Das Projekt "Molten Aluminium Purification - purification by formation and removal of inter-metallics (MAP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut und Lehrstuhl für metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling durchgeführt. Aluminium is the second most used material world-wide. The European aluminium industry has managed to grow with industries like automotive, aerospace and packaging. Aluminium also has a strong position within the building industry in windows, doors, facades and bathrooms, as well as a range of other daily life products. It is not feasible to increase the production of primary metal to meet the annual increased need of 5 percent for aluminium in Europe. Current EU countries produce approximately 5.7m tonnes pa of aluminium, employing about 200,000 people related to 31 primary aluminium smelters, 200 secondary plants, 2500 foundaries, 60 rolling mills, 200 extrusion plants and 85 foil mills plus converters. This production results in large amounts of run-around scrap, production scrap and consumer scrap. Together with primary aluminium, this run-around scrap forms the raw material input to the casthouse. However, the casthouse is producing high added value products with increasingly stringent demands on product specifications. Hence it becomes more and more difficult to match input and output qualities. This project will be, if successful, a breakthrough in the treatment of molten aluminium arising from scrap routes. Where currently less efficient and costly techniques such as sweetening by primary aluminium are used, MAP will provide the control of the concentration of single and difficult to remove contaminants. Not only the basic technology elements such as thermodynamics, chemistry or material research are employed but also it will be brought to pilot-scale level. In view of the massive experimentation and complexity of research, this project can only be performed successfully in close collaboration between the major industrial players and research centres on a European level. Good housekeeping, logistics and advanced sorting technologies can only partially salve the problem. In many input materials the elemental contaminants, such as Fe, Si, Mn, etc are dissolved or appear in coatings; metals are tightly connected. No technology is available which separates the contaminants economically. Therefore, the final objective of this proposal is the development of an economic purification technology with the target of a lew cast, deeper 200 US dollar/ton purification of iron (Fe), silicon (Si) and manganese (Mn) from molten aluminium in the casthouse by in-line treatment. The project will have a direct and indirect impact on the environment, resources and on overall energy consumption in support of EU policies. As re-melting of aluminium scrap consumes only about 5 percent of the energy which is necessary to produce primary metal, the increase of scrap intake from 30 percent to 45 percent will result in substantial energy savings. ... Prime Contractor: Remi Claeys Aluminium N.V., Lichterfelde, Belgium.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung der Hauptkomponenten für ein neuartiges supraleitendes Hochstromsystem mit einem Nennstrom von 200.000 A DC mit modularem Aufbau, mit YBCO-Supraleitern, die mit unterkühltem Stickstoff bei 70K betrieben werden." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Vision Electric Super Conductors GmbH durchgeführt. Mit den in den Vorgängerprojekten gewonnenen Erkenntnissen und Erfahrungen soll die Weiterentwicklung auf 200.000 A DC erfolgen. Hierzu sind insbesondere die folgenden Komponenten zu entwickeln und in einem Versuchsaufbau die Funktionstüchtigkeit nachzuweisen: - modular aufgebaute Stromzuführung mit 200.000 A - Stromschienensystem, bestehend aus Stromschienenelemente mit einer modularen Leiterstruktur - Kupplungen zwischen Stromzuführung und dem Schienensystem Weiter müssen auch die Nebenaggregate und Systeme des LN2-Kältekreises ebenso wie Messtechnik und Sicherheitsbetrachtungen in das Systemdesign und die Konstruktion einbezogen werden. Die Entwicklungsarbeiten beinhalten - umfangreiche Berechnungen der Magnetfelder und Stromkräfte - Anordnung der HTS-Leiter und ein optimiertes Layout - Ermittlung der elektrischen, thermischen und konstruktiven Daten für alle Komponenten Alle Anlagenkomponenten werden in einem 3D-Modell zusammengeführt, so dass die Schnittstellen geometrisch überprüft werden können. Anschließend werden die notwendigen Dokumente für die Montage, Inbetriebsetzung und für den Versuchsbetrieb erstellt. Am industrienahen Betrieb des Versuchsaufbaus in der Aluminiumhütte in Voerde sollen die zuvor ermittelten Designanforderungen, die im Wesentlichen durch den assoziierten Partner Trimet definiert werden, überprüft und nachgewiesen werden. Da diese Entwicklung als reines F&E-Projekt ohne direkten Einsatz in Industrie konzipiert ist, werden nur die absolut notwendigen Komponenten im Versuchsaufbau eingesetzt. Über ein neues innovatives Konzept erzeugt der Projektpartner Messer die notwendige Betriebstemperatur von 70 K. Ein 200.000 A DC-Systems kann zukünftig die durch die Physik begrenzte Hochspannungs-Gleichstromübertragung ablösen. Die supraleitende Hochstrom-Gleichstromübertragung bietet das Potenzial für eine energieeffiziente, ökologische und ökonomische Energieübertragung im Gigawatt-Bereich mit gesellschaftlicher Akzeptanz.
Das Projekt "Teilvorhaben Supraleitendes Hochstromsystem für 200 kA DC Entwicklung der Hauptkomponenten für ein neuartiges supraleitendes Hochstromsystem mit einem Nennstrom von 200.000 A DC mit modularem Aufbau, mit YBCO-Supraleitern, die mit unterkühltem Stickstoff bei 70K betrieben werden." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MESSER Group GmbH durchgeführt. Mit den in den Vorgängerprojekten gewonnenen Erkenntnissen und Erfahrungen soll die Weiterentwicklung auf 200.000 A DC erfolgen. Hierzu sind insbesondere die folgenden Komponenten zu entwickeln und in einem Versuchsaufbau die Funktionstüchtigkeit nachzuweisen: - modular aufgebaute Stromzuführung mit 200.000 A - Stromschienensystem, bestehend aus Stromschienenelemente mit einer modularen Leiterstruktur - Kupplungen zwischen Stromzuführung und dem Schienensystem Weiter müssen auch die Nebenaggregate und Systeme des LN2-Kältekreises ebenso wie Messtechnik und Sicherheitsbetrachtungen in das Systemdesign und die Konstruktion einbezogen werden. Die Entwicklungsarbeiten beinhalten - umfangreiche Berechnungen der Magnetfelder und Stromkräfte - Anordnung der HTS-Leiter und ein optimiertes Layout - Ermittlung der elektrischen, thermischen und konstruktiven Daten für alle Komponenten Alle Anlagenkomponenten werden in einem 3D-Modell zusammengeführt, so dass die Schnittstellen geometrisch überprüft werden können. Anschließend werden die notwendigen Dokumente für die Montage, Inbetriebsetzung und für den Versuchsbetrieb erstellt. Am industrienahen Betrieb des Versuchsaufbaus in der Aluminiumhütte in Voerde sollen die zuvor ermittelten Designanforderungen, die im Wesentlichen durch den assoziierten Partner Trimet definiert werden, überprüft und nachgewiesen werden. Da diese Entwicklung als reines F&E-Projekt ohne direkten Einsatz in Industrie konzipiert ist, werden nur die absolut notwendigen Komponenten im Versuchsaufbau eingesetzt. Über ein neues innovatives Konzept erzeugt der Projektpartner Messer die notwendige Betriebstemperatur von 70 K. Ein 200.000 A DC-Systems kann zukünftig die durch die Physik begrenzte Hochspannungs-Gleichstromübertragung ablösen. Die supraleitende Hochstrom-Gleichstromübertragung bietet das Potenzial für eine energieeffiziente, ökologische und ökonomische Energieübertragung im Gigawatt-Bereich mit gesellschaftlicher Akzeptanz.
Das Projekt "Nutzung der Abwaerme eines Aluminiumwalzwerkes zur Fernwaermeversorgung eines Neubaugebietes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Neuss Energie und Wasser durchgeführt. Die Stadt Neuss mit zur Zeit ca. 150.000 Einwohnern plant eine landesweit zur Zeit groesste Stadtentwicklungsmassnahme mit dem Neubaugebiet Allerheiligen. Hier soll in den naechsten Jahren Wohnraum fuer ca. 6.500 Menschen sowie ein kleineres Gewerbegebiet entstehen. Dazu wird ein Energieversorgungskonzept mit der geringsten CO2-Emission und zu Preisen fuer den Endverbraucher, die die bei dezentraler Erdgasversorgung durch konventionelle Waermeerzeuger nicht uebersteigen, geplant. Mit dem Vorhaben soll industrielle Ueberschusswaerme aus den Abgasanlagen der von der Alunorf GmbH betriebenen Aluminium-Schmelzoefen fuer die Fernwaermeversorgung des Neubaugebietes genutzt werden. Damit sollen jaehrlich ca. 7.400 t CO2-Emissionen vermieden werden. Die industrielle Ueberschusswaerme aus 3 neu zu errichtenden Abgasreinigungsanlagen im Aluminiumwerk wird in Thermooelkreislaeufe zu 3 Thermooel-/Heisswasser-Waermetauschern abgefuehrt und in einer Heisswasser-Fernwaermeleitung ueber ca. 4 km dem geplanten Neubaugebiet sowie dem etwa 1 km vom Werk entfernten Gewerbegebiet zur Waermeversorgung zugefuehrt.
Das Projekt "Mobile trassenlose Wärmeversorgung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LaTherm GmbH durchgeführt. Die LaTherm GmbH plant, industrielle Abwärme, z.B. von Chemiewerken, Aluminiumhütten oder Müllverbrennungsanlagen, mittels eines Latentwärmespeichers an Wärmekunden weiterzugeben, die nicht an Infrastrukturen wie Nah- oder Fernwärmenetze angeschlossen sind. Latentwärmespeicher arbeiten üblicherweise stationär und mit Öl als Trägermedium. Bei dem neuen, patentierten Verfahren wird als Trägermedium statt dessen Wasser verwendet, mit dem die in Natriumacetat gespeicherte Wärme entnommen wird. Durch Unterbringung des Natriumacetats in einem transportablen Container wird die Anlage außerdem mobil. Die erstmalige Anwendung der neuartigen Wärmeversorgung wird gemeinsam mit den Kooperationspartnern Dortmunder Energie- und Wasserversorgung GmbH (DEW21) und Entsorgung Dortmund GmbH (EDG) erfolgen. Der mit Natriumacetat gefüllte Container nimmt dazu die Abwärme der lokalen Deponiegasanlage auf, speichert 60Prozent als latente Wärme in der Kristallstruktur des Trägermediums und 40Prozent als sensible (fühlbare) Wärme. Danach wird der Container per LKW zur Schwimmhalle am Schulzentrum in Dortmund-Brackel transportiert und die Wärme dort wieder abgegeben. Bisher verbrauchte das Schwimmbad jährlich 2.220 MWh Wärme, die aus Erdgas erzeugt wurde. Durch die Anwendung des neuen Verfahrens kann die Grundlast der Wärmeerzeugung in Höhe von 1.667 MWh Wärme durch die Abwärme aus der Deponiegasanlage gedeckt werden. Dadurch ergeben sich CO2-Emissionsminderungen von mehr als 90 Prozent. Jährlich können so 290 t CO2 eingespart werden. Der Verzicht auf das Trägermedium Öl erübrigt Auffangvorrichtungen (Bodenwannen) und verbessert darüber hinaus die problematische Abfallentsorgung. Das Speichermedium Natriumacetat kann nach seiner normativen Nutzungszeit von 15 Jahren gereinigt und erneut genutzt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut und Lehrstuhl für metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling durchgeführt. Entwicklung von Schmelzverfahren zur Rueckgewinnung von Aluminium aus schwer zu verarbeitenden sehr feinteiligen Vorstoffen (Kraetzestaeube, Al-Schleifstaeube, Al-Feinspaene) mit hohem Metallausbringen sowie Ueberpruefung der Uebertragbarkeit des Verfahrens auf Magnesiumvorstoffe. Die Untersuchungen zum Einschmelzen werden zunaechst im Labormassstab vorgenommen, wobei die Eingangsstoffe in ein fluessiges Salzbad eingeruehrt werden, die metallischen Anteile schmelzen auf und sinken infolge hoeherer Dichte zum Boden, waehrend die nichtmetallischen Anteile im Salz verbleiben, sie werden mit Hilfe einer Zentrifuge aus dem Salzbad entfernt und einer herkoemmlichen Salzschlackenaufbereitung zugefuehrt. Durch Variation der Versuchsparameter (Temperatur des Salzbades, Verhaeltnis Salzbadmenge/Charge, Ruehrbedingungen) wird eine Optimierung hinsichtlich Metallausbringen und Minimierung von Energie- und Salzverbrauch angestrebt. Konstruktion, Bau und Inbetriebnahme einer Pilot- und industriellen Anlage sowie Versuche in beiden Anlagen sind wesentlicher Bestandteil des Forschungsvorhabens. Das Verfahren soll im Erfolgsfall patentrechtlich geschuetzt werden und einschlaegigen Unternehmen zur Verfuegung stehen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Supraleitendes Hochstromsystem für 200 kA Gleichstrom (direct current-DC) Kurzstrecken-Übertragung. Hauptkomponentenentwicklung für ein neuartiges supraleitendes modular aufgebautes Hochstromsystem, mit der 2. Generation Hochtemperatur-Supraleitern (2G HTS) (70 K Betrieb)." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technische Physik durchgeführt. Mit den im Vorgängerprojekt '3S-SupraStromSchiene' gewonnenen Erkenntnissen und Erfahrungen soll die Weiterentwicklung zum supraleitenden Hochstromsystem für die Übertragung 200 kA Gleichstrom (DC) erfolgen. Hierzu sind mit KIT-Beteiligung insbesondere die folgenden Komponenten zu entwickeln und in einem Versuchsaufbau die Funktionstüchtigkeit nachzuweisen: - Stromschienensystem, bestehend aus Stromschienenelemente mit einer modularen Leiterstruktur - Kupplungen zwischen Stromzuführung und dem Schienensystem Die Entwicklungsarbeiten beinhalten - umfangreiche Berechnungen der Magnetfelder und Stromkräfte - Anordnung der HTS-Leiter und ein optimiertes Layout - Ermittlung der elektrischen, thermischen und konstruktiven Daten für alle Komponenten - Zwischenschritt mit einem Subscale Modell, um Simulationen, Materialauswahl, Kontakten/Kupplungen in der Schiene und zur Stromzuführung zu validieren Alle Anlagenkomponenten werden in einem 3D-Modell zusammengeführt, so dass die Schnittstellen geometrisch überprüft werden können. Weiter muss von KIT auch die Messtechnik für die Messungen am supraleitenden Modulen und Sicherheitsbetrachtungen in das Systemdesign und die Konstruktion einbezogen werden. Am industrienahen Betrieb des Versuchsaufbaus in der Aluminiumhütte in Voerde sollen die zuvor ermittelten Designanforderungen, die im Wesentlichen durch den assoziierten Partner Trimet definiert werden, überprüft und nachgewiesen werden. Da diese Entwicklung als reines F&E-Projekt ohne direkten Einsatz in Industrie konzipiert ist, werden nur die absolut notwendigen Komponenten im Versuchsaufbau eingesetzt. Ein 200 kA Gleichstrom-Systems kann zukünftig die durch die Physik begrenzte Hochspannungs-Gleichstromübertragung ablösen. Die supraleitende Hochstrom-Gleichstromübertragung bietet das Potenzial für eine energieeffiziente, ökologische und ökonomische Energieübertragung im Gigawatt-Bereich mit gesellschaftlicher Akzeptanz.
Das Projekt "Verbesserung der Emissionssituation durch den Einsatz eines neuen Trockenreinigungsverfahrens bei Aluminiumelektrolyseoefen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Vereinigte Aluminium-Werke, Werk Töging durchgeführt. Der Einsatz filternder Abscheider zur Reinigung von Abgasen aus Aluminiumelektrolyseoefen bringt Gefahren fuer die Reinheit des Produktes mit sich, da nicht nur Fluor und Aluminiumoxid, sondern auch unerwuenschte Verunreinigungen, wie FE, V, C etc. der Schmelze zugefuehrt werden. Aus diesem Grunde wurde durch ein vom BMI gefoerdertes Vorhaben in einer Pilotanlage der Nachweis erbracht, dass diese Nachteile durch geeigneten Einsatz von Elektrofiltern unter wirtschaftlich vertretbaren Bedingungen vermieden werden koennen. Die in der Pilotanlage nachgewiesene gute Abscheideleistung soll unter Beruecksichtigung einer weitergehenden Erfassung der Abgase auf eine grosstechnische Anlage uebertragen und optimiert werden, um die Voraussetzungen fuer einen Einsatz in der Aluminiumindustrie zu schaffen.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Praxiserprobung der neuen Bindersysteme in Pilotversuchen und Vorserieneinsatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Volkswagen AG durchgeführt. Giessformen und Kerne in Giessereien werden heute ueberwiegend aus kunstharzgebundenen Quarzsanden hergestellt. Beim Giessen und spaeteren Abkuehlen der Giessformen treten Verdampfungs-, Schwel- und Crackprodukte auf, die fuer Mitarbeiter und Nachbarschaft geruchsbelastend sind und die wesentlichen Geruchsemissionen aus Giessereien verursachen. Sowohl aus oekologischer wie auch oekonomischer Sicht ist es sinnvoll, geruchs- und emissionsarme Kernbindersysteme zu entwickeln, anstatt aufwendige Abluftreinigungsanlagen zu installieren. Die Entwicklung solch eines Kernbindersystems soll in einem Gemeinschaftsprojekt der Firmen Huettenes-Albertus GmbH, Volkswagen AG Giesserei Hannover und IfG - Institut fuer Giessereitechnik GmbH erfolgen. Die Geruchsproblematik gilt aber ebenso fuer die ueberwiegende Zahl der meist mittelstaendischen Giessereien, so dass dem Projekt ein branchenweiter Pilotcharakter zukommt. Das geplante Vorhaben gliedert sich in: - die Erarbeitung des internationalen Standes der Technik; - die Ermittlung der geruchsrelevanten Stoffe beim Abguss; - die Entwicklung eines geruchs- und emissionsarmen Bindersystems; - den Pilot- und Vorserieneinsatz zur Herstellung von Al-Zylinderkoepfen.
Das Projekt "Ressourcenorientierte Gesamtbetrachtung von Stoffstroemen metallischer Rohstoffe (Sonderforschungsbereich 525) Teilprojekt 4: Bereitstellung von Sekundaerrohstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Aufbereitung und Recycling fester Abfallstoffe durchgeführt. Der Lehrstuhl fuer Aufbereitung und Recycling fester Abfallstoffe vertritt im Sonderforschungsbereich 525 das Teilprojekt 4 'Bereitstellung von Sekundaerrohstoffen'. Insbesondere im Bereich des Metalls Aluminium stellen sekundaere Rohstoffe bereits seit langem eine wichtige Rohstoffquelle fuer die Metallhuetten dar. Diese Rohstoffquelle setzt sich zusammen aus Neuschrotten mit definierter Zusammensetzung, Altschrotten verschiedener Qualitaeten sowie sonstigen aluminiumhaltigen Reststoffen z B Kraetzen. Fuer einzelne dieser Stoffe haben sich bedingt durch die werkstofflichen Unterschiede eigenstaendige Recyclingkreislaeufe ausgebildet. Fuer verschiedene Produktgruppen sollen nun die Mechanismen und Auswirkungen einer weitgehend geschlossenen Kreislaufwirtschaft erfasst, beschrieben und in eine Systematik, die grundsaetzlich auf andere metallische Rohstoffe neben Aluminium uebertragbar sein soll, wird die Grundlage fuer eine Modellierung des Prozesskettengliedes 'Sekundaerrohstoffbereitstellung' erarbeitet. Hierdurch werden grundsaetzliche und systematisierte, stoffbezogene Informationen ueber den Recyclingprozess bereitgestellt, was z B die kuenftige Erstellung von produktbezogenen Oeko-Bilanzen erleichtern bzw konkretisieren kann. Im Teilprojekt werden zunaechst alle Stoff- und Energiestroeme sowie quantifizierbaren Umweltauswirkungen des Bereitstellungsprozesses von Sekundaerrohstoffen erfasst und bilanziert. In weiteren Schritten sollen aus den denkbaren technischen Systemalternativen diejenigen ermittelt werden, welche unter bestimmten Rahmenbedingungen wie Entsorgungsalternativen, Gesetzeslage, Wirtschaftsstruktur, Verkehrsanbindung usw einen definierten Stoffstrom entsprechend deer Zielsetzungen eines nachhaltigen Stoffstrommanagements bestmoeglich in Sekundaerrohstoff und zu entsorgenden Abfall aufbereiten. Hierbei leistet insbesondere das materielle Recyling als Grundvoraussetzung fuer die Schaffung geschlossener Stoffkreislaeufe einen wichtigen Beitrag zum nachhaltigen Umgang mit Ressourcen. Neben der Betrachtung von Stoff- und Energiestroemen finden auch soziooekonomische Aspekte Beruecksichtigung. Im einzelnen werden Aussagen zu den folgenden Punkten gemacht, Umweltvertraeglichkeit und Wirtschaftlichkeit der Verfahrenskombinationen, Marktfaehigkeit der Zielprodukte, Entsorgungsfaehigkeit der Nebenprodukte, Flexibilitaet der Verwertung bzw Entsorgung, Aufwand fuer den Aufbau der notwendigen Infrastruktur und Anlagentechnik, Aspekte des Arbeitsschutzes und der Arbeitsplatzhygiene.
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