Das Projekt "Teilvorhaben: Hocheffiziente Steuer- und Auswerteeinheit für ein VIPA-Detektionssystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von neoplas control GmbH durchgeführt. Die Vorteile in Bezug auf Umweltbelastung, Ressourcenausnutzung und Auswahl behandelbarer Materialien von Plasma-gestützten Nitrierverfahren (PN) haben bisher kaum zu einer technischen Relevanz in der industriellen Anwendung gegenüber dem gängigen Gasnitrieren geführt. Wesentliche Gründe dafür liegen in einer bisher fehlenden kennzahlgesteuerten Prozessführung der in der Regel komplexeren Prozesse während des PN. Das Vorhaben InPro-F hat zum Ziel, mit der Entwicklung einer auf optischen Frequenzkammsystemen basierenden Prozessüberwachung und -steuerung für die Verfahren des PN einen Technologiesprung und damit eine signifikant bessere Marktakzeptanz zu erreichen. Die Notwendigkeit der spektral aufgelösten Detektion aller instantan erzeugten Emissionswellenlängen macht den Einsatz hoch spezialisierter Lösungen erforderlich, was im Rahmen des Projekts mittels eines sog. VIPA-Detektionssystems realisiert wird. Im Teilvorhaben 'Hocheffiziente Steuer- und Auswerteeinheit für ein VIPA-Detektionssystem' erfolgt die Entwicklung von Softwareroutinen, welche die Detektorsignale in Echtzeit verarbeiten. Es soll nachgewiesen werden, dass dies im Gesamtsystem die Konzentrationsbestimmung der wesentlichen prozessrelevanten molekularen Spezies in-situ ermöglicht und darauf basierend eine Prozessüberwachung und -steuerung unter industriellen Randbedingungen realisiert werden kann.
Das Projekt "Teilvorhaben: Die energie- und medieneffiziente Wärmebehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IVA Industrieöfen GmbH durchgeführt. Im Verbundvorhaben Eta-Fabrik soll durch die Entwicklung von innovativen Einzeltechnologien und die technische Integration und Vernetzung dieser mit dem Fabrikgebäude gegenüber konventioneller Technologie der Energiebedarf in der industriellen Fertigung um 40Prozent gesenkt werden. Das Teilprojekt energie- und medieneffiziente Wärmebehandlung verfolgt das Ziel der Entwicklung eines effizienteren Nitrier-/Nitrocarburierprozesses, der gekennzeichnet ist durch: A. Prozessverkürzung: - Temperaturführung - Nitrierkennzahlregelung B. Verbrauchsminimierung:- Kennzahlregelung- Gasrückgewinnung: C. Emissionsverringerung: D. Qualitätssicherung und -steigerung: Die gewonnen Erkenntnisse fließen in die Auslegung und Konstruktion von Wärmebehandlungsöfen ein und sollen in Form einer Demonstratoranlage im Rahmen der 'eta-Fabrik' umgesetzt werden. IVA Industrieöfen fertigt einen Industrieofen mit Retorte zum Nitrieren, der anschließend energetisch vermessen wird. Aus der Zusammenarbeit mit den Projektpartnern IWT Bremen, ZAE Bayern und PTW TU Darmstadt gewonnene Erkenntnisse zur Steigerung der Energieeffizienz werden an der Anlage umgesetzt und erprobt. Ziel der /VA Industrieöfen ist, neue Energieeffizienzpotenziale zu identifizieren, um hierauf basierend Produktneuentwicklungen auszuwählen.
Das Projekt "EQUAD - Entwicklung eines kontinuierlichen und kostengünstigen Syntheseverfahrens für Ammoniumdinitramid (ADN) als umweltverträglichen Treibstoffzusatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Josef Meißner GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Vorhaben beinhaltet die Entwicklung einer einfacheren und somit ökonomischeren Syntheseroute und eines entsprechenden Herstellungsverfahrens für Ammoniumdinitramid (ADN) als Ersatzstoff für das hochtoxische Hydrazin. Die neue Synthese soll durch eine kontinuierliche In-situ-Erzeugung der entsprechenden Nitrierreagenzien und direkte Weiterverarbeitung, unter Verwendung des aktuellen Stands der elektrochemischen Nitriertechnik und Optimierung der Reaktionsbedingungen durch strikte analytische und messtechnische Überwachung der Reaktionsparameter ausgearbeitet werden. Die Qualität der erhaltenen Produkte wird untersucht sowie die Leistung der daraus entwickelten Treibstoffe in Brennkammerprozessen festgestellt und optimiert. Folgende Arbeiten sollen durchgeführt werden: - Erarbeitung eines Lastenheftes - Patent- und Literaturanalyse - Herausarbeitung und Beurteilen von möglichen Gefährdungen bzw. Risiken - Aufbau einer Pilotanlage, mit der verschiedene Syntheseszenarien getestet werden können - Optimierung der technischen Synthese (Durchflussreaktor, etc.) - Abwandlung der physikalisch-chem. Parameter (Temperaturoptimierung, Lösemittel, Druck etc.) - Entwicklung und Anwendung von Analyseverfahren zum Testen des erhaltenen Produktes - Untersuchung der Stoffeigenschaften des hergestellten ADNs: Ermittlung der Reinheit, Feststellung evtl. Nebenprodukte und Begleitstoffe, Korngröße, Löseeigenschaften in den für die Treibstoffkompositionen vorgesehenen Lösemitteln, Stabilität und Farbe - Entwickeln und Testen einer transportierfähigen Mischung beim DLR-Standort Lampoldshausen - Ergebnisse werden in Form eines Berichts dokumentiert und analysiert - Erarbeitung eines Verwendungsszenarios.
Das Projekt "Hochtemperaturstabilität zweiphasiger Cr-Ge-Si-Legierungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Ein höherer Wirkungsgrad von Verbrennungsmaschinen ist der treibende Faktor dafür, immer hitzeresistentere Werkstoffe zu entwickeln, damit die Prozessparameter Druck und Temperatur weiter erhöht werden können. Auf diese Weise können niedrigere CO2-Emissionen und ein geringerer Kraftstoffverbrauch erzielt werden. Diese Motivation treibt die Werkstoffwissenschaftler seit langem an, bekannte Legierungssysteme weiter zu optimieren und neue Werkstoffe für noch höhere Temperaturen zu untersuchen. Nickelbasislegierungen wurden aus diesem Grund über die letzten 60 Jahre immer weiter optimiert. Dies führte zu komplexen Legierungssystemen mit mehr als 10 Legierungselementen und einer optimierten Mikrostruktur, so dass diese Systeme heute bis ca. 1150 Grad Celsius eingesetzt werden können. Zwar bieten Nickelbasislegierungen eine sehr gute Kombination aus hervorragenden mechanischen Eigenschaften bei hohen und niedrigen Temperaturen sowie einer guten Oxidationsbeständigkeit. Die Einsatztemperatur liegt jedoch bereits heute nahe dem Schmelzpunkt von Nickel und damit nahe an der absoluten Grenze. Allerdings könnte durch eine Erhöhung der Einsatztemperaturen über die Grenze der Nickelbasiswerkstoffe hinaus die Effizienz vieler Prozesse weiter gesteigert werden. Chrombasislegierungen können bei Temperaturen eingesetzt werden, bei denen Nickelbasiswerkstoffe bereits aufschmelzen. Sie bieten ein vorteilhaftes Oxidationsverhalten, niedrigere Dichten als Nickelbasiswerkstoffe und eine hohe Verfügbarkeit. Besonders die extreme Anfälligkeit für Nitrierung bei hohen Temperaturen hat jedoch dazu geführt, dass bisher nur wenig an Chrombasislegierungen für extrem hohe Temperaturen geforscht wurde. Weitere Herausforderungen bei Chrombasislegierungen stellen die Zähigkeit bei Raumtemperatur sowie der eingeschränkte Oxidationswiderstand bei sehr hohen Temperaturen dar, wenn die Verdampfung von Chromoxid eine Rolle zu spielen beginnt. Die meisten Arbeiten bezogen sich in der Vergangenheit darauf, die mechanischen Eigenschaften und das Hochtemperaturverhalten von Chrombasislegierungen durch Mikro- oder Makrolegieren mit verschiedenen Elementen zu verbessern. Auf diese Weise konnten einige Nachteile wie etwa die geringe Raumtemperaturduktilität bereits deutlich verbessert werden. In den meisten Fällen wurden in der Literatur solche Systeme beschrieben, bei denen sich das Gefüge bei der Erstarrung direkt einstellt und aus einer vergleichsweise zähen Cr-Mischkristallphase zusammen mit einer intermetallischen Phase besteht. Derartige 'in-situ composites' stellen zum Beispiel die Chrom (Mischkristall, MK)-Lavesphasenlegierungen (CrMK-Cr2X; X=Nb,Zr,Ta,Hf) oder das System Chrom-A15-Phase (CrMK-Cr3Si) dar. (Text gekürzt)
Das Projekt "Entwicklung und Untersuchung des Niederdruck-Carbonitrierens zur Großserienreife - CarboNit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Engler-Bunte-Institut, Bereich Gas, Erdöl und Kohle durchgeführt. Es sollen die Einflüsse der wichtigsten Prozessparameter beim Carbonitrieren von Stahl auf die Bildung von unerwünschten Nebenprodukten und deren mögliche Beseitigung in einer katalytischen Abgasnachbehandlung untersucht werden. Die Einflüsse der Prozessparameter auf die Bildung von unerwünschten Nebenprodukten sollen an einer vom DVGW zu mietenden halbtechnischen Vakuumapparatur untersucht werden. Für die Untersuchung der katalytischen Abgasbehandlung ist die Erweiterung einer am Institut vorhandenen Anlage geplant. Im gesamten Vorhaben ist eine weitreichende Zusammenarbeit mit den beteiligten Projektpartnern geplant. Zunächst wird die Thermowaage (TG) zur Untersuchung des Carbonitrierens umgebaut, parallel dazu geeignete Stickstoffdonatoren theoretisch identifiziert und diese danach experimentell validiert. Versuchsbegleitend werden die Gasphasenreaktionen beim Carbonitrieren modelliert. Danach wird die Vakuumapparatur (VA) für das Carbonitrieren umgebaut, der Katalysatorteststand integriert und der geeignete Druckbereich identifiziert. Parallel hierzu wird eine vorhandene Apparatur zur Bestimmung der kinetischen Daten für das Carbonitrieren umgebaut und danach die reaktionskinetischen Daten bestimmt. Gleichzeitig werden zur Validierung des Modells der Gasphasenreaktionen Untersuchungen in der VA und der TG durchgeführt und mit den Simulationsergebnissen verglichen. Anschließend werden geeignete Katalysatorsysteme ausgewählt und ihre Aktivität zur Abgasreinigung untersucht. Die Ergebnisse können für sämtliche Industriezweige nützlich sein, die sich mit dem Carbonitrieren von Stahl befassen. Dazu gehören Anlagenbetreiber, Ofenbauer, Gasversorger und Regelungstechniker. Außerdem könnten neue Erkenntnisse im Bereich der Material- und Bauteilentwicklung gewonnen werden. Einige potentielle Nutzer sind Projektpartner. Andere Nutzer werden über Vorträge/Veröffentlichungen informiert, evtl. werden auch Patente angemeldet, die Betreiber von Härtereianlagen nutzen können.
Das Projekt "Untersuchungen zur Unterdrückung der Nitritoxidation bei Nitifikation mit intermittierender Belüftung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik durchgeführt. Die Verkürzung der Nitrifikation/Denitrifikation auf der Ebene der Zwischenstufe des Nitrits sowie Verfahren zur autotrophen Stickstoffentfernung ermöglichen eine deutliche Kostenreduzierung für die biologische Abwasserreinigung hochstickstoffhaltiger Abwässer mit geringem Gehalt an organischem Kohlenstoff. Als erster Prozessschritt ist eine stabile Nitrifikation bis zum Nitrit und nicht bis zum Nitrat die Voraussetzung für die weiteren biologischen Umsetzungsprozesse dieser Verfahren. Ziel des Forschungsvorhabens ist, die Mechanismen zu erkunden, die die Oxidation von Nitrit zu Nitrat bei Nitrifikation unter wechselweise aeroben und anoxischen Milieubedingungen verhindern. Dazu soll gezielt eine Kombination von mathematischer Model-lierung/Simulation und labortechnischer Experimente angewendet werden. Die Modellierung bietet die Möglichkeit, die komplexen Zusammenhänge zwischen verschiedenen Randbedin-gungen und deren Auswirkungen sowie Wechselwirkungen abzubilden. Darüber hinaus ermög-licht die Verknüpfung von Modellierung und labortechnischen Experimenten sowohl eine mo-delltechnische Versuchsplanung der labortechnischen Experimente als auch einen Abgleich von Modell und Experimenten. Die Mechanismen, die die Unterdrückung der Nitritoxidation bei intermittierender Belüftung herbeiführen, sollen abschließend im Modell abgebildet werden.
Das Projekt "Entwicklung und Untersuchung des Niederdruck-Carbonitrierens zur Großserienreife - CarboNit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Institut für Werkstofftechnik an der Universität Bremen durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, das Wärmebehandlungsverfahren Niederdruck-Carbonitrieren von Stahlbauteilen zur großtechnischen Serienreife zu führen. Mit Hilfe dieses vielversprechenden Verfahrens kann mit klassischen Einsatzstählen höchste mechanische Beanspruchbarkeit erreicht werden. Hierdurch würde in Zukunft eine höhere Leistungsdichte z. B. kostengünstigere und energieeffizientere Motorengenerationen ermöglicht werden, wodurch der Schadstoff- und CO2-Ausstoss im Verkehr signifikant reduziert werden kann. Dazu ist es notwendig, die thermodynamischen, reaktionstechnischen und metallurgischen Grundlagen zu erarbeiten. Des Weiteren müssen die Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und den resultierenden Materialeigenschaften wissenschaftlich untersucht und im Vergleich mit konventionellen Verfahren evaluiert werden. Das Verfahren wird am IWT-Bremen bezüglich der anlagentechnischen Voraussetzungen untersucht. Anschließend erfolgt die Erprobung des Verfahrens auf Prozessfähigkeit. Der Einfluss verschiedener Wärmebehandlungsparameter auf die Materialeigenschaften wird in systematischen Variationen untersucht. Die gewonnen Erkenntnisse bezüglich der Elementverteilung, der resultierenden Mikrostruktur und der Festigkeit der Randschicht werden in Wöhlerversuchen betrachtet. Durch eine Gegenüberstellung der Schwingfestigkeit mit Gascarbonitrierten und -aufgekohlten sowie Niederdruckaufgekohlten Proben wird eine Potenzialanalyse Durchgeführt. Durch das Schließen von Lücken im Prozessverständnis des Niederdruck-Carbonitrierens kann es direkten Eingang in die industrielle Praxis kleiner und mittlerer Unternehmen nehmen. Die Verbreitung der Erkenntnisse an andere Industrieunternehmen wird in Form von Anwenderseminaren erreicht. Hierbei werden die Kontakte der beteiligten Partner in unterschiedlichen Gremien (AWT, FVA) genutzt, um gezielt zu informieren. Weiterhin werden die gewonnen Erkenntnisse in Lehrveranstaltungen an der Universität einfließen.
Das Projekt "Entwicklung neuer und umweltfreundlicher Nitrierverfahren zur Oberflaechenverguetung von Staehlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Degussa GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Entwicklung neuer und umweltfreundlicher Nitrierverfahren zur Oberflaechenverguetung von Staehlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Degussa GmbH durchgeführt. Das Nitrieren in cyanidhaltigen Salzschmelzen hat den Nachteil, das dabei alkalicyanidhaltige Altsalze und Haertereiabwasser anfallen, welche bei unsachgemaesser Handhabung zu einer Gefaehrdung der Umwelt fuehren koennen. Vor kurzem wurde in der Presse ueber einen Skandal in Nordrhein-Westfalen berichtet. Dort waren Behaelter mit cyanidhaltigen Altsalzen auf Muellkippen abgeladen worden. Umweltfreundliche Nitrierverfahren haben sich bisher wegen wirtschaftlicher und technologischer Nachteile nicht durchgesetzt. Eine umfangreiche Verfahrensentwicklung auf diesem Gebiet waere wuenschenswert. Mit dem vorgesehenen Entwicklungsvorhaben werden zwei Ziele verfolgt: - Es soll untersucht werden, ob es moeglich ist, die bisher unwirtschaftlichen Gasnitrierverfahren durch eine Verfahrenskombination mit der Fliessbett-Technologie wirtschaftlicher zu machen. - Es wird angestrebt, die Umweltgefaehrdung beim Nitrieren in Salzschmelzen zu eliminieren. Dieses Ziel soll entweder durch Entwicklung von Nitrierbaedern aus nicht giftigen Salzen oder durch Abwandlung des Verfahrens zu einem Kreislauf mit Wiederaufarbeitung ohne Altsalzanfall erreicht werden. Beide Varianten sollen bezueglich ihres technologischen und wirtschaftlichen Potentials verglichen und das aussichtsreichere Verfahren bis zur halbtechnischen Reife entwickelt und in anwendungstechnischen Untersuchungen mit Stahlherstellern und Firmen des Maschinenbaues erprobt werden.
Das Projekt "Recycling von Härtereialtsalzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Houghton Durferrit GmbH Thermotechnik durchgeführt. Entwicklung von Verfahren zur Wiedergewinnung der Salzbestandteile aus den Haertereialtsalzen zum Wiedereinsatz in der Haertesalzproduktion. Moeglichkeit der Aufarbeitung von Salzgemischen aus Bariumchlorid, Bariumcarbonat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Calciumchlorid, Cyaniden, Hydroxiden und Carbonaten der Elemente Natrium und Kalium sowie von Gemischen aus Nitrat, Nitrit, Carbonat, Hydroxid sowie etwas Chlorid der Elemente Kalium und Natrium. Es werden jeweils als reine Salze Bariumchlorid, Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Calciumchlorid bzw. Kaliumnitrat, Natriumnitrat sowie Natriumchlorid gewonnen.
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