Das Projekt "Vorhaben 2.3.4.A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik durchgeführt. Die TU Darmstadt entwickelt ein Laser-Hygrometer auf Basis der Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (direkt-TDLAS) zur Zwei-Linien-Thermometrie an Hochdruck-Brennkammern. In einem zweiten Schritt wird planare laserinduzierte Fluoreszenz am OH-Radikal zur zeitlich hochaufgelösten Diagnostik in der Hauptreaktionszone einer Gasturbinenbrennkammer angewendet. Zunächst wird eine Selektion geeigneter Absorptionslinien und die Neubestimmung deren spektroskopischer Liniendaten durchgeführt. An die Charakterisierung der Laser schließt sich die Konzeption des Spektrometers und die Erprobung an einem Modellbrenner der RSM-Hochdruckkammer an. Schließlich wird das Spektrometer zur Gastemperaturmessung an der Versuchsbrennkammer HBK2(DLR Köln) eingesetzt. Des Weiteren wird die Eignung der Nutzung des an den Brennkammerwänden entstehenden Streulichts untersucht. Im Bereich der Highspeed - OH- PLIF wird die Einkopplung der UV-Laserstrahlung in die Brennkammer realisiert. Darauffolgend erfolgt die PLIF Messung am SCARLET Rig (HBK3) an der DLR Köln.
Das Projekt "Teilprojekt CX" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Das wissenschaftliche Ziel des Verbundprojektes ist es, ein Verständnis des Langzeitverhaltens von Radionukliden in keramischen Endlagerungsmatrizes unter endlagerrelevanten Bedingungen abzuleiten. Innerhalb des Teilvorhabens C werden die am FZJ synthetisierten und mit Eu(III), Am(III) oder Cm(III) dotierten Phosphate am KIT-INE mit Hilfe der TRLFS untersucht. Es werden jeweils Excitation- und Emissionsspektren aufgenommen werden. Ferner wird die Detektion der Emissionslebensdauern die Möglichkeit eröffnen, Aussagen zur Hydratisierung des Lanthanid- bzw. Actinidions zu machen. Dadurch kann zwischen Sorption und Einbau unterschieden werden. Dabei soll der Einfluss der Kristallinität auf die Nahordnung des eingebauten Lanthanids oder Actinids betrachtet werden, um aus den Unterschieden Aussagen zur besseren oder schlechteren Auslaugung der Radionuklide treffen zu können. Ferner wird die Veränderung der Punktsymmetrie der inkorporierten dreiwertigen Ionen mit dem Dotierungsgrad spektroskopisch analysiert werden. Dies wird die Möglichkeit eröffnen, Aussagen zur maximalen Beladung der Keramiken mit Fremdionen zu machen. Ferner werden die in Jülich synthetisierten, dotierten Einkristalle an der Beamline in Argonne untersucht. Mit diesen Röntgenreflektometriemessungen wird die Struktur der Oberfläche der Kristalle bestimmt. Dadurch sollte es möglich sein, Strukturinformationen zu den in die ersten Lagen des Kristalls eingebauten Fremdionen zu erhalten.
Das Projekt "Development of an automatic system for controlling the process of metal recovery from slags" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Cytec Datensysteme GmbH durchgeführt. Objective: The objective is better recovery of nickel from slags through better process control in order to raise productivity and save energy in ferronickel production. General Information: An automatic process control system will be developed for the recovery of mechanical nickel losses in slag arising from the production of ferronickel in the electric reduction furnace of LARCO at the Larymna plant. Methodological development will help applicability to other comparable processes. The project will be in the following stages. Construction and setup of a dedicated induction furnace with a graphite susceptor and a refractory crucible and with the possibilities of temperature control and gas injection from the top or from the side of the crucible. The development of a laser based system for assessing and monitoring the metal content of the slag is proposed. The proposed system, laser induced breakdown spectroscopy (LIBS), will speed up the analysis of the recovery of metal, provide more efficient process control and enable further optimization. The basic steps in LIBS are: atomization of the sample; excitation of the resulting atoms; and detection of the emitted radiation from the atoms. Both atomization and excitation can be achieved by focusing a neodymium, yttrium aluminium garnet(YAG) laser on the molten slag free surface, resulting in the creation of a microplasma. The emitted radiation will be spectrally resolved by means of a monochromator coupled with an optical multichannel analyzer (OMA III). The work parts to be done are: preliminary measurements on solid slag containing nickel and ferronickel in order to be used as reference standards; online monitoring with data acquisition and sensor system integration for the actual molten systems; testing and validation; and metallurgical support during the experiments. The control system stage will involve: metal concentration values given by the LIBS system modelled to obtain the actual metal content in the slag; thermal control linked with the process computer; control of the gas (or gas mixtures) flow rates to be injected into the slag melt linked with the process computer. The information processing stage will involve: observed values continuously stored in an appropriate database in order to be compared to the simulated values; special, easy to solve, mathematical model of ordinary differential equations developed to simulate the recovery process; and a simulation programme developed in advanced continuous simulation language (ACSL) to allow online simulation. The final stage is system integration. Achievements: Research was carried out in order to develop an automatic process control system for the recovery of metal from slags and therefore contribute with better process control to better recovery of the mechanical metal losses from the ERF slags in the ferronickel production. The combination of metallurgical experiments with the high technology of laser based analysis was the first ...
Das Projekt "Teilprojekt: Einschreiben von Faser Bragg Gittern in Fluoride-Fasern zur Verwendung in Laserspektrometern zum Nachweis von grünem Kohlenstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von engionic Femto Gratings GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes GreenSense ist die Entwicklung eines MIR Laserspektrometers basierend auf Faserlasern zur Unterscheidung von fossilem und regenerativem Kohlenstoff in synthetischen Kraftstoffen mittels Isotopenanalyse. Im Teilprojekt der engionic Femto Gratings sollen Faser Bragg Gitter (FBG) in aktive bzw. lichtverstärkende Fluorid-Lichtleiter eingeschrieben werden, um den Aufbau eines Faserlasers im Spektralbereich von 2,7 µm zu ermöglichen. Mit diesem von den Projektpartnern zu entwickelndem Laser soll die Analyse der Kohlenstoffisotope erfolgen. Die FBGs dienen dabei als Resonatorspiegel für die Faserlaser. Das Einschreiben wird dabei mit dem sogenannten femtosekunden Punkt-zu-Punkt Verfahren mittels eines Lasers durchgeführt werden. Diese Technologie ermöglicht es, im Vergleich zu anderen Verfahren, die FBGs in verschiedenste Materialien und über einen sehr weiten Parameterraum einzuschreiben. Im Projekt sollen die Verfahren und Parameter, die zum Einschreiben in die aktiven Fluoride-Fasern benötigt werden, erarbeitet werden. Die Herausforderungen liegen dabei, neben dem neuartigen Einschreiben in die Fluoride-Faser, darin eine hohe Reflektivität und Wellenlängengenauigkeit der FBGs für den Einsatz als Laserresonator zu erreichen. Die Entwicklung erfolgt in einem Mehrstufigen und iterativen Prozess in enger Zusammenarbeit mit den Partnern PM² Photonics und NLIR aus Dänemark.
Das Projekt "Abiotische N2O-Bildungsprozesse in der Troposphaere: Photochemische In-Situ-Bildung von N2O in der Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 8 Chemie, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Nitrous oxide is of global interest, because it is not only one of the dominant source gases of ozone-destroying odd nitrogen in the stratosphere, but it is also a greenhouse gas. However, the classical chemistry of N2O does not fully account for the total balance between the currently accepted sources, the observed trend and the stratospheric sinks. The reactions of electronically excited NO2 or NO3 with N2 are assumed to be an additional source of N2O in the atmosphere, since both radicals strongly absorb sun light in the visible spectral range. In the present work the formation of N2O in the reactive collisinal quenching of NO2 and NO3 by N2 will be investigated by use of the diode laser absorption technique.
Das Projekt "Ausbreitung von Aktiniden in der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Fachbereich Chemie und Pharmazie, Institut für Kernchemie durchgeführt. Es sollen die Messungen verzoegerter Neutronen, die Alpha-Spektrometrie, die Spaltspurenbestimmung, die Laserspektroskopie und die Massenspektrometrie daraufhin untersucht werden, ob sie zur schnellen Routineanalyse fuer Aktiniden im FCI - Bereich geeignet sind.
Das Projekt "Teilprojekt D: TDLAS basiertes in-situ Hygrometer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik durchgeführt. Die TU Darmstadt entwickelt ein Laser-Hygrometer auf Basis der Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (direkt-TDLAS) zur Untersuchung von Containmentphänomenen im Verlauf schwerer LWR-Störfälle. Die vorgesehenen Arbeiten zielen auf die Adaption der direkten direkt-TDLAS für die absolute Quantifizierung gasförmigen Wassers in einem gemischtphasigen System bei Koexistenz gasförmigen und flüssigen Wassers. In der Konzeptphase wird die Selektion geeigneter Absorptionslinien durch Datenbank- und Literaturrecherche durchgeführt. Nach der Auswahl schließt sich die Verifizierung und evtl. eine Neubestimmung der spektroskopischen Liniendaten an, die die Beschaffung geeigneter Laser ermöglicht. Die anschließende Lasercharakterisierung und die parallel durchzuführenden Design- und Konstruktionsarbeiten wird die Spektrometerkonzeption abschließen. Die Kernkomponenten des Spektrometers werden in einer kontrollierten Laborumgebung aufgebaut, optimiert und charakterisiert. Der Bau des Sensorkopfes, die Anbindung an die Faserstrecke und die Integration der Spektrometerkomponenten in den Sensorkopf erfolgt im Anschluss an die Spektrometercharakterisierung. Daraufhin werden alle Komponenten und das Gesamtsystem getestet, optimiert und für den Einsatz in den großtechnischen Versuchsanlagen vorbereitet. Es werden Messungen an den Großanlagen über Zeiträume von Tagen bis wenige Wochen Länge durchgeführt und die Ergebnisse mit den anderen im Verbund beantragten Messmethoden verglichen.
Das Projekt "Symposium ueber Spurengasanalyse mit abstimmbaren Diodenlasern '3rd international Symposium on Monitoring of gaseous Pollutants by tuneable Lasers' 17.-18.10.1991 in Freiburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik durchgeführt. Das Fraunhofer-Inst. fuer physikalische Messtechnik (IPM) plant nach zwei 1986 und 1988 erfolgreich durchgefuehrten Vorgaengertagungen das '3rd International Symposium on Monitoring of gaseous Pollutants by tunable diode Lasers' vom 17. - 18.10.1991 im IPM mit etwa 100 Wissenschaftlern und Anwendern aus den Bereichen Umweltanalytik und Laserspektroskopie. Durch angemeldete und eingeladene Vortraege, die fuer ein Konferenzband gesammelt werden, soll der internationale Stand der Diodenlasermesstechnik in Bezug auf atmosphaerische Spurengasmessung, Analyse von Schadstoffemissionen, Fortschritt bei Techniken und Komponenten und spezielle Anwendungen dargestellt und diskutiert werden. Einen Schwerpunkt wird hierbei die Umsetzung von Ergebnissen des Eurotrac-Unterprojektes JETDLAG in umweltanalytische Anwendungen bilden. Nach den Erfahrungen mit den bisherigen zwei Symposien gibt es weltweit keine Tagungen mit vergleichbar intensivem Erfahrungsaustausch.
Das Projekt "Teilprojekt: Abstammung von forearc Basalten und Boniniten: Herkunft und Entwicklung der Magmen im Rahmen der beginnenden Subduktion, Izu-Bonin Mariana arc" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Mineralogie durchgeführt. IODP Expedition 352 wurde im Jahr 2014 entlang des Izu-Bonin-Mariana (IBM) Inselbogen durchgeführt. Die gewonnenen Proben bietet die einmalige Gelegenheit die geologischen Prozesse während einsetzender Subduktion und die anschließende Entwicklung zu einem Inselbogen nachzuvollziehen. Während der Expedition wurden sowohl forearc Basalte (FAB) als auch Boninte gesammelt. Der geochemische Übergang zwischen beiden Gesteinen wird interpretiert als Ergebnis der Änderung in den Schmelzbedingungen im Mantel: Schmelzen durch Druckentlastung für FABs; Schmelzprozessen bedingt durch Fluide für Boninite. Weiterhin ist zu erwarten, dass sich die Redoxbedingungen im Mantel in den ersten Phasen der Subduktion stark verändern. Im Fokus dieser Studie steht die geochemische Entwicklung der Magmen mit fortschreitender Subduktion. Nach einer detaillierten petrographischen Untersuchung an 4 Bohrkernen sollen folgende Fragestellungen bearbeitet werden: (1) Bei welchen Bedingungen bilden sich die primären Schmelzen der FAB und der Boninite, (2) was sind die Bedingungen im Magmareservoir (Tiefe, fO2, volatile Elemente) und die Differenzierungsbedingungen beim Übergang von FAB zu Boninite und (3) wie wirken sich Änderungen der Schmelzbedingungen im Mantel (im speziellen fO2, volatile und Aufschmelzgrade) auf das Verhalten von redox-sensitiven siderophilen (z.B. Au, Ag) und chalkophilen (z. B. Cu, Zn) Elementen aus? Verschiedene experimentelle und analytische Methoden sollen eingesetzt werden: Hochdruckexperimente werden durchgeführt um die Bildung und Differenzierung der Izu-Bonin-Mariana FAB und Boniniten zu verstehen. Die geochemischen Zusammensetzungen der Gesteine (insb. Gläser) werden mit der Elektronenstrahl Mikrosoden (Hauptelemente), mit Fourier Transmission Infrarot Spektroskopie (Wasser in Gläser) und Laser Ablation ICP-MS (Spurenelemente) untersucht. Zusätzlich sollen thermodynamische Modelle (liquid lines of descent) zur Entwicklung der Magmen erstellt werden. Die Ergebnisse dieser Studie sind von Bedeutung, um die geochemischen Schlüsselmerkmale, die charakteristisch für die Entwicklung von Magmen während einer einsetzenden Subduktion sind, auszuarbeiten. Zu diesen Gesteinen zählen zum Beispiel auch Supra-Subduktionszonen (SSZ) Ophiolite.
Das Projekt "Bildung und Reduktion von Stickoxiden in Verbrennungsprozessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Physikalisch-Chemisches Institut durchgeführt. Fuer die Entfernung von SO2 aus Rauchgasen gibt es verschiedene Verfahren, fuer die ausreichende Betriebserfahrungen vorliegen. Dies gilt nicht fuer NOx. Daher werden zur Zeit verschiedene Verfahren diskutiert, die eine Umwandlung von NOx in wieder verwendbare Produkte (zB Duengemittel) oder unschaedliche Verbindungen (zB N2 und N2O) ermoeglichen. In diesem Zusammenhang wird vorwiegend der Einsatz katalytischer Verfahren erwogen. Eine Reduktion des NOx zu N2 und H2O gelingt in der Gasphase durch Zusatz von zB NH3 in die heissen Rauchgase in einem speziellen Temperaturbereich, der ua von der Zusammensetzung der Rauchgase abhaengt. Diese Methode wird seit einiger Zeit in Kraftwerken in Japan und den USA nach dem 'DeNOx-Verfahren' der Fa Exxon praktiziert. Das notwendige know-how zur Anwendung dieses Verfahrens ist jedoch nicht allgemein zugaenglich. Ausserdem sind die Anlagen ungeregelt betrieben, dh es wird an geeigneten Stellen im Kessel eine konstante Menge NH3 eingeduest. Es ist keine Einrichtung vorhanden, die regelt, wo, wann und wieviel NH3 in Abhaengigkeit von der Last und der Brennstoffzusammensetzung zugegeben wird. Eine derartige Regelung waere fuer ein sicheres und kostenguenstiges Betriebsverhalten der Anlage jedoch sehr wuenschenswert. Deshalb soll in diesem Forschungsvorhaben ein Verfahren zur homogenen NOx-Reduktion in Abgasen mit Hilfe von NH3 oder anderen geeigneten Zusaetzen entwickelt werden, wobei Betriebssicherheit und Anpassungsfaehigkeit an wechselnde Betriebsbedingungen besonders beachtet werden.
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| Bund | 137 |
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