Das Projekt "Gas-fuelled rapid heating furnace" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gaswärme-Institut e.V. durchgeführt. Objective: To demonstrate the feasibility of reducing energy consumption in the reheating of forgings and to improve forging quality by the replacement of electric and conventional gas-fired furnaces, by a new gas-fuelled rapid heating furnace incorporating and combining known technical features: these will considerably reduce energy consumption and advance the engineering design of conventional gas-fired reheating furnaces. General Information: Rapid heating furnaces are often installed in forging shops to treat small forgings. It is important to heat the forging rapidly and evenly and to minimize scale formation. The object of this research is to produce a micro-structure to eliminate the need for further heat treatment. The advantage of an inductive, over a conventional gas-fuelled furnace is the low level of scale formation due to the brief furnace dwell time. On the other hand, inductive furnaces are operated by a secondary source of energy (electricity) and are therefore expensive to operate. In addition, temperature distribution in a charge heated by a conventional furnace is unsatisfactory. The furnace to be designed, installed and operated for the project is a gas fuelled rapid heating installation using natural gas as the primary energy source. Charge heating will be in 3 zones (soaking, heating-up and preheating) to reheat the charge. As in the case of pusher type furnaces, charge and atmosphere movement will be counter current. In order to minimize scale formation, the soaking zone will be fired in the fuel-rich mode, while the heating-up zone will be fuelled by a fuel-lean gas and air mixture, burning uncombusted gases from the soaking zone. Staged combustion minimizes NO output and environmental impact. Fuel-rich soaking zone operation necessitates tests to establish combustion air preheat temperature, the acceptability of the fuel/air system with respect to sooting and safety aspects associated with CO formation. Forgings will be charged in transverse mode and a recuperator incorporated in the furnace for combustion air preheating: the furnace control system will feature high precision fuel/air ration controllers for heating-up and soaking zones. Each controller is capable of maintaining an air factor of between 0.5 and 1.5 to allow exact adjustment of the fuel/air ratio and to minimize scaling. An optical control system monitors the temperature of the charge leaving the furnace. Fuel gas flow is adjusted by temperature controller as a function of the difference between temperature as measured by the optical system and set point temperature. When fuel gas flow is adjusted, combustion air flow will also be adjusted by the fuel/air ratio control system. A shop function is also incorporated in the furnace control system: this is capable of lowering gas flow to between to 10-30 per cent of rated flow. For this purpose the control system will immediately reduce gas flow if furnace operation is switched to idle mode. Simultaneously...
Das Projekt "Middle temperature drying of extracted sugar beet pulp by using secondary energy" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Elektronenstrahltechnik Nord GmbH & Co. (ETN) durchgeführt. Objective: Aims to demonstrate a sugar beet convection dryer that uses waste heat within a sugar refinery. Heat from evaporators, condensers and surplus steam is used to pre-heat ambient air entering the dryer. The dryer consists of several circular horizontal sieve plates which are fixed to a rotating shaft. This is contained by Asilo like structure. Air fed into the dryer is 70-90 degree of Celsius. The beet pulp is transferred from one plate to another to the base of the dryer. The process is 82 per cent more efficient, saving 1.28 t/h oil, about 2272 t/y oil. The process technology of this project is innovatory.
Das Projekt "Senkung der CO2-Emissionen durch die Nutzung von Sekundärenergie zur Vorwärmung von Blaskohlen mit dem Ziel der Optimierung des Hochofenbetriebes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von E.S.C.H. Engineering Service Center und Handel GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das Ziel des geplanten FuE-Projektes besteht in der Entwicklung einer neuen, effektiveren Technologie zur Vorwärmung des in den Hochofen einzublasenden Kohlenstaubes auf Temperaturen von 200 220 °C. Die Umsetzung des eingesetzten Kohlenstaubes wird dadurch erheblich verbessert und folglich der Koksverbrauch sowie die CO2-Emission gesenkt. Zur Verminderung des Verbrauchs an fossilen Energieträgern soll für die Erhitzung des Wärmeträgers Sekundärenergie in Form von Gichtgas genutzt werden, welches für diesen Zweck in ausreichender Menge zur Verfügung steht. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Zum Erreichen des o. g. Projektzieles müssen im Rahmen der Projektdurchführung folgende Schwerpunkte bearbeitet werden: (1) Zunächst wird die optimale Kohleeinblastemperatur für den Hochofenprozess aus metallurgischer Sicht ermittelt, d. h. welche Kohleart bei welcher Vorwärmtemperatur die beste Verbrennung erzielt. Dazu müssen in einer vorhandenen Anlage, die zur Bestimmung der Kohlenstaubumsetzung dient und die Bedingungen von der Einblaslanze bis zum Eintritt in die Wirbelzone eines Hochofens simuliert, Versuche mit verschiedenen Kohlen durchgeführt werden. (2) Ein weiterer Schwerpunkt ist die Untersuchung der wirtschaftlich erreichbaren Vorwärmtemperaturen unter den Randbedingungen einer hohen technischen Stabilität und Anlagenverfügbarkeit. Dazu sollen zwei Versuchsanlagen zur Vorwärmung konzipiert und gebaut werden, an denen dann die entsprechenden Vorwärmversuche durchzuführen sind. (3) Bei der Zusammenführung der Ergebnisse aus den Projektpunkten 1 und 2 ist das Ziel, die - möglicherweise von der Kohleart abhängige - Vorwärmtemperatur zu ermitteln. Diese ist aus den optimalen Kohletemperaturen aus metallurgischer Sicht und aus den verfahrenstechnisch möglichen und wirtschaftlich sinnvollen Vorwärmtemperaturen zu bestimmen. Auf dieser Basis kann dann das Anlagenkonzept für eine Pilotanlage erstellt werden. Fazit: Es wird eingeschätzt, dass die Vorwärmung von Blaskohlen technisch möglich und sinnvoll ist. Durch die Vorwärmung kann das Ersatzverhältnis der Kohlenstäube deutlich erhöht werden, was zu einer Kokseinsparung führt. Damit sind sowohl ökonomische als auch ökologische Effekte verbunden, welche den technischen und energetischen Aufwand der Vorwärmung rechtfertigen. Ziel der zweiten Projektphase muss es nun sein, eine Pilotanlage an einem Hochofen zu installieren und zu betreiben. Dazu müssen in weiteren Versuchen noch einige technischen Fragen, wie zum Beispiel die des Druckeinflusses auf die Vorwärmung, geklärt werden.
Das Projekt "Einbindung eines Dampfwirbelschichttrockners in ein Kraftwerkssystem (fuer die DDR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Saarbergwerke durchgeführt. In einer Entwicklungs- und Planungsstudie soll zur Trocknung nasser Brennstoffe insbesondere Braunkohle im Kraftwerksverbund ein Konzept mit Dampfwirbelschichttrocknertechnik erarbeitet werden, das an Stelle von Primaerenergie einen geringeren Teil Sekundaerenergie erfordert und hierfuer Entnahmedampf mit niedrigen Temperaturen einsetzt. Das Konzept soll hohe Verfuegbarkeiten der Trocknung im Kraftwerksverbund aufweisen, um die Vorteile geringerer Emissionen und hoeherer Wirkungsgrade im Grundlast-, Mittellast- und Spitzenlastbereich nutzen zu koennen. Es soll weiterhin das Brennstoffwasser im Energieverbund von Strom und Waerme ueber das Kraftwerk mit integriertem Dampfwirbelschichttrockner nutzen. Ein wesentliches Merkmal soll ein Aufbau und Versuchsbetrieb in mehreren Entwicklungsabschnitten mit fruehzeitigem Beginn des Demonstrationsbetriebes sein. Das Konzept soll Anschluss- und Verbindungsmoeglichkeiten zu einem Ausbau zu einem Heissgas-Brenngas-Dampf-Kombiblock enthalten.
Das Projekt "Meß-, Auswerte- und Visualisierungsgeräte für das BHKW-Ausbildungszentrum Travemünde" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Handwerkskammer (HWK) Lübeck durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Der weltweit wachsende Energiebedarf und steigende Energiepreise und die Erkenntnis der Endlichkeit der fossilen Energieträger (Kohle, Öl, Gas) verstärkt das Interesse, die vorhandenen Energieträger sinnvoll und sparsam zu nutzen. Große Einsparpotentiale ergeben sich durch die Minimierung der Umwandlungsverluste der Primärenergie in Sekundär- bzw. Nutzungsenergie. Ein vorbildlicher Weg zur Reduzierung von Verlusten ist die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Die wirtschaftlichste und wirkungsvollste Variante der KWK sind die Heiz- und Stromerzeugungssysteme mit Verbrennungsmotoren, die in Blockheizkraftwerken (BHKW) eingesetzt werden. Um die erkennbaren positiven Entwicklungstendenzen der BHKW-Technik weiter zu entwickeln, ist es erforderlich, die personelle und technische Infrastruktur zu schaffen. Besonders prädestiniert für den Aufbau solcher Infrastruktur sind die qualifizierten Fachhandwerker vor Ort. Den Handwerkern mit den notwendigen Grundqualifikationen sind die Kenntnisse der BHKW-Technik in Fortbildungslehrgängen zu vermitteln. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die Fortbildung muß an Schulungs-BHKW in Verbindung mit geeigneten Meß-, Auswerte- und Visualisierungsgeräten sowie geeigneten Schulungsunterlagen geschehen. Um die Konzeption für eine Aus-/Fortbildung in BHKW-Technik zu erarbeiten, wurde eine Arbeitsgruppe gebildet. Die Projektleitung übernahm die Handwerkskammer Lübeck. In der Berufsbildungsstätte Travemünde der Handwerkskammer Lübeck ist eine BHKW-Anlage mit 2 MAN-BHKW-Modulen mit Viertakt-Gas-Otto-Motoren zur Versorgung der Berufsbildungsstätte und zu Schulungszwecken installiert worden. Ergänzend wurde ein Kleinst- BHKW für die Schulungen beschafft. Für BHKW-Lehrgänge kann teilweise auf vorhandene Ausbildungsmittel, Geräte und Einrichtungen in der Berufsbildungsstätte zurückgegriffen werden. Für die speziellen Themen der BHKW-Technik sind ergänzend noch Meß-, Auswerte- und Visualisierungsgeräte erforderlich. Fazit: Das Projekt Beschaffung von Meß-, Auswerte- und Visualisierungsgeräten für das BHKW-Ausbildungszentrum Travemünde muß in Zusammenhang mit der Beschaffung einer großen BHKW-(Schulungs)-Anlage sowie einer Kleinst-BHKW-Anlage gesehen werden. Ergänzend zu den Beschaffungen wurden die erforderlichen Lehrgangsunterlagen erstellt. Das Gesamtprojekt Lehrgänge in BHKW-Technik ist erfolgreich angelaufen. Die Akzeptanz der BHKW-Technik muß noch in allen dafür potentiell zuständigen Kreisen erhöht werden.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung einer sensorbasierten praedikativen Steuerung bei der industriellen Gewinnung und Nutzanwendung von Prozessgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BFI Betriebsforschungsinstitut, VDEh-Institut für Angewandte Forschung GmbH durchgeführt. Bei der Gewinnung und Nutzanwendung industrieller Prozessgase treten produktions- und verfahrensbedingt starke Schwankungen im Heizwert auf. Der Energieinhalt dieser wertvollen Prozessgase ist erheblich und betraegt ca 18 Prozent des Energieinhaltes der oeffentlichen Gasversorgung. Diese Heizwertschwankungen behindern die energetisch vollstaendige Nutzung dieser Sekundaerenergietraeger betraechtlich, da die bisher verfuegbare Analyse- und Steuerungstechnik viel zu langsam auf Heizwertschwankungen reagiert. Ein grosser Teil der Prozessgase wird daher abgefackelt oder mit zu grossem Luftueberschuss verbrannt. Ziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung und Erprobung eines neuartigen, praedikativen Steuerungskonzeptes, welches dynamisch und schnell auf Heizwertschwankungen reagiert. Kernstueck hierfuer ist ein neuartiger akustischer Analyseprozessor nach dem Prinzip der 'Orgelpfeife', deren akustische Eigenschaften von der momentanen Gasbeschaffenheit verzoegerungsfrei erfasst und spontan regelungstechnisch zur Brennmediensteuerung genutzt wird. Durch diese neuartige dynamische Gas-Steuerungstechnik 'DYNGAS' kann der energetische Wirkungsgrad von vielfaeltigen Prozessgasfeuerungen in verschiedenen Industriebetrieben deutlich gesteigert werden. Dies bedeutet eine erhebliche Senkung des Primaerenergieverbrauchs und der Kohlendioxidemissionen.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Handlungsoptionen und Potenzialabschätzung vernetzter Energieversorgungsstrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Stadtplanung, Fachgebiet Stadttechnik durchgeführt. Ziel des transdisziplinären Verbundvorhabens ist die Identifikation, Analyse und Bewertung von Handlungsoptionen zur nachhaltigen Transformation und sektorübergreifenden Vernetzung und Optimierung von Infrastruktursystemen in urbanen Räumen. Diesbezügliche Potentiale werden aus technisch-funktionaler sowie städtebaulich-räumlicher Sicht untersucht und es werden institutionell-rechtliche Hemmnisse im Status Quo aufgezeigt und Handlungsempfehlungen zur Weiterentwicklung des institutionellen Rahmens abgeleitet. Die Brandenburgische Technisch Universität Cottbus-Senftenberg wird mit ihrem Teilprojekt anhand der Quartiere in Gießen und Erfurt die Vorteile einer sektorübergreifenden Vernetzung und Optimierung von Infrastrukturen aufzeigen. Der Fokus liegt auf der Herausarbeitung der energetischen Potenziale für die Wärme-, Kälte und Stromversorgung von Stadtquartieren. Untersucht werden u.a. Optimierungsmöglichkeiten vor dem Hintergrund der zu erwartenden baulichen und technischen Entwicklungen, die Nutzung alternativer (Sekundär-)Ressourcen oder Möglichkeiten der technischen Verknüpfung von Infrastrukturen, z.B. im Form einer Abwasserwärmenutzung. Es soll eine Bewertung der Umsetzungschancen in den Beispielquartieren erfolgen. Für die Bewertung werden mehrere Dimensionen (z.B. räumlich, technisch, ökonomisch) herangezogen. Die Ergebnisse fließen in Umsetzungsszenarien zur baulichen Entwicklung der Quartiere ein.
Das Projekt "Energieeinsparung bei der Dachziegel-Herstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ströher GmbH durchgeführt. Verfalzte Tondachziegel werden nach ihrer weichplastischen Ausformung auf Unterlagen getrocknet und jeweils einzeln auf feuerfesten Kassetten in Durchlaufoefen gebrannt. Ziel ist eine Verfahrensentwicklung, die eine Herstellung ohne jegliche Formlingstraeger bzw. Brennhilfsmittel ermoeglicht. Hierdurch lassen sich erhebliche Einsparungen an prozessbeteiligter Primaer- und Sekundaerenergie erreichen.
Das Projekt "Systemanalytische Begleitforschung, energetische Bilanzierung und Umfeldanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Ingenieurwissenschaften, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft durchgeführt. Das Projekt fokussiert auf die praktische Umsetzung eines Konzeptes, nach welchem in einem zyklischen Prozess Wasserstoff durch natürliche, selbstreplizierende oder biomimetische Systeme aus Wasser erzeugt und bei Verbrennung wieder in Wasser überführt wird. Die zur H2-Erzeugung benötigte Energie wird hierbei von der Sonne geliefert und die benötigten Elektronen und Protonen werden aus der photobiologischen Spaltung von H2O gewonnen. Hierfür soll ein biologisches Modellsystem entwickelt werden, welches geeignete genetisch modifizierte Komponenten des photosynthetischen Elektronentransportes mit Komponenten der Wasserstoffproduktion koppelt. Parallel hierzu soll ein biomimetisches Modellsystem entwickelt werden, welches ausgesuchte und optimierte biologische Komponenten in einer Art 'Baukastenprinzip' koppelt. Dies setzt eine molekulargenetisch und biochemisch kompatible Anpassung der Komponenten voraus und dient damit sowohl als Modell für biologisch zelluläre als auch für artifiziell immobilisierte Systeme. Wesentlicher Bestandteil dieser Entwicklungen ist die energietechnische Begleitforschung, welche die Effizienz der hier geplanten Systeme mit bereits bestehenden Systemen vergleicht und eine zentrale Rolle bei der Optimierung der einzelnen Komponenten spielt. Zur systemtechnischen Einordnung der photobiologischen Wasserstofferzeugung und zur Ermittlung von Zielgrößen für die biologischen Forschungsarbeiten werden eine systemanalytische Bewertung des Verfahrens und ein relativer Systemvergleich (Umfeldanalyse) mit heute etablierten und zukünftig denkbaren Verfahren zur Wasserstoffherstellung durchgeführt. Die Systemanalyse erfolgt in enger Kooperation der Bio- mit den Ingenieurwissenschaften. Sie fungiert als Bindeglied zwischen der Grundlagenforschung der Biologie und dem angewandten systemtechnischen Ansatz der Ingenieursdisziplin .Die Umfeldanalyse umfasst einerseits einen Vergleich mit konventionellen Verfahren zur Wasserstofferzeugung, die auf dem Einsatz fossiler Energieträger basieren (z. B. der Reformierung von Erdgas). Andererseits werden Systeme betrachtet, die regenerativ bereitgestellte Primär- oder Sekundärenergie zur Wasserstoffgewinnung nutzbar machen, wie bspw. Verfahren zur Biomassevergasung, Kombinationen von regenerativer Stromerzeugung (Photovoltaik, Windenergie) und Elektrolyseverfahren oder der Wasserstofferzeugung aus Bio- und Klärgasen.
Das Projekt "ZAK-Verfahren zur wirtschaftlichen Gewinnung hochwertiger, qualitätsoptimierter Sekundärbrennstoffe aus Siedlungsabfall bei Minimierung der Reststoffe und der Treibhausgasemissionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zweckverband Abfallbehandlung Kahlenberg durchgeführt. Bau und Betrieb einer großtechnischen Anlage nach dem ZAK-Verfahren unter Nutzung der Erfahrungen aus dem 3-jährigen Betrieb der Versuchsanlage (Upscaling). Das ZAK-Verfahren gliedert sich in folgende 4 Stufen: 1) Ausschleusung einer Grobfraktion bestehend aus Wert- und Störstoffen. 2) Perkolation der Reststoffe kleiner 150mm, wobei aus der flüssigen Fraktion Biogas erzeugt und anschließend verwertet wird. 3) Biologische Trocknung der entwässerten Reststoffe. 4) Mechanische Abtrennung des entwässerten Restes in Wertstoffe, hochwertige Brennstoffe und inerter Abfall. Die Zielsetzung des ZAK-Verfahren ist eine weitest gehende stoffstromspezifische Verwertung des Siedlungsabfalls. Weitere Ziele: Demonstration der im Vergleich zu herkömmlichen Restabfallbehandlungsanlagen geringeren Emissionen an Treibhausgasen. Demonstration der im Vergleich zu herkömmlichen Restabfallbehandlungsanlagen geringeren spezifischen Kosten. Demonstration der im Vergleich zu herkömmlichen Restabfallbehandlungsanlagen geringen Reststoffmenge. Demonstration der hochwertigen Eigenschaften der erzeugten Sekundärbrennstoffe. Erweiterte Ergebnisse: Nachweis der Machbarkeit der vorgesehenen Verfahrenskombination des ZAK-Verfahrens. Gewinnung von Stoff- und Energiebilanzen. Nachweis der erzeugbaren Brennstoffqualität einschließlich des Absatzes des Brennstoffs. Nachweis der Umweltentlastung gegenüber vergleichbaren Verfahren. Nachweis der geringeren Treibhausgasmissionen gegenüber vergleichbaren Verfahren.
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