Optimierung der geometrischen Oberflaechenstruktur von Filtermaterialien in Tiefenfiltern hinsichtlich der Abscheideleistung von Truebstoffen. Untersuchung der Beeinflussung von Haft- und Transportvorgaengen durch die Oberflaechenstruktur.
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.
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.
Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Ermittlung kausaler Zusammenhänge , zwischen der Rauchgaszusammensetzung aus gasförmigen Komponenten und Flugstaub und dem auftretenden Verhältnis von Hg0(g) und HgCI2(g) sowie der Quantifizierung dieser Zusammenhänge. Zunächst soll insbesondere der Einfluss der Zusammensetzung des Flugstaubs aus den Hauptaschekomponenten SiO2, Fe20J, AI2OJ, TiO2, CaO, MgO, Na20, K2O und P2Os auf die Speziation von Quecksilber in Abhängigkeit der Temperatur (120 bis 300 Grad Celsius) und der gasförmigen Konzentrationen von H CI (bis 500 mg/m3), SO2 (bis 500 mg/m3), H2O (bis 30 Volumenprozent untersucht werden. Das Zusammenspiel zwischen Flugaschezusammensetzung, auftretenden kondensierten Phasen (z.B. Salze, S-Verbindungen) und Sorptionsvermögen der Flugstäube soll in einem zweiten Schritt geklärt werden. Für die Untersuchungen zur Sorption von Hg werden sowohl Hg-Konzentrationen im Bereich zwischen 10 und 100 myg/m3 untersucht. Sowohl das Verständnis der Speziation von Quecksilber im Rauchgas als auch der Sorption von Quecksilber auf den Flugstäuben ist die Voraussetzung zur Verbesserung der Abscheideleistung vorhandener Abgasreinigungstechnik und kann so zur Minderung der gasförmigen Quecksilberemission beitragen.
Ziel der Versuche ist es, die Abhaengigkeiten des Lueckenstromes bzw. des Formfaktors auf den filterabscheidegrad zur Optimierung der Steuerelektronik zu bestimmen. Hierzu wird bei Variation der eingesetzten elektronischen Drosseln und des Stromphasenanschnittes die Abscheideleistung bestimmt. Im Rahmen dieser Versuche wird auch der Einfluss der Filterkapazitaet untersucht, um die Uebertragbarkeit der Versuchsergebnisse auf groessere Betriebsfilter zu pruefen. Zudem sind Versuche zur Ermittlung der Haftursachen des Staubes an den Niederschlagsplatten und zur Optimierung der Abreinigungseinrichtungen vorgesehen.
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.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 188 |
| Europa | 6 |
| Land | 16 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 95 |
| Zivilgesellschaft | 29 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 188 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 188 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 183 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
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