Optimierung der geometrischen Oberflaechenstruktur von Filtermaterialien in Tiefenfiltern hinsichtlich der Abscheideleistung von Truebstoffen. Untersuchung der Beeinflussung von Haft- und Transportvorgaengen durch die Oberflaechenstruktur.
Die homogene Übergangsmetall-Katalyse hat durch ihre hohe Selektivität und Effizienz zunehmende Bedeutung für die Produktion von Bulk- und Feinchemikalien erreicht. Voraussetzung ist dabei das Recycling der wertvollen Edelmetall-Katalysatoren. Hierfür hat sich die Flüssig-flüssig-Zweiphasentechnik, bei der sich der Katalysator und das Produkt in getrennten flüssigen Phasen befinden, auch im industriellen Einsatz bewährt. Ihre Anwendung erfordert allerdings eine ausreichende Löslichkeit der Edukte in der den Katalysator enthaltenden Phase. Eine universellere Anwendbarkeit soll in diesem Forschungsprojekt erzielt werden durch Methoden, die die Reaktion zunächst in einer gemeinsamen Phase und dann durch Temperatur-Absenkung die Trennung von Produkt und Katalysator ermöglichen. Aus der Literatur ist die 'Thermoregulierte Phasentransferkatalyse' bekannt, bei der die starke Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit eines Katalysators mit speziellen Liganden genutzt wird. Durch eigene Vorarbeiten bestehen Erfahrungen mit Lösungsmittelsystemen, die sich durch Temperaturänderung in zwei Phasen trennen lassen. Ziel ist die Kombination dieser Methoden, um sowohl eine hohe Reaktivität als auch eine gute Abtrennung des Katalysators durch Optimierung der Liganden und des Lösungsmittelsystems zu erreichen. Als Reaktionen sind zunächst Hydroformylierungen, Oligomerisierungen, Hydrierungen und Hydrosilylierungen mit Petrochemikalien sowie mit Fettstoffen als Beispiele für nachwachsende Rohstoffe geplant.
Druckgetriebene Filtrationsprozesse, wie z.B. die Querstrommikrofiltration, sind in ihrer Leistungsfaehigkeit durch Effekte wie Fouling und Konzentrationspolarisation bzw. Deckschichtwachstum beschraenkt. Ziel der hier genannten Arbeit ist es, durch eine gezielte Induzierung von Stroemungsinstabilitaeten in Form von Sekundaerstroemungen das Deckschichtwachstum an der Membran zu limitieren, somit hoehere Filtratfluesse zu erzielen und den Filtrationsprozess insgesamt effizienter zu betreiben. Die Stroemungsinstabilitaeten werden durch die Stroemungsfuehrung in maeanderfoermig gekruemmten Kapillarmembranen aufgrund von Zentrifugalkraeften erzeugt. In Technikumsversuchen mit Latex- und Hefesuspensionen konnte nachgewiesen werden, dass sich der Filtratfluss durch den Einsatz von Dean Wirbeln gegenueber der Filtration mit geraden Kapillarmembranen um bis zu 140 Prozent steigern laesst, die Effizienz des Prozesses kann bei gleichem spezifischen Filtratfluss sogar um bis zu 400 Prozent hoeher sein. Neben den experimentellen Untersuchungen erfolgt eine intensive theoretische Betrachtung des Filtrationsprozesses. Mit Hilfe einer CFD-Software werden die hydrodynamischen Vorgaenge untersucht und in Hinblick auf den Deckschichtaufbau analysiert. Die Berechnung mehrphasiger Stroemungen und der Ablagerungsmechanismen von Partikeln soll in Zukunft durch die Simulation des dynamischen Deckschichtaufbaus in maeanderfoermig gekruemmten Kapillarmembranen erfolgen und zur Optimierung von Filtrationsmodulen hinsichtlich der Hydrodynamik herangezogen werden.
Untersuchungen des TÜV haben gezeigt, dass es nach einem langen Einsatz der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme mit Biokraftstoffen vermehrt zu Ausfällen kommen kann. Durch eine Kombination der Techniken zur Bestimmung von Durchbruchskurven und der Raman-Spektroskopie soll das Adsorptionsverhalten der KDRS über viele Zyklen messtechnisch begleitet werden. Die experimentellen Untersuchungen werden im Rahmen einer Modellierung, die auf dem bereits vorliegenden Adsorptionsreaktormodell (UMSICHT) beruht, begleitet. Die ausführliche Vorhabenbeschreibung ist dem Antrag beigelegt. Das Adsorptionsverhalten verschiedener Aktivkohleproben, d.h. neu hergestellter bzw. einer definierten Anzahl von definierten Be- und Entladezyklen (4.000 und 40.000 gefahrenen Kilometern entsprechend) unterzogenen, wird experimentell erfasst. Folgender experimenteller Ablauf ist geplant: Charakterisierung der Aktivkohleproben in Voruntersuchungen. Mit einem Pentan/Ethanol-Gemisch wird dann ein Adsorber, der mit einer Aktivkohleprobe befüllt wurde, bis zum Durchbruch beladen. Zur Desorption wird der Adsorber mit Laborluft gespült bis 300 ausgetauschte Bettvolumina erreicht sind. Die Zusammensetzung der Gasphase wird während Ad- und Desorption mit einem, im Rahmen des Projektes aufzubauenden Raman-Detektor bestimmt. Nach jeweils 50 Zyklen (Ad- und Desorption= 1 Zyklus) wird die Arbeitskapazität der Aktivkohle bestimmt. Dies erfolgt gemäß einer Methode, die analog zur ASTM-Norm D 5228-92 entwickelt wurde. Die erhaltenen experimentellen Daten werden u.a. zur Weiterentwicklung eines mathematischen Berechnungswerkzeugs im Bereich der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme im PKW verwendet. Die Weiterentwicklung des Modells stellt die Grundlage für verbesserte Designmöglichkeiten für KDRS dar.
Untersuchungen des TÜV haben gezeigt, dass es nach einem langen Einsatz der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme mit Biokraftstoffen vermehrt zu Ausfällen kommen kann. Durch eine Kombination der Techniken zur Bestimmung von Durchbruchskurven und der Raman-Spektroskopie soll das Adsorptionsverhalten der KDRS über viele Zyklen messtechnisch begleitet werden. Die experimentellen Untersuchungen werden im Rahmen einer Modellierung, die auf dem bereits vorliegenden Adsorptionsreaktormodell (UMSICHT) beruht, begleitet. Die ausführliche Vorhabenbeschreibung ist dem Antrag beigelegt. Das Adsorptionsverhalten verschiedener Aktivkohleproben, d.h. neu hergestellter bzw. einer definierten Anzahl von definierten Be- und Entladezyklen (4.000 und 40.000 gefahrenen Kilometern entsprechend) unterzogenen, wird experimentell erfasst. Folgender experimenteller Ablauf ist geplant: Charakterisierung der Aktivkohleproben in Voruntersuchungen. Mit einem Pentan/Ethanol-Gemisch wird ein Adsorber, der mit einer Aktivkohleprobe befüllt wurde, bis zum Durchbruch beladen. Zur Desorption wird der Adsorber mit Laborluft gespült bis 300 ausgetauschte Bettvolumina erreicht sind. Die Zusammensetzung der Gasphase wird während Ad- und Desorption mit einem, im Rahmen des Projektes aufzubauenden Raman-Detektor bestimmt. Nach jeweils 50 Zyklen (Ad- und Desorption= 1 Zyklus) wird die Arbeitskapazität der Aktivkohle bestimmt. Dies erfolgt gemäß einer Methode, die analog zur ASTM-Norm D 5228-92 entwickelt wurde. Die erhaltenen experimentellen Daten werden u.a. zur Weiterentwicklung eines mathematischen Berechnungswerkzeugs im Bereich der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme im PKW verwendet. Die Weiterentwicklung des Modells stellt die Grundlage für verbesserte Designmöglichkeiten für KDRS dar.
Die MVV Umwelt GmbH, ein Tochterunternehmen der Mannheimer MVV Energie AG, betreibt am Standort Leuna eine thermische Restabfallbehandlungs- und Energieerzeugungsanlage. Bei der Abfallverbrennung entstehen Abgase, die in einer Abgasreinigungsanlage zu behandeln sind. Derzeit werden die zwei baugleichen Abfallverbrennungslinien mit einer vierstufigen quasitrockenen Abgasreinigung betrieben. Mit dem Vorhaben soll die Abgasreinigung auf ein Trockensorptionsverfahren umgerüstet werden (Teilprojekt 1), um die Abscheideleistung zu steigern und den Bedarf an Additiven sowie den Anfall an Deponiereststoffen zu reduzieren. Dazu wird der neue Reaktor in die bestehende Abgasreinigungsanlage zwischen dem Umlenkreaktor und dem Gewebefilter integriert. Gleichzeitig ermöglicht die in Zusammenarbeit mit LAB Deutschland, Stuttgart, entwickelte innovative technische Lösung, die überschüssige Abgaswärme künftig für die Wärmeversorgung nutzbar zu machen (Teilprojekt 2). Dazu wird die Wärme mithilfe eines Abgaswärmetauschers über einen sekundären Wasserkreislauf und eine Wärmetauscherstation abgeführt. Mit dem Vorhaben können jährlich ca. 1.600 Tonnen Additive eingespart und die Menge an Reststoffen zur Deponierung um bis zu 20 Prozent (bis zu 7.000 Tonnen pro Jahr) reduziert werden. Daraus ergeben sich jährliche Einsparungen an Erdgas (bis zu 60.000 Megawattstunden) und Wasser (40.000 Kubikmeter). Damit einhergehen CO2-Minderungen von bis zu 5.000 Tonnen pro Jahr.
Problemstellung: Durch die stark steigende Anzahl von Holzfeuerungsanlagen in Privathaushalten wird die Emissionsbelastung aus solchen Anlagen zunehmend diskutiert. In der geplanten Novellierung der 1. BImSchV ist eine Emissionsminderung dieser Anlagen durch eine deutliche Reduktion der Staubemissionen vorgesehen. Um dieses Ziel erreichen zu können, wurden von der Industrie bereits technische Lösungen in Form von Staubabscheidern (Filter) entwickelt und teilweise auch am Markt eingeführt. Zielsetzung: Ziel ist es, im Umgang mit den angebotenen Abscheidern Praxiserfahrungen zu sammeln um eine Bewertung und Verbesserung des technologischen Standes bei Elektrobascheidern herbeizuführen. Dazu führt das TFZ einen Feldversuch mit Staubabscheidern an Einzelfeuerstätten und Zentralheizungskesseln durch. Anhand der gewonnen Daten und Erfahrungen sollen Rückschlüsse auf das Betriebsverhalten (z.B. Abscheideleistung, optimale Benutzungsdauer) und die Langzeiteignung der Filter getroffen werden. Arbeitsschwerpunkte: In einem mehrmonatigen Feldversuch in Privathaushalten werden insgesamt 10 Elektrofilter drei verschiedener Hersteller an häuslichen Feuerungsanlagen installiert und über die Heizperiode 2008/2009 getestet. Um über Vergleichswerte für die Staubabscheider zu verfügen, wird zusätzlich jeder der drei Filtertypen über einen Zeitraum von sechs Wochen an zwei Öfen im Technikum des TFZ betrieben und die Staubabscheideleistung gemessen. Die gewonnen Feinstaubproben werden ebenfalls analysiert.
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