thus little energy input is required for it to take place. Reaction is as follow: TiCl4(l or g) + 2 Mg(l) = Ti(s) + 2 MgCl2(l). During the processing the reaction by-product, molten magnesium chloride (MgCl2), is remove from the reator periodically during the reaction. The magnesium and clhoride from this by-product are recovered using electrolysis and re-used. Main product from the process is a sponge like titanium (Ti(0)). Vaccum distillation is then use to purified the crude sponge removing residual metal chlorides and magnesium. This process takes place at temperature between 900°C and 1000°C. The residuals are recovered by condensation. The purified titanium sponge is refined using vacuum arc remelting.

Markt für Stickstoff, flüssig

technologyComment of air separation, cryogenic (RER): The main components of air are nitrogen and oxygen, but it also contains smaller amounts of water vapour, argon, carbon dioxide and very small amounts of other gases (e.g. noble gases). The purification and liquefaction of various components of air, in particular oxygen, nitrogen and argon, is an important industrial process, and it is called cryogenic air separation. Cryogenic distillation accounts for approximately 85% of nitrogen and over 95% of oxygen production. It is the preferred supply mode for high volume and high purity requirements (Praxair 2002). Cryogenic air separation is currently the most efficient and cost-effective technology for producing large quantities of oxygen, nitrogen, and argon as gaseous or liquid products (Smith & Klosek 2001). Besides the air needed as a resource the major input for the liquefying process is the electricity to compress the inlet air, which normally comprises 95% of the utility costs of a cryogenic air separation plant. In some plants the amount of processed air (in Nm3) can be up to 5 times larger than the derived liquid products (Cryogenmash 2001). In these plants, the waste gas stream is naturally also much larger (in order to obtain the mass balance). As output of the cryogenic air separation there are three products: liquid oxygen, liquid nitrogen and liquid crude argon. The assumed process includes no gaseous co-products. In reality gaseous products are also processed if there is a demand at the production site. The investigated cryogenic air separation process leads to liquid products in the following quality: - Liquid oxygen: min. 99.6 wt-% - Liquid nitrogen: min. 99.9995 wt-% - Liquid argon, crude: 96-98 wt-% An air pre-treatment section downstream of the air compression (0.7 MPa) and after cooling removes process contaminants, including water, carbon dioxide, and hydrocarbons. The air is then cooled to cryogenic temperatures and distilled into oxygen, nitrogen, and, optionally, argon streams. Alternate compressing and expanding the recycled air can liquefy most of it. Numerous configurations of heat exchange and distillation equipment can separate air into the required product streams. These process alternatives are selected based on the purity and number of product streams, required trade-offs between capital costs and power consumption, and the degree of integration between the air separate unit and other facility units. This process requires very complicated heat integration techniques because the only heat sink for cooling or condensation is another cryogenic stream in the process. Since the boiling point of argon is between that of oxygen and nitrogen, it acts as an impurity in the product streams. If argon were collected and separated from the oxygen product, an oxygen purity of less than 95% by volume would result (Barron & Randall 1985). On the other hand, if argon were collected with the nitrogen product, the purity of nitrogen would not exceed 98.7% by volume. To achieve higher purities of oxygen and nitrogen the elimination of argon is necessary. Commercial argon is the product of cryogenic air separation, where liquefaction and distillation processes are used to produce a low-purity crude argon product. Praxair (2002) Gases > Nitrogen > Production of Nitrogen. Praxair Technology Inc. 2002. Retrieved 16.01.2002 from http://www.praxair.com Smith A. R. and Klosek J. (2001) A Review of Air Separation Technologies and their Integration with Energy Conversion Processes. In: Fuel Processing Technology, 70(2), pp. 115-134. Barron and Randall F. (1985) Cryogenic Systems. 2 Edition. Oxford University Press, New York Cryogenmash (2001) KxAxApx Type Double-Pressure Air Separation Plants. Gen-eral Data. Cryogenic Industries, Moscow, Russia. Retrieved 16.01.2002 from http://www.cryogenmash.ru/production/vru/vru_kgag2_e.htm imageUrlTagReplaceb1f86554-243f-4c79-b3a2-e6a9efa3a7ef

Markt für Sauerstoff, flüssig

technologyComment of air separation, cryogenic (RER): The main components of air are nitrogen and oxygen, but it also contains smaller amounts of water vapour, argon, carbon dioxide and very small amounts of other gases (e.g. noble gases). The purification and liquefaction of various components of air, in particular oxygen, nitrogen and argon, is an important industrial process, and it is called cryogenic air separation. Cryogenic distillation accounts for approximately 85% of nitrogen and over 95% of oxygen production. It is the preferred supply mode for high volume and high purity requirements (Praxair 2002). Cryogenic air separation is currently the most efficient and cost-effective technology for producing large quantities of oxygen, nitrogen, and argon as gaseous or liquid products (Smith & Klosek 2001). Besides the air needed as a resource the major input for the liquefying process is the electricity to compress the inlet air, which normally comprises 95% of the utility costs of a cryogenic air separation plant. In some plants the amount of processed air (in Nm3) can be up to 5 times larger than the derived liquid products (Cryogenmash 2001). In these plants, the waste gas stream is naturally also much larger (in order to obtain the mass balance). As output of the cryogenic air separation there are three products: liquid oxygen, liquid nitrogen and liquid crude argon. The assumed process includes no gaseous co-products. In reality gaseous products are also processed if there is a demand at the production site. The investigated cryogenic air separation process leads to liquid products in the following quality: - Liquid oxygen: min. 99.6 wt-% - Liquid nitrogen: min. 99.9995 wt-% - Liquid argon, crude: 96-98 wt-% An air pre-treatment section downstream of the air compression (0.7 MPa) and after cooling removes process contaminants, including water, carbon dioxide, and hydrocarbons. The air is then cooled to cryogenic temperatures and distilled into oxygen, nitrogen, and, optionally, argon streams. Alternate compressing and expanding the recycled air can liquefy most of it. Numerous configurations of heat exchange and distillation equipment can separate air into the required product streams. These process alternatives are selected based on the purity and number of product streams, required trade-offs between capital costs and power consumption, and the degree of integration between the air separate unit and other facility units. This process requires very complicated heat integration techniques because the only heat sink for cooling or condensation is another cryogenic stream in the process. Since the boiling point of argon is between that of oxygen and nitrogen, it acts as an impurity in the product streams. If argon were collected and separated from the oxygen product, an oxygen purity of less than 95% by volume would result (Barron & Randall 1985). On the other hand, if argon were collected with the nitrogen product, the purity of nitrogen would not exceed 98.7% by volume. To achieve higher purities of oxygen and nitrogen the elimination of argon is necessary. Commercial argon is the product of cryogenic air separation, where liquefaction and distillation processes are used to produce a low-purity crude argon product. Praxair (2002) Gases > Nitrogen > Production of Nitrogen. Praxair Technology Inc. 2002. Retrieved 16.01.2002 from http://www.praxair.com Smith A. R. and Klosek J. (2001) A Review of Air Separation Technologies and their Integration with Energy Conversion Processes. In: Fuel Processing Technology, 70(2), pp. 115-134. Barron and Randall F. (1985) Cryogenic Systems. 2 Edition. Oxford University Press, New York Cryogenmash (2001) KxAxApx Type Double-Pressure Air Separation Plants. Gen-eral Data. Cryogenic Industries, Moscow, Russia. Retrieved 16.01.2002 from http://www.cryogenmash.ru/production/vru/vru_kgag2_e.htm imageUrlTagReplaceb1f86554-243f-4c79-b3a2-e6a9efa3a7ef

Machbarkeitsstudie zur Einrichtung und zum Betrieb von Abgasreinigungsanlagen für die Nutzung durch Tankschiffe im deutschen Teil des Rheinstromgebietes

Gemäß der 20. BImSchV müssen beim Umfüllen oder Lagern von Ottokraftstoffen (UN 1203), Kraftstoffgemischen (UN 3475) oder Rohbenzin (UN 1268) Restdämpfe dieser Stoffe aus beweglichen Behältnissen wie Binnentankschiffen solange zurückgehalten werden, bis sie entweder in ein Tanklager zurückgependelt oder die Dämpfe einer Abgasreinigungseinrichtung zugeführt werden können. Ein Ventilieren der Dämpfe in die Atmosphäre ist gemäß 20. BImSchV nur in bestimmten Ausnahmefällen zulässig. Im Falle der Notwendigkeit einer Entgasung, z.B. bei Ladungswechsel oder Werftaufenthalt, gibt es jedoch derzeit für Binnentankschiffe in Deutschland keine Möglichkeit, landseitig zu ventilieren und die Gase und Dämpfe kontrolliert, z.B. in eine Abgasreinigungsanlage, abzugeben. Vor diesem Hintergrund wurden im Rahmen dieses Projektes mit Hilfe einer Machbarkeitsstudie die verschiedenen technischen Möglichkeiten der Entgasung von Binnentankschiffen identifiziert und ihre jeweilige technische und wirtschaftliche Umsetzung für die Nutzung durch Binnentankschiffe im deutschen Teil des Rheinstromgebiets untersucht. Eine im Zuge des Projektes durchgeführte Bestandsaufnahme von bestehenden bzw. in Planung befindlichen Abgasreinigungstechnologien für Restdämpfe aus Binnentankschiffen ergab, dass es in Deutschland bereits konkrete Planungen für eine stationäre Anlage gibt, und in den Niederlanden und Belgien zudem bereits mobile Anlagen mit unterschiedlichen Technologien (z.B. Kondensation) zur Verfügung stehen bzw. sich in der Erprobungsphase befinden. Vor diesem Hintergrund und vor allem aufgrund der hohen Unsicherheit im Hinblick auf die tatsächlich stattfindenden Ventilierungen (Schätzungen liegen zwischen 58-464 Ventilierungsvorgängen pro Jahr) wird empfohlen, ein möglichst flexibles System mit einer stationären Anlage (bereits in Planung) sowie mobile Lösungen (z.B. auf einem Serviceschiff oder LKW) in Deutschland zu etablieren. Quelle: Forschungsbericht

Large-scale solar heating systems for housing developments

Das Projekt "Large-scale solar heating systems for housing developments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Steinbeis Innovation gGmbH - Steinbeis Innovationszentrum (SIZ) Energie-, Gebäude- und Solartechnik EGS durchgeführt. Objective: The project comprises seven different sites/projects including integration of Large-scale Solar Heating Systems into existing and new district or block heating plants supplying residential areas with heat for space heating and preparation of domestic hot water. The sites/projects are located in five European countries (DE, SE, NL, IT, AT). All sites/projects are going to be realized in the time period from 1998 to 2000. The proposed sites/projects are providing reductions of the fuel input between 20 and 70 per cent and of the CO2-emission up to 90 per cent referred to conventional heating of the houses. These reductions will be achieved by the combination of the following measures: - Improved Insulation Standard for the buildings referred to national standards - Application of Rational Heating Technologies (gas condensation boilers, combined heat and power plant, etc.) - optimisation of the installations in the houses and of the block or district heating plant - Implementation of Large Scale Solar Heating Systems - Replacement of fossil fuel by biofuels General Information: The main aim and objectives of this project are: - Realization of seven Large-scale Solar Heating Systems in five member states of the EU with a total collector area of 7180 m2 over a period of at least 3 years. - Demonstration of Large-scale Solar Heating Systems for European housing estates. - Practical use of the comprehensive energy concept approach for real planned housing estates. - Cost reduction from first pilot plants (systems with short-term storage) in the range of 0.8-1.7 ECU/kwh-a) (investment cost per yearly solar gain) to about 0.4-1.3 ECU/kwh-a will be achieved. - Cost reduction from pilot plants (systems with seasonal storages) in the range of 1.8 - 2.5 ECU/kwh-a to about 0.7-1.5 ECU/kwh-a will be achieved. - Reduction of the energy cost of about one third compared to the energy cost for small-scale solar plants (250-400 ECU/MWh in Germany for small systems) - Monitoring of the achieved results in order to enable a wider application of large-scale solar heating systems in new and existing housing developments. There are two major large-scale heating applications: Systems with short-term (diurnal) storage (CSHPDS) designed to cover 10-20 per cent of the annual load, approximately 50 per cent of the domestic hot water (DHW) heating requirements, and Systems with long-term (seasonal) storages (CSHPSS), capable of covering 50-80 per cent of the overall heating demand for space heating and DHW preparation in residential buildings. Prime Contractor: Steinbeis-Stiftung fuer Wirtschaftsfoerderung, Steinbeis-Transferzentrum Energie-, Gebaeude, Solartechnik; Stuttgart; Germany.

Fassadenfarben

Aus ästhetischen Gründen, aber auch aus Gründen der Erhaltung der Bausubstanz, soll verhindert werden, dass sich an der Außenfassade von Gebäuden Bakterienfilme bilden und Algen sowie Pilze anheften. Diese können die Fassade verfärben oder mit ihren Stoffwechselprodukten die Bausubstanz angreifen. Zum Anheften oder Besiedeln benötigen diese Organismen ein feuchtes Mikroklima. Daher ist es sinnvoll, Fassadenfarben einzusetzen, bei denen Regen- oder Kondenswasser möglichst schnell abfließt, um für eine schnell trocknende Oberfläche zu sorgen. Das biologische Vorbild für eine bionische Fassadenfarbe der Sto SE & Co. KGaA war der Nebeltrinkerkäfer, dessen Funktionsprinzipien auch bei der Entwicklung des Nebelfängers genutzt werden. Die besondere Oberflächenstruktur des Käfer-Rücken-panzers aus hydrophilen Hügeln und hydrophoben Tälern ermöglicht eine schnelle Kondensation des Wassers, gefolgt von einem raschen Ablaufen in Richtung Schwerkraft. Dieses Funktionsprinzip wurde für die Dryonic® Fassadenfarbe durch eine Mischung aus Bindemitteln, Pigmenten und Füllstoffen technisch umgesetzt. Insbesondere die Füllstoffe mit unterschiedlicher Teilchengröße und Oberflächenpolarität nehmen einen wesentlichen Einfluss auf den gewünschten Effekt. In der Trocknungsphase bildet sich durch Selbstorganisation der eingesetzten Rohstoffe eine Struktur aus hydrophilen und hydrophoben Bereichen. Aufgrund des schnellen Abtrocknens der Oberfläche konnte auf den Zusatz von Bioziden verzichtet werden. Fassaden werden im Laufe der Zeit, ungeachtet der Qualität der Farbe, von Bakterien, Algen und Pilzen besiedelt. Die bionische Fassadenfarbe bietet das Potenzial, dass – je nach Umweltbedingungen – der Anstrich seltener erneuert werden muss. Dies kann zu einer Einsparung an Rohstoffen in der Nutzungsphase führen, da insgesamt weniger Farbe verwendet wird. Eine Aussage über die Ressourceneffizienz in der Produktherstellung gegenüber anderen Fassadenfarben ist nur in Bezug auf die Verwendung von Bioziden möglich: Da auf diese verzichtet wird, müssen sie nicht hergestellt werden. Dies führt zu einer Material- und Energieeinsparung in der Produktherstellung. In der Verwertungsphase ist aufgrund des Verzichts auf Biozide eine umweltfreundlichere Beseitigung der Fassadenfarbe möglich, was sich positiv auf die Ressource Wasser und die Biodiversität auswirkt. Somit werden Ökosystemleistungen geschont.

Waste water evaporation with oil as an intermediate for heat transfer

Das Projekt "Waste water evaporation with oil as an intermediate for heat transfer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KSG Dipl.-Ing. Koch OHG durchgeführt. General Information: In many processes life steam is used to heat up products and/or drive out gases or volatile materials. If the steam condenses it can produce a waste water problem because some product is dissolved in the condensate. The research project aims at the development of a system to use high pressure steam for producing live steam and at the same time regaining the product evaporating the waste water. Prime Contractor: Klein Borculo B.V.; Eibergen; Netherlands.

Teilvorhaben 2: Entwicklung und Erprobung von Verfahren zur Rueckgewinnung von Fluss- und Schwefelsaeure im Tantal-Chemie-Prozess sowie von Natronlauge und ... e

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung und Erprobung von Verfahren zur Rueckgewinnung von Fluss- und Schwefelsaeure im Tantal-Chemie-Prozess sowie von Natronlauge und ... e" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H.C. Starck GmbH & Co. KG, Werk Goslar durchgeführt. Im Tantal-Chemieprozess faellt eine verduennte Fluss- und Schwefelsaeure-Loesung an, die zZ mit Kalk neutralisiert wird. Bei dieser Neutralisation entstehen 1200 to Deponiemasse. Die geplante Verfahrensentwicklung soll es ermoeglichen, die Saeuren durch Spruehroestung von den Verunreinigungen abzutrennen und durch selektive Kondensation sowohl die Fluss- als auch die Schwefelsaeure einer Wiederverwendung zuzufuehren. Im Wolfram-Chemie-Prozess fallen pro Stunde etwa 7,5 m3 einer 8 prozentigen Na2SO4- und Spuren von Ca, Mg und W enthaltenden Loesung an. Umgerechnet werden so pro Jahr etwa 3500 Tonnen wasserfreies Na2SO4 an die Vorflut abgegeben. Die geplante Verfahrensentwicklung soll es ermoeglichen, die vorgereinigte Na2SO4-Loesung durch Anwendung der Elektrodialyse an bipolaren Membranen in die Prozess-Chemikalien Natronlauge und Schwefelsaeure zu zerlegen und diese in den Wolfram-Chemie-Prozess zu recyclisieren.

Pore network modeling of fluid transport in loop heat pipe

Das Projekt "Pore network modeling of fluid transport in loop heat pipe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Evaporation at a hot-spot and condensation at a cold-spot can transport heat with a higher effective thermal conductivity than that of any existing material. This principle in used in so-called heat pipes. Here, a specific type of heat-pipe evaporator is considered, which involves evaporation out of a wet porous wick in contact with a hot fin into vapor transportation grooves. Pore network models are used for simulating transport phenomena and liquid distribution in the wick, aiming at the identification of optimal operating conditions and wick structures.

Feste Wärmequellen im Grundwasser - F & E SERDP - USA

Das Projekt "Feste Wärmequellen im Grundwasser - F & E SERDP - USA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Aufbauend auf den Erkenntnissen im F&E Projekt THERIS und dem erfolgreichen Einsatz dieses thermischen In-situ-Sanierungsverfahrens in der Praxis bei der Sanierung der ungesättigten Bodenzone, wurden durch das SERDP-Projekt die Grundlagen geschaffen für den Einsatz Fester Wärmequellen (elektrisch betrieben Heizelemente) zur thermischen Sanierung der gesättigten Bodenzone (Grundwasserleiter). Hierzu wurden Experimente auf kleiner und technischer Skala (u.a. Küvetten- und Großbehälterexperimente) aber auch begleitende numerischer Simulationen (durch den Projektpartner aus USA) durchgeführt, die u.a. zu einem guten Verständnis der Prozesse führten. Für die Untersuchungen im Technikumsmaßstab wurden zwei VEGAS-Großbehälter in Anlehnung an frühere Untersuchungen (THERIS) mit einer ungesättigten und gesättigten Bodenzone aufgebaut. Der Aufbau realisierte einen zweischichtigen, gespannten, mitteldurch-lässigen Aquifer (kf 10-6 bis 10-5 m/s), der von einer gut durchlässigen ungesättigten Zone überlagert wurde. Für die Sanierungsuntersuchungen wurden definierte Schadstoffquellen von Tetrachlorethen (PCE) eingebracht. Durch die Untersuchungen wurden die Sanierungsrandbedingungen und -möglichkeiten quantifiziert. Es wurde gezeigt, dass mit festen Wärmequellen eine gesättigte, gering durchlässige Schicht (Aquitard) effizient gereinigt werden kann, wenn der infolge der Erwärmung in situ erzeugte Dampfraum so gestaltet wird, dass der Schadstoffherd von außen nach innen aufgeheizt wird und dieser Bereich von der Bodenluftabsaugung erfasst wird. Zudem sollte ein besonderes Augenmerk auf eine angemessen hohe Energiedichte, z.B. mind. 8 kW je m3 behandelten Bodens gelegt werden. Je zügiger die Erwärmung erfolgt, umso gesicherter erfolgt der gasförmige Schadstofftransport. Befindet sich der Schadensherd allerdings vor der Dampffront, kann es zu einer unerwünschten Verfrachtung der auskondensierenden, flüssigen Schadstoffe durch die Kumulation des kondensierten Schadstoffs an der Dampffront kommen. Die organische Phase wird dann von der Dampffront verdrängt, anstatt den Schadstoff zu verdampfen. Über die Bodenluftabsaugung kann dann nicht mehr zwangsläufig eine effiziente Reinigung gewährleistet werden. Allerdings wurde dieser Effekt unter den Randbedingungen im technischen Maßstab nur in geringem Maße beobachtet. Bei Feldanwendungen ist zudem zu beachten, dass der thermisch zu sanierende Bereich deutlich größer ist und Effekte am Rand des Sanierungsbereichs daher einen geringeren Einfluss auf den gesamten Sanierungserfolg haben. Wichtig sind daher die Planung der Randlage der Heizelemente und die zügige Erwärmung des Bereichs außerhalb der eigentlichen Schadensquelle. Insgesamt zeigten die Untersuchungen, dass ein Einsatz fester Wärmequellen zur Quellensanierung in der gesättigten Zone vielversprechend sein kann.

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