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Redoxprozesse in Nebel- und Wolkenwasser

Das Projekt "Redoxprozesse in Nebel- und Wolkenwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt, Zentrum für Umweltforschung durchgeführt. Untersuchung der Entstehungsmechanismen sowie der oxidativen Wirkung von Oxidantien in Nebel- und Wolkenwasser. Fuer die zunaechst angestrebte phaenomenologische Untersuchung der Verteilung von H2O2 in Nebel- und Wolkentropfen und in der sie tragenden Atmosphaere werden Feldmessungen an Bodenstationen und bei Flugzeugaufstiegen durchgefuehrt. Dabei kommt eine selbstentwickelte Analysenmethode fuer atmosphaerisches H2O2 zum Einsatz. Ausserdem stehen Geraete zum Sammeln von fluessigem und eisfoermigen Nebel- und Wolkenwasser, sowie ein Messflugzeug zur Verfuegung. In Laborversuchen soll ausserdem in einer Nebelkammer der Massentransport der Oxidantien zwischen der Gasphase und der fluessigen Phase studiert werden. Besondere Beachtung wird dabei der Frage geschenkt, ob die aus Laborversuchen bekannten Reaktions- und Gleichgewichtskonstanten auf atmosphaerische Mehrphasensysteme anwendbar sind, oder ob und unter welchen Bedingungen in diesen heterogenen Systemem Phasenuebergangs- oder Diffusionsprozesse geschwindigkeitsbestimmend werden.

Entwicklung und Erprobung eines optischen Messverfahrens zur Untersuchung transienter Reaktionen und Transportprozesse in Mehrphasensystemen

Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines optischen Messverfahrens zur Untersuchung transienter Reaktionen und Transportprozesse in Mehrphasensystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Automatisierungstechnik, Lehrstuhl für Laseranwendungstechnik durchgeführt. In diesem Projekt soll ein optisches Verfahren weiterentwickelt und erprobt werden, das es ermoeglicht, instationaere Transport- und Reaktionsprozesse in Mehrphasensystemen wie Sprays und Aerosolen zu untersuchen. Mit diesem Verfahren soll es moeglich sein, die Zusammensetzung der Gasphase bis in unmittelbare Naehe der Phasengrenze zu messen. Die chemische Zusammensetzung der (fluessigen) Partikelphase soll ebenso gemessen werden, wie die Groesse dieser Partikel. Spaeter soll das Verfahren zur Messung der Gas- und Partikeltemperatur ausgebaut werden. Zum Einsatz kommt die Analyse der Raman-Streuung an Gas- und Partikelphase sowie die Analyse der elastischen Lichtstreuung an den Partikeln. Die Methode soll an dem System Acetylen - Aceton getestet werden. Die Tropfen werden dabei jeweils ploetzlich einer Umgebung ausgesetzt, deren Zusammensetzung weit von den Gleichgewichtswerten der Tropfen entfernt liegt. Zum Beispiel wird ein mit Acetylen gesaettigter Acetontropfen in einer Acetylen-freie Atmosphaere injiziert. Am Beispiel des Wassers sowie des Systems Wasser - Sulfat soll gezeigt werden, dass auch Phasenwechsel in den Tropfen beobachtbar sind.

Parameteridentifikation in Mehrphasensystemen

Das Projekt "Parameteridentifikation in Mehrphasensystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Die Verteilung von chlorierten Kohlenwasserstoffen (CKW) im Boden ist sehr vom Aufbau des Untergrundes, das heisst von dessen Heterogenitaet, abhaengig. Zur Beschreibung des CKW-Stroemungsverhaltens im Boden werden konstitutive Beziehungen verwendet, die urspruenglich fuer Luft-Wasser, bzw. Oel-Wasser-Systeme hergeleitet wurden. Die Anwendung dieser Beziehungen auf CKW-Wasser-Systeme wurde bisher nicht nachgewiesen. In einem speziell gebauten zweidimensionalen Versuchsstand sollen alle massgeblichen Parameter (CKW- und Wasserdruck, Saettigungsverteilung) zur Beschreibung der CKW-Saettigung in Boeden waehrend statischer CKW-Verteilung und waehrend des dynamischen Infiltrationsvorganges gemessen werden. Dabei soll besonders der Einfluss von Heterogenitaeten auf das Stroemungsverhalten von CKW im Boden untersucht werden. Die zwei meistgenutzten Parametrisierungsansaetze zur Beschreibung von Stroemungsvorgaengen von CKW im Boden (Burdine - Brooks-Corey Modell, Mualem - van Genuchten Modell) sollen verglichen und ihre Anwendbarkeit auf CKW-Wasser-Systeme soll eruiert werden. Das numerische Mehrphasenmodell MUFTE soll mit den ermittelten Daten validiert, und bei Bedarf soll der Code an die in den Untersuchungen gefundene Ergebnisse angepasst werden.

Kapillaritaet im Mehrphasensystemen

Das Projekt "Kapillaritaet im Mehrphasensystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut und Versuchsanstalt für Geotechnik durchgeführt. Die Ausbreitungs- und Abschoepfvorgaenge in einer poroesen Matrix sind direkt von den Kapillar- und Saettigungseigenschaften der Matrix abhaengig. Es soll der Einfluss der Kapillar- und Saettigungseigenschaften auf die Durchlaessigkeiten im 3-Fluide-System Luft, Wasser und Oel, - Oel als anthropogener organischer Schadstoff - untersucht werden. Hierauf aufbauend werden Modellversuche zum Einfluss der Kapillaritaet auf das Ausbreitungs- und Abschoepfverhalten bei einem Oelschadensfall durchgefuehrt. Von besonderem Interesse sind hierbei die unterschiedlichen Kapillareigenschaften im Boden im Vergleich zu den Kapillareigenschaften in Beobachtungspegeln und Sanierungsbrunnen. Die Ergebnisse dieser Versuche ergeben die Grundlage fuer die physikalisch-mathematische Formulierung der Ausbreitungsvorgaenge. Die Ergebnisse sollen in ein Berechnungsmodell uebertragen und durch Beispielberechnungen an aktuellen Schadensfaellen ueberprueft werden. Die bei den Grundsatzuntersuchungen gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage fuer ein effektives Qualitaetssicherungssystem und fuer die Kontrolle des Sanierungserfolgs bei Umweltschadensfaellen mit Oelprodukten. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass fuer eine kosten- und ressourcensparende, somit umweltgerechte Sanierung die Kenntnis der Phasenverteilung im Untergrund sowie die Bestimmung der Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Phasen und der Bodenmatrix unabdingbar ist.

Teilprojekt: Auswirkungen von Lösungs- und Entgasungsvorgängen auf Multiphasenfördersysteme

Das Projekt "Teilprojekt: Auswirkungen von Lösungs- und Entgasungsvorgängen auf Multiphasenfördersysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Mehrphasenprozesse durchgeführt. Ziel des Projektes ist den Einfluss auf das Förderverhalten einer Mehrphasen-Pumpe zu untersuchen, welcher von der Gestaltung und dem Betriebsbereich des angeschlossenen komplexen Systems von der Lagerstätte bis hin zu nachgeschalteten Anlagen abhängt. Die Untersuchungen erfolgen unter besonderer Berücksichtigung von Entlösungs- und Lösungsvorgängen im Zu- und Ablauf der Mehrphasen-Pumpe. Als Flüssigkeiten und Gase werden in den Experimenten zunächst Öl und Kohlendioxid eingesetzt. hierzu ist eine Anlage im halbtechnischen Maßstab zu erstellen, in der das Gas im Öl gelöst wird und anschließend beide Fluide als Gemisch mit Hilfe einer Mehrphasenpumpe gefördert werden, um ihr Strömungs- und Trennverhalten im angeschlossenen Rohrleitungsnetzwerk zu untersuchen. Folgende Schritte werden hierfür durchgeführt: Konstruktion und Aufbau des geplanten und dazu notwendigen Rohrnetzes, Bau und Inbetriebnahme geeigneter Messtechniken und experimentelle Untersuchung zum mehrphasigen Transport vom Innern der Lagerstätte über die Pumpe und das angeschlossene Rohrnetzwerk. Weiterhin ist vorgesehen im Gemisch als dritte Phase wässrige Salzlösungen zu fördern. Diese sollen an der Pumpendruckseite abgetrennt werden, um sie anschließend einer Entsorgung zuzuführen. Durch die grundlegenden Arbeiten werden neue Erkenntnisse gewonnen, die im Bereich der Erdöl- und Erdgasförderung als weitere Basis für neue technische Entwicklungen der Mehrphasentechnologie dienen können.

Schaumzerstoerung

Das Projekt "Schaumzerstoerung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Fachbereich 10 Maschinentechnik, Fachgruppe Verfahrenstechnik, Institut für Energie- und Verfahrenstechnik, Fachgebiet Mechanische Verfahrenstechnik und Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. In der Prozesstechnik treten haeufig unerwuenschte Schaeume auf. Zu deren Zerstoerung werden mechanische, thermische oder chemische Verfahren eingesetzt. Chemische oder thermische Verfahren sind sehr wirkungsvoll, aber aus Gruenden der Kontamination, des Energieverbrauches oder des Umweltschutzes haeufig nicht einsetzbar. Die mechanische Schaumzerstoerung hat daher in der Praxis eine breite Anwendung gefunden. Die genauen Zerstoerungsmechanismen, die mechanische Schaumzerstoerer verursachen, sind bislang nur unzureichend erforscht. Somit ist eine systematische Auslegung der Apparate nicht moeglich. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, transiente Vorgaenge von Fluessigkeitsfilmen quanitativ zu beschreiben, die mechanische Schaumzerstoerer hervorrufen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen auf das Zerstoerungsverfahren 'Beregnen mit arteigener Fluessigkeit' uebertragen werden.

Kontinuierliche Verfahren zur Herstellung chiraler Amine und Alkohole im Mehrphasensystem aus ionischen Flüssigkeiten und überkritischem Kohlendioxid

Das Projekt "Kontinuierliche Verfahren zur Herstellung chiraler Amine und Alkohole im Mehrphasensystem aus ionischen Flüssigkeiten und überkritischem Kohlendioxid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH durchgeführt. Konkretes Ziel der Forschungsarbeiten des Gesamtvorhabens ist die Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung chiraler Amine und Alkohole. Ziele dieses Teilprojektes sind insbesondere (i) Festlegung der technischen Anforderungen an die zu konzipierenden Apparate, (ii) Konstruktion, Fertigung und Bereitstellung von Apparaten, mit denen eine Erprobung bzw. Potentialabschätzung der zu entwickelnden Verfahren bei den Verbundpartnern ermöglicht wird, (iii) Erstellung von Konzepten zur Implementierung von analytischen Hilfsmitteln in Mikroreaktortechnologie (iV) Begleitung der Versuche mit den Apparaten, ggf. technische Modifikation, (v) Evaluierung von Marktchancen der zu entwickelnden Technologie durch Kontaktpflege im Kundenkreis. Zunächst werden die Anforderungen an die zu konzipierenden Apparate festgelegt und anschließend nach dem neuesten Stand der Technik entsprechende Konstruktionsarbeiten durchgeführt. Die Fertigung erfolgt mit modernen Fertigungsdienstleistern von EMB. Die Apparate stellen die Grundlage für eine spätere Produktentwicklung dar, die über das Kundennetzwerk von EMB vermarktet werden können.

Teilvorhaben: Reaktionstechnik für in Wasser dispergierte Komplexkatalysoren

Das Projekt "Teilvorhaben: Reaktionstechnik für in Wasser dispergierte Komplexkatalysoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Biotechnologie 1 durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist die reaktionstechnische Optimierung der von den beiden anderen Arbeitsgruppen entwickelten Katalysatorsystemen. Insbesondere soll die Abtrennung der geloesten oder dispergierten Homogenkatalysatoren mit Membranverfahren (Ultrafiltration, Nanofiltration) in vorzugsweise kontinuierlichen Prozessen verwirklicht werden, um so die maximale Zyklenzahl der Katalysatoren zu erhoehen. Eine kontinuierliche Prozessfuehrung gestattet ein schnelles und effektives Katalysatorscreening, da in einem Fliessgleichgewicht unter definierten Bedingungen (zeitlich invariante Konzentrationen im steady/state) besonders gut die Abhaengigkeit von Umsatz und Selektivitaet von der Katalysator- und Reaktandenkonzentration untersucht werden kann.

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