Das Projekt "Biologische Behandlung von Metallspaenen und -schlaemmen, die mit Kuehlschmierstoffen verunreinigt sind" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Forschungsschwerpunkt 04, Arbeitsbereich Abfallwirtschaft und Stadttechnik durchgeführt. Bei der Fertigung von Autoteilen im Mercedes Benz Werk fallen Metallspaene und Metallschlaemme an, die mit Kuehlschmierstoffen verunreinigt sind. Im Arbeitsbereich Abfallwirtschaft sollen Untersuchungen zur biologischen Reinigung dieser Problemstoffe durchgefuehrt werden. Zeitgleich werden Reaktoren zur Behandlung dieser Problemstoffe konzipiert und angefertigt. Wegen der meist nicht festen Konsistenz, des zumeist hohen Fremdstoffgehaltes und der unterschiedlichen und oft problematischen Zusammensetzung ist die Verwertung oder Entsorgung der oelhaltigen Spaene und Schlaemme schwierig und kostspielig. Eine Moeglichkeit, einen Teil der Verunreinigung abzutrennen, ist das Zentrifugieren der Problemstoffe. Dabei kann ein Teil der Kuehlschmierstoffe (KSS) zurueckgewonnen werden, und der Transport der Abfallstoffe wird vereinfacht. Ausserdem ist eine thermische Entfeuchtung bzw. Wiederverwertung moeglich. Bei diesen Verfahren fuehrt die meist unvollstaendige Verbrennung zu Problemen in der Abluft und zur Zerstoerung von Elektrofiltern durch Glimmbraende. Eine Abgasnachverbrennung koennte hier die Probleme minimieren. Mit Wasch- und Extraktionsverfahren, bei denen mit Waschwasser und Tensiden gearbeitet wird, ist ebenfalls eine Trennung moeglich. Von Huettenwerken werden nur Metallspaene angenommen, wenn diese eine trocknende Vorbehandlung, mindestens in Form eines Zentrifugierens, erfahren haben. Ordnungsgemaess aufbereitete, fuer die schmelztechnische Verarbeitung vorgesehene Spaene sollten Restfeuchten von kleiner 0,3 Prozent aufweisen. Ein Recycling ohne vorherige Reinigung ist daher nicht moeglich. Erste Voruntersuchungen zur biologischen Reinigung der oelhaltigen Schlaemme bzw. Spaene haben gezeigt, dass die Verunreinigungen verringert werden koennen. Bei diesen anaeroben Versuchen wurde den oelhaltigen Abfallstoffen anaerobes organisches Material zum Animpfen zugegeben. Weitere Versuche mit unterschiedlichen Zuschlagsstoffen und veraenderten Milieubedingungen werden folgen.
Das Projekt "Thermische Filterstaubentgiftung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Asea Brown Boveri Kraftwerke AG durchgeführt. Filterasche aus Elektrofiltern von Verbrennungsanlagen ist giftig, da loesliche Schwermetallverbindungen, sowie Dioxine und Furane enthalten sind. Bei der thermischen Filterstaubentgiftung von Asea Brown Boveri wird die Filterasche in einem elektrisch beheizten Ofen erhitzt. Dabei verschmilzt der sandaehnliche Filterstaub oberhalb von 1200 GradC zu einem Glas, das aus dem Ofen ausgetragen wird. Die Auslaugraten von diesem Glas liegen deutlich unter den Grenzwerten der Abwassernorm. Die Schwermetallverbindungen dampfen bei der hohen Temperatur ab und werden nach Quenchen mit viel Kaltluft auf einem Schlauchfilter abgeschieden. Eine Rueckgewinnung der Schwermetalle aus dieser Fraktion ist moeglich. Dioxine und Furane werden thermisch zerstoert und nicht wieder gebildet.
Das Projekt "Sludge2P - Energieautarke Rückgewinnung von Phosphaten durch ganzheitliche Klärschlammverwertung mit integrierter Wasserstoffgewinnung; Teilvorhaben: Prozessoptimierung der Phosphatrückgewinnung aus Klärschlamm im Hinblick auf eine Verwertbarkeit als sicheres und effizientes Düngemittel." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e.V. durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, bei dem durch die Kombination eines zweistufigen Klärschlammvergasungsverfahrens für getrockneten Klärschlamm mit einer anschließenden innovativen schmelztechnischen Behandlung der entstehenden Klärschlammaschen ein Produktgas und ein verwertbares Düngemittel erzeugt wird. Dabei soll aus dem Produktgas Wasserstoff abgetrennt werden. Das verbleibende Restgas dient der Beheizung des Schmelzreaktors. Im Vergleich zu bisher bekannten Ansätzen zur Phosphorrückgewinnung weist der angestrebte Behandlungsweg eine deutlich bessere Energieeffizienz auf, da die gesamte Prozesskette von der Klärschlammtrocknung bis zur schmelztechnischen Behandlung der Aschen ganzheitlich betrachtet wird und alle Verfahrensstufen prinzipiell für einen Vor-Ort-Betrieb durch den Kläranlagenbetreiber geeignet sind; hierdurch kann eine weitgehende Energieautarkie erreicht werden. Gleichzeitig wird erwartet, dass sich dieses Verfahren durch einen nur geringen Additiveinsatz und eine Minimierung der Abfallströme auszeichnen wird.
Das Projekt "Sludge2P - Energieautarke Rückgewinnung von Phosphaten durch ganzheitliche Klärschlammverwertung mit integrierter Wasserstoffgewinnung; Teilvorhaben: Projektleitung, Entwicklung der Brennstofflieferung, Prozesstechnik des IPV-Reaktors und Betrieb der Gesamtanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Entsorgungsbetrieb der Stadt Siegen durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, bei dem durch die Kombination eines zweistufigen Klärschlammvergasungsverfahrens für getrockneten Klärschlamm mit einer anschließenden innovativen schmelztechnischen Behandlung der entstehenden Klärschlammaschen ein Produktgas und ein verwertbares Düngemittel erzeugt wird. Dabei soll aus dem Produktgas Wasserstoff abgetrennt werden. Das verbleibende Restgas dient der Beheizung des Schmelzreaktors. Im Vergleich zu bisher bekannten Ansätzen zur Phosphorrückgewinnung weist der angestrebte Behandlungsweg eine deutlich bessere Energieeffizienz auf, da die gesamte Prozesskette von der Klärschlammtrocknung bis zur schmelztechnischen Behandlung der Aschen ganzheitlich betrachtet wird und alle Verfahrensstufen prinzipiell für einen Vor-Ort-Betrieb durch den Kläranlagenbetreiber geeignet sind; hierdurch kann eine weitgehende Energieautarkie erreicht werden. Gleichzeitig wird erwartet, dass sich dieses Verfahren durch einen nur geringen Additiveinsatz und eine Minimierung der Abfallströme auszeichnen wird.
Das Projekt "Sludge2P - Energieautarke Rückgewinnung von Phosphaten durch ganzheitliche Klärschlammverwertung mit integrierter Wasserstoffgewinnung; Teilvorhaben: Errichtung und Betrieb der Vergasungsanlage sowie Simulation und Up-Scale der Anlagentechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Siegen, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Energie- und Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, bei dem durch die Kombination eines zweistufigen Klärschlammvergasungsverfahrens für getrockneten Klärschlamm mit einer anschließenden innovativen schmelztechnischen Behandlung der entstehenden Klärschlammaschen ein Produktgas und ein verwertbares Düngemittel erzeugt wird. Dabei soll aus dem Produktgas Wasserstoff abgetrennt werden. Das verbleibende Restgas dient der Beheizung des Schmelzreaktors. Im Vergleich zu bisher bekannten Ansätzen zur Phosphorrückgewinnung weist der angestrebte Behandlungsweg eine deutlich bessere Energieeffizienz auf, da die gesamte Prozesskette von der Klärschlammtrocknung bis zur schmelztechnischen Behandlung der Aschen ganzheitlich betrachtet wird und alle Verfahrensstufen prinzipiell für einen Vor-Ort-Betrieb durch den Kläranlagenbetreiber geeignet sind; hierdurch kann eine weitgehende Energieautarkie erreicht werden. Gleichzeitig wird erwartet, dass sich dieses Verfahren durch einen nur geringen Additiveinsatz und eine Minimierung der Abfallströme auszeichnen wird.
Das Projekt "Teilvorhaben: Untersuchungen zur Zweistufigen Verbrennung+Einstellung einer variablen Brennerflammenlänge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik, Lehrstuhl Gas- und Wärmetechnische Anlagen durchgeführt. Das Ziel des Projektes liegt in der Entwicklung eines Systems, welches z.B. in einem Aluminiumschmelzofen eingesetzt werden kann, um die Energie- und Materialeffizienz zu steigern. Unter Einsatz intelligenter Steuerungsmodule, umfassender Sensorik und innovativer Lösungsansätze im Verbrennungsbereich soll der SmartOfen über einen hohen Automatisierungsgrad verfügen. Im Teilvorhaben der TU Bergakademie Freiberg soll am IWTT das Konzept der gestuften Verbrennung im Ofenraum realisiert werden. Ziel ist es durch die Schaffung von Bereichen mit unterstöchiometrischer Verbrennung den Aluminiumabbrand zu minimieren. Weiterhin werden Brennerentwicklungen zur Realisierung einer optimalen Flammenlänge während des Schmelzens vorgenommen. Es wird ein Konzept zur gestuften Verbrennung mit integrierter Nachverbrennung entwickelt. Dieser beinhaltet eine Zone mit reduzierender Atmosphäre im Schmelzbereich und eine Zone mit oxidierender Atmosphäre vor dem Abgasaustritt aus dem Kamin. In der zweiten Zone wird durch eine zusätzliche Luftzufuhr die vollständige Verbrennung sichergestellt. Numerische Strömungssimulationen sollen helfen, die Ausführung der oxidierenden Zone zu optimieren. Weiterhin wird ein Konzept zur Modifikation des Brenners mit dem Ziel einer einstellbaren Flammenlänge erarbeitet. Die entwickelten Konzepte werden am Demonstratorofen getestet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Industrielle und fertigungstechnische Umsetzung in der Gießerei unter Produktionsbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Borbet Thüringen GmbH durchgeführt. Den Energieeinsatz optimieren, Energiekosten senken, Umweltbelastungen reduzieren und zugleich die Wettbewerbsfähigkeit stärken sowie Wachstum und Beschäftigung sichern - das sind konstante Herausforderungen für deutsche Unternehmen. Trotz der immer weiterführenden Entwicklung und Verwendung von modernen Isolierwerkstoffen sowie der Gasbrennersystemen weisen die auf dem Markt verfügbare Aluminiumschmelzöfen immer noch einen sehr hohen Energieverbrauch und damit eine hohe CO2-Emission auf. Das Ziel des Projektes liegt in der Entwicklung eines Systems, welches z.B. in einem Aluminiumschmelzofen eingesetzt werden kann, um die Energie- und Materialeffizienz zu steigern. Dank dem Einsatz intelligenter Steuerungsmodule, umfassender Sensorik und innovativer Lösungsansätzen im Verbrennungsbereich soll der SmartOfen über einen hohen Automatisierungsgrad verfügen. Ein weiteres Ziel des Systems ist die Verbesserung der Arbeitsbedingungen, da die Daten auch für andere Prozessschritte (wie z.B. Condition Monitoring) interessant sein können. Das wiederum kann zu einer besseren Auslastung der Ressource Mitarbeiter führen. Für die erfolgreiche Durchführung des Vorhabens sind folgende Aufgaben im Laufe des Projektes zu erfüllen: 1) Weiterentwicklung und Auswertung der Effektivität des Einsatzes vom beweglichen Brennersystem und dessen Leistungsanpassung; 2) Überwachung und Auswertung solcher Daten aus dem Schmelzbadbereich wie Badfüllstand, Anbackungen an den Wänden, Oxydschicht auf der Badoberfläche; 3) Die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen der mehrstufigen Verbrennung und der Oxydbildung bzw. dem Abbrandverhalten und Ermittlung der optimalen Parameter für den Schmelzprozess; 4) Programmierung des intelligentes Steuerungsmoduls zur Erhöhung des Automatisierungsgrades beim Einsatz der Schmelzöfen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Industrielle und fertigungstechnische Umsetzung an einer Aluminium Schmelzofenanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ZPF GmbH durchgeführt. Den Energieeinsatz optimieren, Energiekosten senken, Umweltbelastungen reduzieren und zugleich die Wettbewerbsfähigkeit stärken sowie Wachstum und Beschäftigung sichern - das sind konstante Herausforderungen für deutsche Unternehmen. Trotz der immer weiterführenden Entwicklung und Verwendung von modernen Isolierwerkstoffen sowie der Gasbrennersystemen weisen die auf dem Markt verfügbare Aluminiumschmelzöfen immer noch einen sehr hohen Energieverbrauch und damit eine hohe CO2-Emission auf. Das Ziel des Projektes liegt in der Entwicklung eines Systems, welches z.B. in einem Aluminiumschmelzofen eingesetzt werden kann, um die Energie- und Materialeffizienz zu steigern. Dank dem Einsatz intelligenter Steuerungsmodule, umfassender Sensorik und innovativer Lösungsansätzen im Verbrennungsbereich soll der SmartOfen über einen hohen Automatisierungsgrad verfügen. Ein weiteres Ziel des Systems ist die Verbesserung der Arbeitsbedingungen, da die Daten auch für andere Prozessschritte (wie z.B. Condition Monitoring) interessant sein können. Das wiederum kann zu einer besseren Auslastung der Ressource Mitarbeiter führen. Für die erfolgreiche Durchführung des Vorhabens sind folgende Aufgaben im Laufe des Projektes zu erfüllen: 1) Weiterentwicklung und Auswertung der Effektivität des Einsatzes vom beweglichen Brennersystem und dessen Leistungsanpassung; 2) Überwachung und Auswertung solcher Daten aus dem Schmelzbadbereich wie Badfüllstand, Anbackungen an den Wänden, Oxydschicht auf der Badoberfläche; 3) Die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen der mehrstufigen Verbrennung und der Oxydbildung bzw. dem Abbrandverhalten und Ermittlung der optimalen Parameter für den Schmelzprozess; 4) Programmierung des intelligentes Steuerungsmoduls zur Erhöhung des Automatisierungsgrades beim Einsatz der Schmelzöfen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Energieeffizienzsteigerung und Vollautomatisierung eines Al-Schmelzprozesses anhand optischer Datenerfassung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH durchgeführt. Der Beitrag des IPH besteht in der 3D-Datenakquise und deren primärer Aufbereitung für den Brennerraum und Schmelzbad. Optische Ist-Daten, sowie weitere um Soll-Zustandsdaten ergänzte Ist- Daten aus dem Ofeninnenraum werden mittels künstlicher Intelligenz (KI-Modul) bearbeitet wird, zunächst ausgewählt und verarbeitet, um damit Handlungsanweisungen für die Brennersteuerung zu errechnen und auszugeben. Die durch das IPH zur Verfügung zu stellenden Daten werden optisch erfasst und sollen die Ist-Oberflächen von Schmelzbrücke- und Schmelzbadinnenraum repräsentieren. Die optische Erfassung des Konturfeldes bringt Möglichkeiten mit sich, die mit anderen Systemen z.B. taktile Messsystemen nur unter sehr hohem Aufwand oder unter Umständen überhaupt nicht zu erreichen sind. Mit Hilfe dieser Oberflächeninformationen sollen zwei unterschiedliche Vorgänge initiiert werden: 1. Die Daten über Schmelzreste auf der Brücke werden genutzt, um den Flammstrahl nach Intensität und Richtung zu steuern, so dass für den Abbrand dieser Reste lediglich ein notwendiges Minimum an Energie aufzubringen ist. 2. Mit Hilfe der Oberflächeninformationen über das Schmelzbad wird einerseits auf das verbleibende Füllvolumen (Ist-Füllvolumen) zurückgeschlossen, um die notwendige Menge an Schmelzgut zu bestimmen, mit der die Schmelzbrücke zu bestücken ist. Andererseits kann auf diese Weise der Zeitpunkt bestimmt werden, an dem eine mechanische (manuelle) Entfernung der im Schmelzbad verbliebenen Oxidablagerungen vorzunehmen ist. AP1.1 Weiterentwicklung bzw. Ergänzung der optischen Messtechnik und der entwickelten Software zur Überwachung der Schmelzbrücke AP1.2 Definition und Auswahl der Messtechnik für das Schmelzbad AP2 Erzeugung von Testdaten zur Bearbeitung der Phase 1 AP3 Versuchsaufbau, -durchführung und -auswertung am Demonstrator unter erweiterten Einsatzbedingungen zur Bearbeitung der Phase 2 und 3 AP4 Versuchsdurchführung und -auswertung am Demonstrator unter industriellen Bedingungen
Das Projekt "Entwicklung eines kostengünstigen mikrowellenbasierten Verfahrens zum Recycling von Siliziumrohstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie durchgeführt. Das Ziel des EmiSi Vorhabens ist es, fußend auf den Ergebnissen aus dem ParSiWal-Vorhaben (FKZ: 50 WM 1146), ein innovatives Verfahren zu entwickeln, mit Hilfe dessen qualitativ hochwertiger Siliziumrohstoff für die Anwendung in der Photovoltaik und der Mikroelektronik langfristig sehr kostengünstig (kleiner als 10 Euro/kg) zur Verfügung gestellt werden kann. Kernpunkt hierbei ist der Einsatz der Mikrowellentechnologie, die gegenüber herkömmlichen Methoden das Potential zu einem 30-50% niedrigeren Energieverbrauch mit sich bringt. Mit dem Verfahren soll das Rohstoffrecycling aus Siliziumabfällen, welche tonnenweise bei der mechanischen Bearbeitung von Siliziumkristallen anfallen, adressiert werden. Dies führt zu einer effizienteren Nutzung von wertvollen Ressourcen, was letztendlich in einer enormen Kosten- und Energieeinsparung resultiert. Die erzielten Ergebnisse des ParSiWal-Vorhabens zur Wechselwirkung von Partikeln mit Siliziumschmelze stellen dabei die Grundlage für die Arbeiten im vorgeschlagenen EmiSi-Vorhaben dar. Das Fraunhofer IISB arbeitet im Rahmen des Vorhabens an der Untersuchung zur kostengünstigen Aufbereitung von Siliziumsägeabfällen und der Evaluierung des mittels Mikrowellentechnologie recycelten Silizium-Rohstoffs. Im Rahmen eines Unterauftrags wird die Fa. JPM Silicon GmbH zur Entwicklung der Mikrowellentechnologie für das Aufschmelzen der Sägeabfälle eingebunden. Gemeinsam wird die Mikrowellentechnologie hochskaliert und eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt.
