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Found 251 results.

Safety studies with nuclear fuels, 1988-1991

Das Projekt "Safety studies with nuclear fuels, 1988-1991" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von European Commission, Joint Research Centre (JRC). Institute for Transuranium Elements (ITU) durchgeführt. Objective: To study mechanisms and properties determining fuel and fission product behaviour during both, base and off-normal conditions. This activity involves unirradiated and irradiated 'classical' and 'improved' fuel samples of various composition and over a wide range of temperatures, up to very high burn-up, and makes use of appropriate computer models. The final aim of the activity is the improvement of the safety of fuel operation in a reactor. General Information: Progress to end 1990. The Laboratory continued its cooperation with the International Fission Gas Release Project Riso III (Dk) by incorporating the extensive experimental data resulting from the programme into the OFT data bank and evaluating them with existing TU fuel performance codes. - The OECD-coordinated activity for analysing fuel and fuel debris of the Three Mile Island (TMI) damaged reactor has been concluded. An apparatus for thermal diffusivity measurements on active specimens with the laser flash technique has been constructed. - Nitride fuels with a 'tailored' structure and heterogeneous fuels (U, Pu)O2 and UN) were fabricated for short-term irradiations in the HFR-reactor. Irradiations of fuels for future reactors to test their behaviour at the beginning of life (BOL) and at the end of life (EOL), NILOC (HFR) and NIMPHE (PHENIX), respectively, have been continued. Out-of-pile tests were performed to study changes in structure and composition of mixed nitride fuel pins in an axial temperature gradient. - Measurements of the heat capacity of UO2 up to 8000K were concluded and the results are being analysed. Radiative properties of oxides (thoria, urania, zirconia) were measured in the solid and the liquid range. A model for the total emissivity of urania was developed. - The code MITRA has been adapted to perform source term calculations. A computer code for the calculation of the thermo chemical equilibrium of fission products was written and a database for fission product compounds has been implemented with interface to the SOLGASMIX/MITRA codes. A shielded Knudsen cell for irradiated UO2 fuel has been assembled. - Work in 1990 on the safety of nuclear fuels has resulted in 33 (status September '90) contributions to conferences, articles in scientific journals, reports and chapters in books; two patents were granted. Detailed description of work foreseen in 1991 (expected results). Riso III results will undergo final evaluation and fuel work will concentrate on MOX fuel and on the structural and chemical changes at local burn-ups of up to 15 per cent . Laboratory work will principally deal with SIMFUEL with 6 and 8 per cent burn-up. Modelling work will continue. Annealing tests will be performed under oxidizing and reducing atmosphere on U02 samples irradiated up to 55 GWd/t, in order to determine fission gas release as a function of O/M . A remotely controlled thermal diffusivity apparatus will be mounted in a hot cell. BOL and EOL irradiations NILOC and ...

Bau und Betrieb einer High-Dust-SCR-Anlage (DENOX) im Zementwerk

Das Projekt "Bau und Betrieb einer High-Dust-SCR-Anlage (DENOX) im Zementwerk" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Solnhofer Portland-Zementwerke durchgeführt.

Environmental control with the aid of sensor technilogies for GAS sensing

Das Projekt "Environmental control with the aid of sensor technilogies for GAS sensing" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Abteilung Analytische Chemie durchgeführt. General Information: The objective of the project consists in the finding of new methods for the monitoring of indoor and ambient air quality by using novel types of gas sensors. The project aims to combine the knowledge of partners from EU and CCE/NIS countries in a synergetic research during which a double transfer will take place. The EU countries will transfer modern sensor testing equipment - one set up for routine and response time measurements and one set up for long term measurements - and knowledge about sensor quality requirements, in line with European environmental policy. They also will train young doctoral students of CCE/NIS partners. The CCE/NIS countries will transfer their extensive knowledge about sensitive materials properties and technological methods for obtaining such materials. IPC will ensure the coordination of the project. The gas stations will be constructed in IPC by doctoral students from CCE/NIS partners, under IPC coordination. IPC will train these students in using the gas stations and will transfer all the needed software. IPC will coordinate the change of information between partners and ensure the concentration of their efforts. IPC will also assist the CCE/NIS partners by forming surface spectroscopical studies and testing of their samples. INFM will assist the CCE/NIS partners in their efforts by making bulk spectroscopic analysis of their materials and by coordinating the set up of gas testing stations for long term measurements. The IPTM efforts will concentrate on the study of a new diode-type sensor, which will be operated in the reverse conduction regime. The main advantage of this new sensor will be the control of the sensitivity towards water vapour and reducing gases by means of suitable choice of the reverse applied voltage and of the temperature of operation. The already obtained samples, using tin oxide as sensing material and in a geometry similar to the one of commercial Figaro gas sensors, show stable asymmetric I-V characteristics. IPTM will attempt to use also the materials prepared by SRIPCP and the substrate prepared by AVANGARD. The SRIPCP efforts will go on further to the development of sol-gel technologies for obtaining ceramic sensitive materials on the basis of metal oxides. Sol-gel technique offers a better control of sensors microstructure and a prospective of lowered dimension and as a consequence a low power consumption. It will perform also investigation of the gas-sensitive films to establish the features of the oxide films structure, the electronic states of the elements in the mixed oxide matrix, the character of structure and phase transformation under thermal treatment of oxide films in different gas ambient and the influence of the factors mentioned above on the gas-sensitive properties of the films. ... Prime Contractor: Universität Tübingen, Fakultät Chemie und Pharamazie, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie; Tübingen; Germany.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wacker Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die stoffliche Nutzung von CO2 durch eine neue Synthese von Acrylsäure bzw. Natriumacrylat. Bei einem Massenanteil von 61 Prozent im Zielmolekül könnten bei einem Marktvolumen von ca. 4 Millionen Tonnen bei einer erfolgreichen Einführung dieser Technologie bedeutende Mengen an CO2 stofflich genutzt werden. Da Ethylen auch auf Basis von Bioethanol hergestellt werden kann, ist so die vollständige Umstellung der Acrylsäuresynthese auf regenerative Rohstoffe möglich. Das vorliegende Arbeitspaket untersucht, ob bei Verwendung neuer alternativer Liganden, z. B. einfacher s-Donatoren (Amine, hochsubstituierte Phosphane etc.), der Katalysezyklus vervollständigt werden kann. Dabei sollen neben stöchiometrischen Mengen an alkylierenden Agentien auch Säuren zur Ringöffnung eingesetzt werden. Wesentliches Kriterium dieses Arbeitspakets ist die Verfolgung der Reaktion mittels in-situ-Methoden online ATR-IR-Spektroskopie, kombiniert mit NMR-Spektroskopie und ESI Massenspektrometrie zur Produktquantifizierung. Daher sollen monoanionische Liganden (N--O, P--O etc.) insbesondere in Verbindung mit Fe(Ru)(II) und Rh, Ir(I) untersucht werden. Durch die zusätzlichen ionischen Wechselwirkungen erhöht sich die Metall/Ligand-Stabilität und die oxidative Addition. Die reduktive Eliminierung in den Redoxpaaren Rh(Ir)(I) / Rh(Ir)(III) wird erleichtert. Zudem werden dinucleare Komplexe auf ihre Eignung zur Kupplung von CO2 mit Olefinen untersucht.

Two'nd generation PFBC cogeneration plant for eastern German lignite

Das Projekt "Two'nd generation PFBC cogeneration plant for eastern German lignite" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Cottbus GmbH durchgeführt. Objective: The aim of this project is to demonstrate efficient and clean Combined Heat and Power (CHP) production from brown coal in a city location, using second generation Pressurized Fluidized Bed Combined-cycle (PFBC) technology. The successful application of PFBC to brown coal in eastern Germany can help ensure the continued use of a domestic source and thus long term stability and security of fuel supply. Experience gained in this PFBC project can be used as a basis for further applications in all EC 'coal countries'. After the demonstration it is also planned to transfer this technology into the CHP market world-wide, with special emphasis on use in populated areas and for rehabilitation of old, polluting power plants. General Information: Stadtwerke Cottbus GmbH operates in the immediate vicinity of the city of Cottbus a CHP plant which supplies the city of Cottbus with electricity and with steam for district heating purposes. The maximum electrical output is 48 MWe, and the maximum district heat output is 230 MW. In addition, Stadtwerke Cottbus purchases hot water for district heating purposes from the Jaenschwalde power plant, situated 9 km from Cottbus and owned by Vereinigte Energiewerke AG (VEAG). The Stadtwerke Cottbus CHP plant currently has four conventional, dry-ash-removal, grate fired steam boilers, equipped with exhaust gas cleaning systems for dust, but with no measures taken to reduce other pollutants such as sulphur and nitrogen oxides. In order to meet new, stricter environmental requirements, the facility urgently needs to be upgraded. After a thorough study, it was found that the best alternative would be to replace the existing equipment with a new, modern, efficient P200 PFBC plant with excellent environmental performance, and to supplement this with two natural gas fired boilers for peak load district heating, while retaining also hot water supply from the Jaenschwalde power plant. Compared to the P200 PFBC plants which have already been built in Sweden, Spain, U.S.A. and Japan, the Cottbus PFBC plant represents second generation PFBC technology. Especially, freeboard firing, i.e., the firing of additional fuel in the region above the fluidized bed, will be used for the first time. The purpose for this is to maintain a high temperature in the flue gas stream also at part load conditions, to improve desulfurization, and to reduce nitrogen oxides formation. In addition, the electrical output from the plant will be enhanced, as a result of the higher temperature at the inlet to the gas turbine expander section of the GT35P machine which drives the air compressors of the PFBC boiler and also generates about 20 per cent of the electricity produced in the plant. Coal feed and ash removal systems will be adapted, as needed, for the brown coal application and non catalytic techniques (SNCR) for reducing of nitrogen oxides will be applied. ... Prime Contractor: Stadtwerke Cottbus GmbH; Cottbus; Germany.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hessische Industriemüll, Bereich Altlastensanierung (ASG) durchgeführt. Die Untersuchungen an 2,4,6-Trinitrotoluol(TNT)-kontaminierten Boeden zeigten, dass mikrobielle Verfahren wie Bioreaktor- oder in-situ-Verfahren prinzipiell zur Sanierung solcher Boeden geeignet sind. Die mikrobiologische Standortcharakterisierung zeigte, dass die vorhandene Mikroflora in der Lage ist, TNT zu transformieren. Da eine Mineralisierung in Gegenwart von Boden nicht erreicht werden kann, besteht fuer beide Verfahren die einzige Moeglichkeit, TNT zu eliminieren, in einer Humifizierung, d.h. einem kovalenten Einbau in die Huminstoffmatrix. Fuer die Humifizierung ist die Aktivitaet von Mikroorganismen notwendig; nach Reduktion von TNT zu 2,4-Diamino-6-Nitrotoluol kann dieses z.B. mittels des Enzyms Peroxidase eingebaut werden. So gebundene Metabolite sind auch unter drastischen Umweltbedingungen nicht freisetzbar. Ob ein bakterieller Abbau der Huminstoffe eine laengerfristige Freisetzung verursacht, konnte nicht geklaert werden. Eine Bindung von TNT und dessen Metaboliten an Tonminerale spielt bei den Sanierungsverfahren nur insofern eine Rolle, als sie Sanierungsdauer und erreichbare Sanierungsziele beeinflusst (Reste des TNT bleiben anscheinend irreversibel gebunden). Eine Simulation der in-situ-Sanierung in Saeulenversuchen und in-situ-Box-Modellen zeigte, dass eine Aktivierung der Mikroorganismen (Zufuehrung von C- und N-Quellen) die Elution der Schadstoffe drastisch verringert und die Humifizierung foerdert. Das in-situ-Verfahren wurde so weit entwickelt, dass eine Uebertragung in den Pilotmassstab ratsam erscheint.Im zweiten Teil der Untersuchungen wurde ein zweistufiges anaerobes/aerobes Bioreaktorverfahren zur Behandlung von Bodensuspensionen entwickelt, bei dem TNT teilweise bis Triaminotoluol (TAT) reduziert wird, welches irreversibel an die Bodenmatrix bindet und unter aeroben Bedingungen polymerisiert. Daneben laufen wahrscheinlich die gleichen Reaktionen ab wie beim in-situ-Verfahren.

Sustainable Chemistry by XES

Das Projekt "Sustainable Chemistry by XES" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachbereich Chemie durchgeführt. Sus-XES beschreibt den Bau eines dispersiven von Hamos-Spektrometers für die Untersuchung nachhaltiger katalytischer Prozesse zur Erzeugung grüner Treibstoffe mittels resonanter und nicht-resonanter Röntgenemissions-Spektroskopie. Diese Methodik erlaubt ein genaues Abbild der elektronischen Struktur an Metallzentren von Metallkomplexen zur photokatalytischen Wasser-Reduktion. Solche Reaktionen, die molekularen Wasserstoff aus Wasser produzieren, sind für eine zukünftige, nachhaltige Energieversorgung unabdingbar. Die rationale Verbesserung entsprechender Systeme setzt aber eine genaue Kenntnis ihrer Wirkungsmechanismen voraus. Die Aufklärung der Elektronenverteilung am katalytischen Zentrum durch Röntgenemission wird hierzu wichtige Beiträge liefern. Das hierzu nötige von Hamos-Spektrometer ist momentan an keiner nationalen Quelle verfügbar. Es soll deshalb an Hamburger Synchrotron PETRA III aufgebaut und eine Probenumgebung geschaffen werden, die Messungen an der lichtgetriebenen Wasserreduktion in einem breiten Bereich von Zeitskalen ermöglicht. Damit wird auch ein wichtiger Grundstein für die Untersuchung nachhaltiger ultraschneller Reaktionen am freien Röntgenlaser XFEL in Hamburg und anderen internationalen Quellen gelegt. Die erzielten Ergebnisse werden es deshalb mittel- und langfristig erlauben, durch rationales Design definierter elektronischer Katalysatorstrukturen, Prozesse zur Wasserstoffgenerierung durch Sonnenlicht zu optimieren. Experimente zur Untersuchung photokatalytischer Wasser-Spaltungsreaktionen werden zu diesem Zweck so angepasst, dass entsprechende Reaktionen am Synchrotron unter Bestrahlung mit Sonnenlicht und Analyse der entstehenden Gase durchgeführt werden können. Die simultane Kombination von Röntgenemission und IR-Spektroskopie wird ein tieferes Verständnis erlauben, als eine der beiden Methoden allein.

MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann

Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Im Projekt MeLuBatt werden verschiedene Metall-Luft-Batteriesysteme als mögliche Hochenergie-Batteriekonzepte erforscht. Im Fokus des Teilvorhabens des ZSW stehen die Systeme Mg/O2 und Ca/O2. Es sollen Elektrolyte, die sich sowohl für die O2-Kathode als auch die Metall-Anode eignen, identifiziert und ein genaues Verständnis für die Elektrodenreaktionen und Nebenreaktionen in diesen Elektrolyten erarbeitet werden. Aufbauend auf den daraus gewonnenen Erkenntnissen sollen ein Vollzellenkonzept entwickelt, die O2-Kathode entsprechend optimiert und schließlich eine Vollzelle aufgebaut und charakterisiert werden. Abschließend soll das System im Vergleich zu anderen Metall-Luft-Systemen bewertet werden. - Identifizierung von Elektrolyten für Mg/O2- und Ca/O2-Batterien, in denen sowohl die O2-Elektrode reversibel arbeitet, als auch die Metallabscheidung und -auflösung mit hoher Reversibilität möglich ist. - Charakterisierung dieser Elektrolyte in Hinblick auf ihre physikalisch-chemische und elektrochemische Eigenschaften. - Erarbeiten eines genauen Verständnisses für die ORR, OER und mögliche Nebenreaktionen in Mg2+- und Ca2+-haltigen Elektrolyten unter Zuhilfenahme elektrochemischer und spektroskopischer Methoden. - Untersuchungen zur Metallabscheidung und -auflösung. - Evtl. Evaluierung von Konversionsmaterialien als mögliche Alternativen zur Metall-Anode. - Optimierung der Struktur der O2-Elektrode. - Aufbau einer Vollzelle Mg/O2 oder Ca/O2. - Vergleichende wissenschaftliche und technische Bewertung des Mg/O2- oder Ca/O2- und der anderen Metall/O2-Systeme - gemeinsam mit der JLU und den anderen Projektpartnern.

Minderung von NOx-Emissionen in einer Drehofenanlage mittels SCR-Technologie + Messprogramm

Das Projekt "Minderung von NOx-Emissionen in einer Drehofenanlage mittels SCR-Technologie + Messprogramm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SCHWENK Zement KG, Werk Karlstadt durchgeführt. Die Schwenk Zement KG plant an ihrem Standort Mergelstetten den Bau und den Betrieb einer großtechnischen High-Dust-SCR-Anlage zur katalytischen Minderung von NOx-Emissionen am Hauptkamin der Drehofenanlage. Die SCR-Technik (Selective Catalytic Reduction) ist in Kohlekraftwerken, Müllverbrennungs- und anderen Industrieanlagen schon seit längerem Stand der Technik. In der Zementindustrie ist dies u.a. aufgrund der hohen Staubgehalte und -eigenschaften sowie einer großen Unsicherheit bei der Katalysatorenstandzeit und der daraus resultierenden Kosten bisher nicht der Fall. Hier wird bisher in den meisten deutschen Werken - so auch in Mergelstetten - die SNCR-Technik (Selective Non-Catalytic Reduction) zur Minderung der NOx-Emissionen eingesetzt. Während bei der SNCR-Technik Temperaturen von 850-1050 Grad CC erforderlich sind, wird bei der SCR-Technik durch den Einsatz des Katalysators nur eine Reaktionstemperatur von 250-400 Grad CC benötigt und die Verweilzeit sinkt. Mit dem Einsatz der SCR-Technik soll bei einem 100 Prozent igem Ersatz der Primärbrennstoffe durch Sekundärbrennstoffe aus Abfällen der Emissionswert für Stickstoffoxide von 200 mg/m3 dauerhaft unterschritten werden. Damit wird gezeigt, dass der ab 31.12.2013 nach der 17. Bundesimmissionsschutzverordnung für Neuanlagen einzuhaltende Grenzwert für Stickstoffoxide (200 mg/m3) auch bei Altanlagen erreicht und sogar unterschritten werden kann. Neben den NOx-Emissionen können auch die Ammoniak-Emissionen um mehr als 50 Prozent gesenkt werden. Darüber hinaus werden auch positive Auswirkungen auf andere Emissionen erwartet, z.B. organische Emissionen (TOC, Benzol). Begleitend ist ein umfangreiches Messprogramm vorgesehen, um den quantitativen Nachweis der Stickstoffoxidminderung zu erbringen und mögliche Stör- und Nebeneffekte zu erfassen. So soll u.a. die Funktionstüchtigkeit des Katalysators sowie Auswirkungen des Katalysatorbetriebs auf andere Emissionen untersucht werden. Im Rahmen des Vorhabens soll auch überprüft werden, ob die vorhandene SNCR-Technik Kosten senkend mit der SCR-Technik kombiniert werden kann. Damit wird die Vorrausetzung geschaffen Zementwerke, die bereits in SNCR-Technik investiert haben, für den Einsatz der SCR-Technik zu gewinnen.

Entwicklung eines Verfahrens zur Vergasung von asche- und chlorhaltiger Biomasse am Beispiel Stroh (stROgas)

Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Vergasung von asche- und chlorhaltiger Biomasse am Beispiel Stroh (stROgas)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG durchgeführt. Um Stroh für die Nutzung in der thermochemischen Biomassevergasung zu erschließen, wollen das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) und die Stadtwerke Rosenheim (SWRO) eine geeignete Verfahrens- und Anlagentechnik für die Herstellung und energetische Nutzung von Strohpellets entwickeln. Die SWRO beschäftigen sich seit Ende 2006 intensiv mit der Technologie der Biomassevergasung und haben dabei ein gestuftes Verfahren mit ausgeprägter Pyrolyse und Wirbelbettreduktion entwickelt. Die Forschungsergebnisse und Erfahrungen aus dieser Arbeit bilden eine solide Basis für dieses neue Projekt. Das DBFZ befasst sich als einer seiner Schwerpunkte intensiv mit der Aufbereitung und Nutzung von halmgutartigen Biomassen in Konversionsanlagen. Diese Erfahrung bildet die Grundlage für die durchzuführende Additivauswahl und Parametrierung der Versuche. Die SWRO werden einen Pyrolyse/Wirbelbettvergaser mit einer Brennstoffwärmeleistung von 50 kW so optimieren, dass eine Vergasung von Strohpellets möglich wird. Zu lösen ist dabei der Zielkonflikt, dass hohe Gasqualitäten mit teerfreiem Gas hohe Vergasungstemperaturen erfordern, die Vermeidung der Verschlackung jedoch möglichst niedrige Temperaturen voraussetzt. Dies soll durch konstruktive, verfahrenstechnische Maßnahmen am Vergaser sowie durch Optimierung des Ascheschmelzpunktes durch Beimischung von Additiven erreicht werden. Wenn der Nachweis der Vergasungsfähigkeit von Stroh mit verschiedenen Ascheschmelzpunkten durch einen Dauerbetrieb von mindestens 200 Stunden erbracht ist, wird mit der Untersuchung der Korrosionsvorgänge begonnen. Theoretische Untersuchungen sollen klären, in welcher Form das Chlor unter den reduzierenden Bedingungen der Vergasung auftritt und welche Korrosionsmechanismen zu erwarten sind. Anhand dieser Erkenntnisse können dann geeignete Materialien, konstruktive Maßnahmen oder ggf. auch Additive zum Binden des Chlors ausgewählt werden. Nach theoretischen Untersuchungen zu den Korrosionsmechanismen sollen geeignete Materialien und Beschichtungen zur Optimierung der Materialstandzeiten ausgewählt werden. Langzeitversuche sollen die praktische Eignung der Lösungsansätze belegen. Des Weiteren wird der Einfluss der Additive auf die Zusammensetzung der Reststoffe aus Entsorgungsgesichtspunkten analysiert. Wenn sich abzeichnet, dass sowohl die Verschlackung als auch die Korrosionsthematik beherrschbar sind, wird die Übertragbarkeit der bisherigen Erkenntnisse auf größere Anlagen überprüft. Dazu stehen in Rosenheim Vergaser mit ca. 250 kW und ca. 750 kW Brennstoffwärmeleistung zur Verfügung. Die wirtschaftliche Verwertung wird bei positiven Ergebnissen aus dem Projekt durch Herstellung, Errichtung und Betrieb von Vergasungsanlagen für Strohpellets erfolgen. Der Vertrieb der Anlagen kann durch die SWRO, über Lizenzen oder auf dem Wege des Contracting erfolgen.

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