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Heat recovery from corrosive dryer exhaust air

Das Projekt "Heat recovery from corrosive dryer exhaust air" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Süd-Chemie AG durchgeführt. Objective: To save energy by recovering the heat contained in the acidic fumes at temperatures below their dew-point and emanating from the drying operation of a bleaching powder plant. The air heated by the recovered heat will be fed back into the drying oven, saving an estimated 327 TOE/yr of primary energy. The novelty in this process consists in the use of ''Teflon'' as a corrosion-resistant coated on the heat exchanger. A 3 years payback is to be expected at project level. General Information: In the Moosburg plant, bleaching powder is produced by treating aluminium ore with hot HCl (hydrochloric acid). The hydrochloric residues are then air-dried in ovens, from which air exists at a rate of 200,000 m3/hr and at a temperature of 110 degree C, close to the dew-point. Part of this chlorine-containing (60,000 m3/hr or 48,000 kg/hr with 21 per cent of steam) is fed into a heat-exchanger built of glass-tubes in stainless steel casings (tubes and plates), coated internally with PTFE (Teflon). The air tightness between the tubes and plates will be provided by metallic gaskets coated with PFA, a highly thermal and chemical resistant material. The two airflows will move in counter-current, with the air to be preheated flowing inside the tubes. The primary air, cooled to 70 degree C, will flow to a humidifier for washing and then be released in the atmosphere. For a 38,000 kg/hr flow of air preheated from 20 degree C to 76 degree C during an annual 6,500 hours operation, a saving of 13 970GJ/year of natural gas can be achieved. From this, the electricity to operate two additional fans i.e. 130,000 Kwh/year must be substracted, leaving a net saving of 13 500 GJ/year, equivalent to 327 TOE/year. The heat recovery will be measured in 12 monthly recordings of temperature and flow. The pressures, dew-points and water consumptions will be equally monitored by the 30st June 1987. Achievements: During the preliminary start-up, several deficiencies were found in connection to the PFTE lining of the heat exchanger, the optimum function of the mist eliminator and the increased discharges of drips from the chimney due to condensate formation in the chimney waste-gas-stack. To avoid these defects, several actions were taken including repairs, coupling of dust eliminator and modification leading a partial quantity of the produced warm air into the waste-gas-stack. These modifications caused a 29 per cent cost increased and a 25 per cent decrease in actual energy economy measured. The equipment reliability is still to be proved during the measurement campaign.

Bildung von N2O bei der Umsetzung von Ammoniak mit N2O5 an Aerosolen

Das Projekt "Bildung von N2O bei der Umsetzung von Ammoniak mit N2O5 an Aerosolen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Aerosolforschung durchgeführt. N2O, ein klimawirksames Spurengas, zeigt einen weltweit zunehmenden Trend. Neben direkten Emissionen aus (geduengten) Boeden und dem Meer, sowie aus Verbrennungsprozessen, kann es auch aus der Luftchemie von NOx und Ammoniak gebildet werden. In diesem Vorhaben wird die Bildung von N2O aus der heterogenen Reaktion von N2O5 und NH3 an Aerosoloberflaechen untersucht. Zunaechst wurden die auf den Wandmaterialien: Borsilikatglas, Teflon und Polyethylen gefundenen Blindwerte und der Feuchteeinfluss bestimmt. Dann wurde die N2O-Bildung an suspendiertem Aerosol (NH4NO3, Russ, SiO2, Fe2O3, Al2O3 und TiO2) gemessen. Die gefundene N2O-Bildung ist umweltrelevant und haengt stark ab von der Art des Aerosols, aber auch von der Art der Versuchsdurchfuehrung.

Low energy technology transfer for dyeing and drying leather

Das Projekt "Low energy technology transfer for dyeing and drying leather" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dynavac GmbH durchgeführt. Objective: A new method for the dyeing and drying of leather is proposed in this project. The system includes a steam purge dyeing module and a dielectric drying radio frequency chamber both of which are innovative. Improvement of the product quality. General Information: The project will design, build and test in an industrial environment, equipment to enable the successful dyeing, dye fixation and drying of crust leather. Furthermore, it will demonstrate on full-scale equipment, that the benefits obtained with laboratory scale machines can be equally successful in reducing energy costs and providing additional benefits in areas of chemical efficiency, pollution, production times and improved product quality. Achievements: Final report submitted June 1992. The steam purge method is very promising with regard to the dyeing, and above all the through-dyeing of leather. Tests with various dyes and different leathers have shown that the steam purge method saves a considerable amount of time, but also poses a number of problems. Using the steam purge method, leathers which resist conventional through-dyeing in drums can be perfectly dyed down to the grain within 2-3 seconds. The greatest problem is encountered during the conveyance of the leather in the mulling chamber as well as in the dye box. The roller conveyors now operate perfectly but not the belts conveying into the mulling chamber and out of the dye box. The edges of the 0,25 mm thick teflonized glass fibre belts are for the guidance not stiff enough normal pu-coated fabric tables have no temperature resistance. Now, 0,1 mm thick tapes of high grade steels are tested for the conveyance into the mulling chamber and out of the dye box a one piece conveyor belt which extends over the whole width is installed. For this one a belt control must be designed and produced because of the short length in proportion to the width. The volume of the dye box was optimized to approx. 60 l. As premininary tests have shown, a hold-up time in the dye of 1,5 sec. at a through-feed speed of 7,5 m/min. is enough for a through-dyeing without alcohol or penetration means. In order to avoid wrinkles when passing the sammying press, a suitable mechanism for spreading out must be designed and produced.

Polymeric meat exchangers for heat recovery of sour coal refuse combustion gases and hot water utilization at 80-120 deg. C

Das Projekt "Polymeric meat exchangers for heat recovery of sour coal refuse combustion gases and hot water utilization at 80-120 deg. C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GEA Luftkühlergesellschaft Happel, Hauptabteilung Forschung und Entwicklung durchgeführt. Objective: - Recovery of waste energy, presently destroyed in a FGD or in the atmosphere, shall be demonstrated with the use of modern heat exchangers. - With the selected combination of cost-optimized polymeric materials, the region of widely encountered heat exchanger wall temperatures of less than abt. 150 deg. C shall be utilized economically to produce hot water up to abt. 120 deg. C and to allow heating of gas using zero-leckage recuperative systems. - Acid condensation on the heat exchangers shall be provoked (low pollution) and withstood over a long service life. Disadvantages of the materials PFA and PTFE shall be avoided. Service life is compared with different materials by applications made in parallel and purposely performed secondary tests. General Information: - Suitability of novel polymeric material combinations compared with single-wall polymeric materials will be demonstrated. - Waste hot flue gases from coal fired stations/refuse incinerators are cooled down to a region where acids would condense for the purpose of energy recovery and reduction of environmental pollution. The recovered energy is introduced operationally safe into a cleaned gas flow. - In a Munich power station the flue gas that was cleaned to a low SO2/m3 level before is heated up with flue gas energy without the use of operation steam and without transferring acid-containing ashes. - Individual operation parameters of the heat exchangers and of each cycle can be seen from Flow Sheet 33 99 0528 01 Rev.1. For the purposely performed secondary tests two recuperative heat exchangers of an adjacent plant operating purely as refuse incinerator are used. - The flow sheet 'GEA DAGAVO for FGD', is an example for a conventional clean gas heating system with steam at 10 bar. - In order to achieve a global market introduction of energy saving heat exchanger systems with tubes made of polymeric materials, the following properties of the various tube materials shall be successfully demonstrated. 1. FLUE GAS - Price/performance ratio/service life of, for instance, a PVDF/FEP tube wall = 150 C wall temperature was to be inferior to that of solid-wall PTFE tubes. While both the tested combinations/the pure PTFE tubes do not exhibit a sufficiently safe operation, the PFA tube with advanced QA parameters are complying with the requirements. - The problems of frequent failures on PTFE tubes shall be reduced towards zero by applying novel fabrication, quality assurance procedures of the compound material tubes. Characteristic data for e.g. 160 C PFA/PTFE tube wall temperature should be superior to the solid-wall PFA tubes exposed to similar stress. However, it emerged that optimized PFA tubes used in this programme performed best. Inappropriate behaviour of unsuitable PFA tubes was demonstrated. And by way of the improved QA programme used, this malfunction could be detected at a very early stage before the tubes were actually installed in the heat exchangers. This required...

Erfassung der Expositionspfade von per- und polyfluorierten Chemikalien (PFC) durch den Gebrauch PFC-haltiger Produkte - Abschätzung des Risikos für Mensch und Umwelt

Das Projekt "Erfassung der Expositionspfade von per- und polyfluorierten Chemikalien (PFC) durch den Gebrauch PFC-haltiger Produkte - Abschätzung des Risikos für Mensch und Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Fresenius gGmbH, Fachbereich Chemie und Biologie, Institute for Analytical Research durchgeführt. Für die Anhänge XIV (Zulassung) und XVII (Beschränkung) der REACH-VO sind die Mitgliedstaaten aufgefordert mittels Dossiers besorgniserregende Stoffe vorzuschlagen. Im besonderen Blickpunkt von Deutschland sind die per- und polyfluorierten Chemikalien (PFC). PFC sind aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften vielseitig verwendbar und finden sich in vielen alltäglichen Produkten wieder. PFC sind jedoch für Mensch und Umwelt bedenklich. Sie sind persistent und als besorgniserregend einzustufen. Bei Herstellungsprozessen sowie dem Gebrauch PFC-haltiger Verbraucherprodukte gelangen die Chemikalien in die Umwelt, werden global verteilt und sind ubiquitär in der Umwelt zu finden. Bedenklich ist auch, dass PFC im menschlichen Blut nachgewiesen werden. Eine wichtige Quelle von PFC sind PFC-haltige Verbraucherprodukte. Wegen der Vielfalt der Anwendungen werden sie jedoch nicht ausreichend erfasst. Auch die Vielzahl unterschiedlicher PFC (OECD listet 853 verschiedene PFC) erschwert die Übersicht. Um die Expositionspfade von PFC durch den Gebrauch PFC-haltiger Produkte besser zu identifizieren und zu erfassen und damit die Beschränkung der Verbreitung von PFC vorranzutreiben (Artikel 68 und 69 REACH-VO), ist die Unterstützung durch Begleitforschung notwendig.

Optimization of a household waste incineration fume treatment plant

Das Projekt "Optimization of a household waste incineration fume treatment plant" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ares Energiesysteme GmbH durchgeführt. 1Objective: To build an efficient fume treatment process for a household waste incineration plant (District of Reims) combining semi-dry recovery of chlorinated pollutants with continuous measurement of and energy recovery from, the fumes. Annual energy saving is 865 TOE and payback time for further replications is estimated at 8,6 years. General Information: The treatment line comprises two parts: - A pulverization tower where water is vaporised in the fumes with a subsequent cooling down of the fumes from 220 degree of Celsius to 180 degree of Celsius, to increase the efficiency of chlorinated compounds recovery. A mixture of fresh Ca(OH)2 powder and recycled solids from the downstream filtration step is fed directly into the fumes duct leading from the pulverisation tower. The lime is renewed according to the HCl concentration which is continuously monitored in the fumes. Consumption of lime is 13 kg/Ton of household waste treated. - Then the fumes are filtered to eliminate dust and fine lime particles in a 880 m2 bag filter made of anti-acid glass with a teflon coating. This filter is cleaned by means of low pressure air in counter current. With this efficient fume treatment process, it is possible to recover more sensible heat from the fumes, than with conventional processes. Indeed, the dechlorinated fumes may be cooled down to 130 deg.C rather than 240 deg.C. as is usual, thus allowing for a 0.013 toe energy saving per ton of household waste treated. The energy recovered is transferred to a district heating network via an intermediate liquid heat carrier. Achievements: The project concerns the domestic waste incineration plant of the district of REIMS, FRANCE built in 1987/1988. It was essentially aimed at improving the energy saving while assuring a flue gas cleaning level corresponding to the national regulations. The temperature of the gas coming out of the boiler is inferior to the one normally found in such installations. The gases are humidified by water spray then neutralized by injection of slaked lime before being purified through sleeve filters where dusts and chlorine compounds are collected. The most innovative part of the project consisted in a last exchanger on low heat temperature flue gas to recover some final energy before exhaust. The results obtained on the first part of the project have met to expectations, the boilers have a good thermal return, and the flue gas cleaning process responds to the regulation. On the other hand, the last part of the project concerning the additional energy recovery on flue gas before exhaust was not satisfactory and had to be dropped. This decision was taken because efficient filtration tuning involved too low flue gas temperature to hope for efficient energy recovery. In addition, these conditions implied big difficulties in the running of the installation because the exchangers used to choke up every two days. This failure has many reasons: A temperature to high in the secondary...

Dynamik des lokalen Strom/Spannungsverhaltens von Nafion-Membranen

Das Projekt "Dynamik des lokalen Strom/Spannungsverhaltens von Nafion-Membranen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt.

EXIST-Forschungstransfer: perfluorence - Öl-PTFE-Konzentrat als Zusatzstoff für Öle, Fette und Wachse

Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: perfluorence - Öl-PTFE-Konzentrat als Zusatzstoff für Öle, Fette und Wachse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. durchgeführt. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes ist beabsichtigt, Additive auf Basis von funktionalisiertem PTFE, in Form von Öl-PTFEcg-Konzentraten für Hochleistungsschmierstoffe in Ölen, Fetten und Wachsen zu erzeugen. Basierend auf den Ergebnissen des ForMaT-Projektes (Modifiziertes und Recyceltes PTFE, Förderkennzeichen: ESFSN 03FO2172) wird das Verfahren zur Herstellung von PTFE-Sekundärmaterialien (vorvermahlene sortenreine Dreh- und Frässpäne aus der spanenden Verarbeitung von PTFE-Halbzeugen) sowie PTFE-Neuware (Emulsionspolymerisate) vom Labormaßstab (0.25 L) in den technischen Maßstab (200 L) erweitert. Diese Zielstellung soll beginnend mit der Funktionalisierung des PTFE durch hochenergetische Bestrahlung und der Erarbeitung eines Prozessfensters erreicht werden. Darauf aufbauend soll die Reaktion zwischen dem PTFE und dem Öl im Reaktionsgefäß durch geeignete analytische Methoden verfolgt werden, um daraus wichtige Erkenntnisse und Bedingungen für die Herstellung der Öl-PTFEcg-Konzentrate mit reproduzierbaren Eigenschaften zu ziehen. Damit soll die Basis für eine gewerbliche Herstellung dieser Öl-PTFEcg-Konzentrate durch perfluorence erreicht werden. Die Ergebnisse der geplanten tribologischen Untersuchungen sind Grundlage für die Bewertung des Einsatzbereiches (Reibungsminderer und/oder Fresslasterhöher) dieser Öl-PTFEcg-Konzentrate. Der Arbeitsplan besteht aus drei Wissenschaftlichen Meilensteinen mit entsprechenden Arbeitspaketen

Teilprojekt 8 (BUW-NF): Implementierung der BUW National Facility

Das Projekt "Teilprojekt 8 (BUW-NF): Implementierung der BUW National Facility" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Physik, Institut für Atmosphären- und Umweltforschung durchgeführt. Das kürzlich gegründete Institut für Atmosphären- und Umweltforschung (IAU) der Universität Wuppertal (BUW) verfügt über mehr als 35 Jahre Fachwissen in der Untersuchung atmosphärischer Photooxidationsprozesse (atmosphärische Chemie) und Fernerkundungstechniken (atmosphärische Physik). QUAREC-ASC des IAU arbeitet unter genau definierten Druck-, Temperatur- und Photolysebedingungen und ermöglicht eingehende Untersuchungen homogener Gasphasenreaktionssysteme. Die Anlage ermöglicht qualitativ hochwertige Untersuchungen der Kinetik und der Mechanismen der Reaktionen der wichtigsten troposphärischen Oxidationsmittel (OH, NO3, O3, Halogenatome) mit flüchtigen organischen Verbindungen. Teile der QUAREC-Anlage wurden bereits erneuert und die QUAREC-ASC war daher zwischenzeitlich außer Betrieb. Um zu vermeiden, dass die Kammer über längere Zeiträume nicht verfügbar ist, soll der spätere Entwurf und Bau eines verbesserten Temperaturregelungssystems (TRS) ab 2021 beginnen. Darüber hinaus ist die Instrumentierung für die Überwachung und Steuerung wichtiger physikalischer Parameter wie relative Luftfeuchtigkeit, Druck und Temperatur mit neuen Sensoren geplant. Zur besseren Ausschöpfung des Potenzials der QUAREC-Anlage wird der vorhandene Pool an analytischen Instrumenten erweitert bzw. erweitert. Dies betrifft die Anschaffung von drei hochmodernen Massenspektrometern sowie den Entwurf und die Konstruktion eines CEAS-Systems (Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy). Darüber hinaus werden die Messgeräte für NO und H2O2 (Peroxide) durch neue, hochempfindliche Nachfolgemodelle ersetzt. Die BUW plant, die QUAREC-Anlage durch die Entwicklung einer großvolumigen (30 m3) Teflonkammer mit dem Namen WUTASC (Wuppertal Teflon Atmospheric Simulation Chamber) zu erweitern und zu verbessern.

Bestimmung von Spuren- und Nebenbestandteilen in Dieselruss

Das Projekt "Bestimmung von Spuren- und Nebenbestandteilen in Dieselruss" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Sektion Analytik und Höchstreinigung durchgeführt. Es wurden 21 Spuren- und Nebenbestandteile (Metalle, Stickstoff und Schwefel) in Dieselrussproben bestimmt. Die Probenahme erfolgte auf dem Pruefstand der Mercedes-Benz AG in Stuttgart-Untertuerkheim an einem alten bzw neuen Motorentyp fuer Personenkraftwagen bei unterschiedlichen Drehzahlen und Belastungen. Als Analysenverfahren kamen zur Anwendung: Instrumentelle Neutronenaktivierungsanalyse (INAA) Elemente: As, Au, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Fe, La, Mn, Na, Ni, Sb, Se, Zn, Flammenlose Atomabsorptionsspektrometrie (GFAAS) Elemente: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, V, Flammen Atomabsorptionsspektrometrie (FAAS) Elemente: Ca, Na, Zn, Stickstoffbestimmung durch Verbrennung der Probe und anschliessender gaschromatographischer Trennung von CO2, H2O und N2, Schwefelbestimmung durch Reduktion zu H2S und anschliessender Mikro-Titration mit Cd-Loesung (Bestimmung des anorganisch gebundenen Schwefels sowie des Gesamtschwefelgehaltes). Die Bestimmung mittels atomspektrometrischer Methoden erfolgte nach dem Aufschluss der Dieselrussproben in Teflon Druckbomben bzw nach einem Mikrowellen-Druckaufschluss. Zusaetzlich wurden auch noch Dieselkraftstoff sowie Motorenoel analysiert. Aufgrund der Analysendaten wurde versucht, die Beitraege von Dieselkraftstoff, Motorenoel und Materialabrieb abzuschaetzen.

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