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Modellhafter Einsatz von 'gasbetriebenen Fahrzeugen'

Verminderung von schwermetallhaltigen Emissionen durch Gewebefilter der Herstellung von Leuchtstoffen. Der bei der Herstellung von Leuchtstoffen entstehende Abgasstrom, der Antimonverbindungen, anorganische Chlor- und Fluorsalze, Salzsaeure und Ammoniak enthaelt, wird ueber Materialabscheider zur Staubrueckgewinnung durch Abgassammelleitungen erfasst und zur Staubentfernung in Materialabscheider geleitet. Bedingt durch die verschiedenartige chemische Belastung der Abgase sowie durch die Tatsache, dass die Antimonverbindungen aufgrund ihrer hohen Fluechtigkeit durch das Filter sublimieren, ist eine Chemisorption vorgesehen. Als Additiv soll Calciumhydroxid eingesetzt werden. In einer zentralen Gewebefilteranlage werden die schwermetallhaltigen Abgase auf einen Reststaubgehalt von max. 2 mg/m3 gereinigt. Das Abgasreinigungskonzept fuehrt gleichzeitig zu einer Verminderung der Abluftmenge um mehr als 50 Prozent. Ausserdem werden Staubmessgeraete mit optischer und akustischer Alarmgabe eingebaut.

Schadgas- und Staubmessungen im Rahmen von laufenden Immissionsmessungen in der Luft

Betrieb mehrerer Messnetze nach den Richtlinien der TA-Luft; Schadgasbestimmungen; Salzsaeure/Fluorwasserstoff/Schwefeldioxid; Staubniederschlag; Staubkonzentration; gravimetrische und analytische Auswertung der Staubproben.

Aufbereitung von festen Reststoffen aus Verbrennungsanlagen

Reststoffe aus Verbrennungsanlagen (Aschen, Schlacken) sollen so aufbereitet werden, dass sie als Bauschutt deponiert oder als Baustoff verarbeitet werden koennen. Die extrahierten Schwermetalle sollen moeglichst einer Verhuettung zugefuehrt werden koennen. Das Extraktionsmittel (Salzsaeure) soll so weit als moeglich rueckgewonnen werden. Das Verfahren soll hauptsaechlich fuer Industriemuellverbrennungsanlagen mit trockener oder quasitrockener Rauchgasreinigung ausgelegt werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Wirbelschichtverbrennungsanlagen. Hausmuellverbrennungsanlagen mit zweistufiger Nasswaesche sind durch das Projekt 'Weiterverarbeitung von festen Rueckstaenden aus Muellverbrennungsanlagen', DI. Zechner, abgedeckt. Ziel des vorliegenden Projektes ist also ein flexibles und vielseitiges (je nach Anforderungen des entsprechenden Landes) Verfahren fuer Aschen und Schlacken und Abfallverbrennungen, sofern keine nasse Rauchgasreinigung nachgeschaltet ist.

Entwicklung und Erprobung von funktionalen Komponenten und einer Prozesskette zur klimaneutralen Herstellung von Soda und Natron als Senke für erzeugtes CO2, Teilvorhaben: Grundlagenermittlung, Mitentwicklung und Bewertung des Green Soda Prozesses

In dem geplanten Vorhaben soll eine neue Produktionsroute für Natron (Natriumhydrogencarbonat) und Soda (Natriumcarbonat) bis zum Technikumsmaßstab entwickelt und optimiert werden. Durch die Verwendung von regenerativen Strom biogenem Kohlendioxid aus Biogasanlagen und salzhaltigen Abwässern soll ein nachhaltigerer Prozess als das konventionellen Ammoniak-Soda Verfahren entwickelt werden. Dafür sollen modernste Membrantechnologie und bipolare Elektrodialyse eingesetzt werden, um den Energiebedarf zu minimieren. Das neue Verfahren soll eine nachhaltige Alternative bzw. Ergänzung zum konventionellen Verfahren darstellen und dazu beitragen die Abfallströme der Sodaindustrie (Entsalzung von Abwasser) zu reduzieren, fossile Rohstoffe (Kalkstein, Erdgas, Koks bzw. Anthrazit) zu vermeiden und gleichzeitig als CO2-Senke (Carbon Capture & Utilization) zu wirken. Als zusätzliches Produkt wird bei dem Verfahren Salzsäure produziert. Des Weiteren wird geprüft, inwieweit Calciumchlorid aus den entstandenen Abfallströmen abgeschieden und vermarktet werden kann. Das Projekt wird gemeinsam durch die Partner des Fraunhofer-IKTS, der CIECH Soda Deutschland, dem E.S.C.H. Engineering Service Center und Handel GmbH, dem DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH, dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und der Wemag Projektentwicklung GmbH bearbeitet.

Extracellular dissolved organic carbon (DOC) concentrations in axenic and xenic cultures of Thalassiosira gravida in response to varying temperatures and photoperiods

This dataset comprises dissolved organic carbon (DOC) concentrations from axenic and xenic cultures of Thalassiosira gravida that were cultivated at the Alfred-Wegener-Institute (Bremerhaven, Germany) in March, 2023. After a cell density of ~ 15.000 cells * mL-1 was reached, cultures were filtered through a 0.2 µm polycarbonate (PC) filter (Whatman) that was cleaned by soaking in 10 % hydrochloric acid (HCl, Merck suprapure) for at least 12 h and subsequently rinsing with ultrapure water (Merck Millipore MilliQ). DOC was quantified by high temperature catalytic oxidation with a Shimadzu TOC analyzer (VCPN-TOC, Shimadzu) according to Garzón-Cardona et al. 2024; doi: 10.1016/J.JMARSYS.2023.103893. Cultures were grown under two temperatures (9 °C, 13.5 °C) and two photoperiods (16:8 h, 24:0 h light:dark). The aim was to investigate responses of algal extracellular release and bacterial DOC transformation to marine heatwave-like conditions.

Dissolved organic matter (DOM) composition in axenic and xenic cultures of Thalassiosira gravida in response to varying temperatures and photoperiods

This dataset comprises dissolved organic matter (DOM) composition from axenic and xenic cultures of Thalassiosira gravida that were cultivated at the Alfred-Wegener-Institute (Bremerhaven, Germany) in March, 2023. After a cell density of ~ 15.000 cells * mL-1 was reached, cultures were filtered through a 0.2 µm polycarbonate (PC) filter (Whatman) that was cleaned by soaking in 10 % hydrochloric acid (HCl, Merck suprapure) for at least 12 h and subsequently rinsing with ultrapure water (Merck Millipore MilliQ). Cultures were grown under two temperatures (9 °C, 13.5 °C) and two photoperiods (16:8 h, 24:0 h light:dark). 2 mL of the sample were filtered through a 0.2 µm regenerated cellulose (RC)-membrane syringe filter (Sartorius) after defrosting. Molecular composition data were acquired with Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR-MS) coupled to a reversed-phase liquid chromatography (RPLC) with negative electrospray ionization (ESI) according to Lechtenfeld et al., 2024 (doi: 10.1021/acs.est.3c07219). Measurements were performed on on a solariX XR, Bruker Daltonics, Billerica, U.S.A. at the Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ; Leipzig, Germany). Molecular formulas were assigned and filtered using UltraMassExplorer (Leefmann et., 2019; doi: 10.1002/rcm.8315). If the Total ion chromatogram (TIC) was much higher and/or different in certain retention time windows compared to other samples of the same treatment, the sample was excluded from the dataset. The aim of this study was to investigate responses of algal extracellular release and bacterial DOM transformation to marine heatwave-like conditions.

Dezentrale Verwertung von Klärschlamm mittels Pyrolyse und anschließender Flugstromvergasung zur gasmotorischen Nutzung

Das Projektvorhaben PyroGas II soll auf einem vorangegangenen Vorhaben (Pyrogas, FKZ-Nr. 03KB158) aufbauen und das untersuchte Gesamtkonzept im nächsten logischen Schritt an die Anlagendemonstration heranführen sowie noch verbleibende Forschungs- und Entwicklungslücken schließen. Die vorläufigen Ergebnisse aus dem Vorgängerprojekt PyroGas bestätigen das Potential und die generellen Annahmen des Verfahrens. Für den Bau einer Demonstrationsanlage sind jedoch nach dessen Abschluss noch einzelne Aspekte der Prozesskette genauer zu untersuchen bzw. die Datenbasis zu erweitern. Diese sollen parallel zur Planung einer Umsetzung erörtert werden. Der beantragte Zeitraum von einem Jahr soll genutzt werden, um das Risiko möglicher Investoren für den Bau einer Demonstrationsanlage zu vermindern. Konkret werden erweiterte Belastungstests des Gesamtkonzepts mit der in PyroGas entstandenen Pilotanlage im Schichtbetrieb angestrebt. Dabei sollen Untersuchungen zum Abwasser und zur Prozessstabilität hinzukommen. Neue Messtechnik des Lehrstuhls ermöglicht zudem eine detaillierte Emissionsmessung von Ammoniak, Blausäure, Schwefelwasserstoff und Salzsäure im Produktgas, um die notwendigen Maßnahmen für eine Abgasqualität entsprechend der 17. BImSchV zu bestimmen. Hierzu kann dank neuer Ausstattung am Lehrstuhl begleitend die Produktgasreinigung untersucht werden und dabei eine abgestimmte Gasreinigung für das Konzept entwickelt werden. Außerdem soll gezeigt werden, wie anfallendes Pyrolyseöl oder Pyrolysegas sinnvoll in den Prozess eingebracht werden können. Womit weitere Forschungslücken aus dem Verbundvorhaben PyroGas geschlossen werden. Aufbauend auf den Vorerkenntnissen soll experimentell untersucht werden, wie die Phosphorrückführung in den Vergasungsprozess integriert werden kann. Ein solch innovatives Konzept würde den Prozess unabhängig von einer nachgeschalteten, externen Rückgewinnung machen.

Dezentrale Verwertung von Klärschlamm mittels Pyrolyse und anschließender Flugstromvergasung zur gasmotorischen Nutzung, Teilvorhaben: Untersuchung der Flugstromvergasung von Klärschlamm bezüglich Prozessstabilität und Emissionen

Das Projektvorhaben PyroGas II soll auf einem vorangegangenen Vorhaben (Pyrogas, FKZ-Nr. 03KB158) aufbauen und das untersuchte Gesamtkonzept im nächsten logischen Schritt an die Anlagendemonstration heranführen sowie noch verbleibende Forschungs- und Entwicklungslücken schließen. Die vorläufigen Ergebnisse aus dem Vorgängerprojekt PyroGas bestätigen das Potential und die generellen Annahmen des Verfahrens. Für den Bau einer Demonstrationsanlage sind jedoch nach dessen Abschluss noch einzelne Aspekte der Prozesskette genauer zu untersuchen bzw. die Datenbasis zu erweitern. Diese sollen parallel zur Planung einer Umsetzung erörtert werden. Der beantragte Zeitraum von einem Jahr soll genutzt werden, um das Risiko möglicher Investoren für den Bau einer Demonstrationsanlage zu vermindern. Konkret werden erweiterte Belastungstests des Gesamtkonzepts mit der in PyroGas entstandenen Pilotanlage im Schichtbetrieb angestrebt. Dabei sollen Untersuchungen zum Abwasser und zur Prozessstabilität hinzukommen. Neue Messtechnik des Lehrstuhls ermöglicht zudem eine detaillierte Emissionsmessung von Ammoniak, Blausäure, Schwefelwasserstoff und Salzsäure im Produktgas, um die notwendigen Maßnahmen für eine Abgasqualität entsprechend der 17. BImSchV zu bestimmen. Hierzu kann dank neuer Ausstattung am Lehrstuhl begleitend die Produktgasreinigung untersucht werden und dabei eine abgestimmte Gasreinigung für das Konzept entwickelt werden. Außerdem soll gezeigt werden, wie anfallendes Pyrolyseöl oder Pyrolysegas sinnvoll in den Prozess eingebracht werden können. Womit weitere Forschungslücken aus dem Verbundvorhaben PyroGas geschlossen werden. Aufbauend auf den Vorerkenntnissen soll experimentell untersucht werden, wie die Phosphorrückführung in den Vergasungsprozess integriert werden kann. Ein solch innovatives Konzept würde den Prozess unabhängig von einer nachgeschalteten, externen Rückgewinnung machen.

Dezentrale Verwertung von Klärschlamm mittels Pyrolyse und anschließender Flugstromvergasung zur gasmotorischen Nutzung, Teilvorhaben: Brennstoffbereitstellung durch Pyrolyse sowie Produktgasverbrennung im Gasmotor

Das Projektvorhaben PyroGas II soll auf einem vorangegangenen Vorhaben (Pyrogas, FKZ-Nr. 03KB158) aufbauen und das untersuchte Gesamtkonzept im nächsten logischen Schritt an die Anlagendemonstration heranführen sowie noch verbleibende Forschungs- und Entwicklungslücken schließen. Die vorläufigen Ergebnisse aus dem Vorgängerprojekt PyroGas bestätigen das Potential und die generellen Annahmen des Verfahrens. Für den Bau einer Demonstrationsanlage sind jedoch nach dessen Abschluss noch einzelne Aspekte der Prozesskette genauer zu untersuchen bzw. die Datenbasis zu erweitern. Diese sollen parallel zur Planung einer Umsetzung erörtert werden. Der beantragte Zeitraum von einem Jahr soll genutzt werden, um das Risiko möglicher Investoren für den Bau einer Demonstrationsanlage zu vermindern. Konkret werden erweiterte Belastungstests des Gesamtkonzepts mit der in PyroGas entstandenen Pilotanlage im Schichtbetrieb angestrebt. Dabei sollen Untersuchungen zum Abwasser und zur Prozessstabilität hinzukommen. Neue Messtechnik des Lehrstuhls ermöglicht zudem eine detaillierte Emissionsmessung von Ammoniak, Blausäure, Schwefelwasserstoff und Salzsäure im Produktgas, um die notwendigen Maßnahmen für eine Abgasqualität entsprechend der 17. BImSchV zu bestimmen. Hierzu kann dank neuer Ausstattung am Lehrstuhl begleitend die Produktgasreinigung untersucht werden und dabei eine abgestimmte Gasreinigung für das Konzept entwickelt werden. Außerdem soll gezeigt werden, wie anfallendes Pyrolyseöl oder Pyrolysegas sinnvoll in den Prozess eingebracht werden können. Womit weitere Forschungslücken aus dem Verbundvorhaben PyroGas geschlossen werden. Aufbauend auf den Vorerkenntnissen soll experimentell untersucht werden, wie die Phosphorrückführung in den Vergasungsprozess integriert werden kann. Ein solch innovatives Konzept würde den Prozess unabhängig von einer nachgeschalteten, externen Rückgewinnung machen.

Ahr river overbank sediments: grain sizes, carbonates and soil organic parameters (Mayschoß-Transect, core Ahr2022-1_1, Ahr2022-1_2, Ahr2022-2_1, Ahr2022-2_2)

Four sediment cores from the Mayschoß floodplain (Ahr) were analysed for grain size, carbonates and soil organic parameters. For this purpose, the freeze-dried samples were sieved (2 mm) to remove large organic matter and the samples were separated into fine (< 2mm) and coarse (> 2 mm) fractions. For the grain size analysis, the fine fraction (< 2 mm), sieved samples (10 g) were left overnight in 35% hydrogen peroxide (H2O2). The samples were then heated to remove organic matter. In addition, the samples were dispersed by a 10 ml solution of 0.4 N sodium pyrophosphate (Na4P2O7) and ultrasonicated (45 min). The sand fraction was separated by dry sieving (classes: coarse sand: 2000 - 630 µm, medium sand: 630 - 125 µm, find sand: 200 - 125 µm and finest sand: 125 - 63 µm). X-ray granulometry (XRG, SediGraph III 5120, Micromeritics) was used to measure the fine fraction (coarse silt: 63 - 20 µm, medium silt: 20 - 6.3 µm, fine silt: 6.3 - 2.0, coarse clay: 2.0 - 0.6 µm, medium clay: 0.6 - 0.2 and fine clay < 0.2 µm). The coarse fraction was divided into two classes (2-10 mm, > 10 mm) by dry sieving. The roundness of gravels (> 10 mm) was also determined (> 10 mm rounded, > 10 mm sub-rounded, > 10 mm angular). The carbonate content of the fine fraction was determined using the Scheibler method. A pre-test is therefore carried out to determine the sample quantity. The more carbonate is contained, the smaller the required sample quantity. During the measurement, a defined amount of 10 % hydrochloric acid (HCL) is then added to the sample and the outgassing of the resulting CO2 is measured. The amount of HCL can be used to calculate the amount of dissolved calcium carbonate (CaCO3). For further geochemical analysis, the samples were pulverised and homogenised using the Retsch vibrating mill MM 200. The content of total carbon, nitrogen and sulphur of the fine fraction was analysed using the vario EL cube (Elementar). For this purpose, the ground fine soil sample was mixed with tungsten oxide (WO3) in a ratio of 1:3 and wrapped in tin foil for analysis. Due to the higher accuracy, the sulphur values of the X-ray fluorescence spectrometry (XRF) were included in the data set. The samples (8 g) were pressed into uniform pills with a carbon-based binder using a Vaneox press at 20 t for 2 min. Elemental analysis was performed in a He atmosphere using a Spectro Xepos energy dispersive XRF spectrometer. The complete XRF dataset including errors, reproducibility and security of the measurement is also available on Pangaea. Finally, the inorganic and organic carbon as well as the C/N and C/S ratios were calculated. The surface elevation was extracted from Brell et al. (2023).

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