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Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von S F - Soepenberg GmbH durchgeführt. Das Projekt soll im Versuchsmaßstab ein Verfahren untersuchen, welches folgende Eigenschaften ausweist: - Stark reduzierte NH3-Emissionen während der externen Güllelagerung durch Alkalisierung und anschließendem batchweisen Strippen der Gülle und Produktion von Ammoniumsulfat als Mineraldünger - Unterbindung der Methanneubildung in der Gülle - Möglichkeit zur Herstellung von P-Fällungsprodukten, die als Düngemittel geeignet sind und einer flüssigen K-haltigen sowie N- und P-armen Phase.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) - Bereich Pflanzenernährung durchgeführt. Das Projekt soll im Versuchsmaßstab ein Verfahren untersuchen, welches folgende Eigenschaften ausweist:- Stark reduzierte NH3-Emissionen während der externen Güllelagerung durch Alkalisierung und anschließendem batchweisen Strippen der Gülle und Produktion von Ammoniumsulfat als Mineraldünger - Unterbindung der Methanneubildung in der Gülle- Möglichkeit zur Herstellung von P-Fällungsprodukten, die als Düngemittel geeignet sind und einer flüssigen K-haltigen sowie N- und P-armen Phase.

Teilvorhaben 4: HZDR

Das Projekt "Teilvorhaben 4: HZDR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung optimierter Extraktionsverfahren von Seltenen Erdelementen (Rare Earth Elements - REE) aus Ionenadsorptionstonen (Ion-Adsorption Clays IAC), diese REE-reichen Lateritböden gelten derzeit als Hauptquelle für kritische Technologiemetalle. Im Mittelpunkt der Untersuchung stehen die: (a) geotechnische Aufbesserung der Permeabilität von IAC für eine effiziente und umweltgerechte Laugung, (b) Entwicklung von bio-hydrometallurgischen Extraktionsverfahren sowie Entwicklung und Etablierung eines neuen Biomining-Verfahrens zur selektiven und nachhaltigen Gewinnung von REE (in situ & ex situ), (c) Prozesssimulation zur Extraktion und Separation adsorptiv gebundener REE als Grundlage einer Entwicklung/Optimierung sowie Bewertung der Verfahren unter Verwendung qualitätsgesicherter thermodynamischer und experimenteller Daten. Das Ziel der numerischen Prozesssimulation ist eine gezielte Optimierung der verwendeten hydrometallurgischen Extraktions- und Separationsverfahren hinsichtlich Aufbereitungskosten und Umweltrelevanz. Bio-hydrometallurgische Verfahren können die derzeit angewendete Ammoniumsulfat- und schwefelsaure Laugung ersetzen und eine nachhaltigere Metallgewinnung ermöglichen. Die geotechnische Aufbesserung der Permeabilität von Lateritböden mithilfe von verflüssigtem CO2 bietet die Option für eine effiziente hydrometallurgische und biochemische Extraktion.

Integration umweltfreundlicher Abgasentschwefelungsverfahren in Kraftwerk und Kraftwerksbetrieb mit Aufbau einer Verbundwirtschaft Kraftwerk-Chemiebetrieb

Das Projekt "Integration umweltfreundlicher Abgasentschwefelungsverfahren in Kraftwerk und Kraftwerksbetrieb mit Aufbau einer Verbundwirtschaft Kraftwerk-Chemiebetrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Arbeitsgemeinschaft Großkraftwerk Mannheim durchgeführt. Die Abgasentschwefelung nach dem BF-Verfahren soll in die Erfordernisse von Bau und Betrieb eines fossil gefeuerten Kraftwerks eingepasst werden. Dabei sind die Belange des Umweltschutzes in den Bereichen Luft, Laerm und Wasser sowie eine Ver- und Entsorgung der Anlage zu beruecksichtigen. Ausserdem sollen die Ergebnisse von zwei Versuchsanlagen zur Abgasentschwefelung a) modifiziertes BF-Verfahren Fa. Babcock b) Ammonsulfatverfahren Fa. Walther, deren Errichtung und Betrieb im Grosskraftwerk Mannheim derzeit in Vorbereitung ist, deren Durchfuehrung vom BMFT gefoerdert wird und an deren Betrieb das Grosskraftwerk Mannheim aktiv Mitarbeit leisten wird, mit der Projektstudie verglichen werden. Die Einsatzmoeglichkeiten dieser Verfahren in der Grossanlage sollen aus der Sicht des Kraftwerkbetreibers beurteilt werden.

Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxyden aus Gasen unter direkter Erzeugung eines nutzbaren Reaktionsendproduktes

Das Projekt "Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxyden aus Gasen unter direkter Erzeugung eines nutzbaren Reaktionsendproduktes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Walther & Cie AG durchgeführt. Das entwickelte Verfahren ist zur Entfernung saurer gasfoermiger Komponenten aus Gasen, speziell zur Entfernung von Schwefeloxiden aus Rauchgasen geeignet. Dem zu reinigenden Gas wird Ammoniak zugesetzt. In einem Waschprozess reagiert das Ammoniak mit den sauren Komponenten unter Bildung von Ammoniumsalzen. Die Waschloesung wird bis nahe an die Salzsaettigungsgrenze aufkonzentriert. Die kontinuierlich abzuziehende Waschfluessigkeit wird einem Oxidationsvorgang unterzogen, um das Ammoniumsulfit in Ammoniumsulfat umzuwandeln, und dann im heissen Gasstrom vor der Waesche spruehgetrocknet. Die Abscheidung der Salzpartikel erfolgt in einem zwischen Spruehtrockner und Waesche angeordneten Elektrofilter. Beim Einsatz des Verfahrens hinter Kohle- oder Oelfeuerung zur Abscheidung von Schwefeloxiden entsteht als Endprodukt des Kunstduengers Ammonsulfat als direkt verwendbares trockenes Endprodukt. Das Verfahren hat die besonderen Vorteile, dass es vollkommen abwasserfrei arbeitet und dass eine Wiederaufheizung des gereinigten Gases ohne Einsatz von Fremdenergie erfolgen kann.

Teilvorhaben 2: Koordination, Konzeption, Prozesssimulation, Optimierung und Endbewertung

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Koordination, Konzeption, Prozesssimulation, Optimierung und Endbewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GUB Ingenieur AG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung optimierter Extraktionsverfahren von Seltenen Erdelementen (Rare Earth Elements - REE) aus Ionenadsorptionstonen (Ion-Adsorption Clays IAC), welche derzeit als Hauptquelle für kritische Technologiemetalle, wie z.B. 'schwere REE', gelten. Im Mittelpunkt der Untersuchung stehen die: (a) geotechnische Aufbesserung der Permeabilität von Ionenadsorptionstonen (REE-reiche Lateritböden) für eine effiziente und umweltgerechte Laugung, (b) Entwicklung von bio-hydrometallurgischen Extraktionsverfahren sowie Entwicklung und Etablierung eines neuen Biomining-Verfahrens zur selektiven und nachhaltigen Gewinnung von REE, (c) Prozesssimulation zur Extraktion und Separation adsorptiv gebundener REE als Grundlage zur Entwicklung/Optimierung sowie Bewertung der Verfahren unter Verwendung thermodynamischer und experimenteller Daten. Das Ziel der numerischen Prozesssimulation ist eine Optimierung der verwendeten hydrometallurgischen Extraktions- und Separationsverfahren hinsichtlich Aufbereitungskosten und Umweltrelevanz. Biohydrometallurgische Verfahren können die derzeit angewendete Ammoniumsulfat- und schwefelsaure Laugung ersetzen und eine nachhaltigere Metallgewinnung ermöglichen. Die geotechnische Aufbesserung der Permeabilität von Lateritböden mithilfe von verflüssigtem CO2 bietet die Option für eine effiziente hydrometallurgische und biochemische Extraktion.

Entwicklung, Konstruktion und Inbetriebnahme einer kontinuierlichen Wirbelschichtanlage zur Beckmann Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu e-Caprolactam

Das Projekt "Entwicklung, Konstruktion und Inbetriebnahme einer kontinuierlichen Wirbelschichtanlage zur Beckmann Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu e-Caprolactam" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Brennstoffchemie und physikalisch-chemische Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Technische Chemie und Heterogene Katalyse durchgeführt. Gruene Chemie: Die dreistufige Syntheseroute des e-Caprolactams ausgehend von Benzol verlaeuft in den beiden letzten Schritten unter starkem Anfall vom Ammoniumsulfat. Die Menge betraegt etwa 2-4.5 t Ammoniumsulfat pro t hergestellten Produkts. Alle grossen Hersteller von Caprolactam unternehmen aus diesem Grunde intensive Forschungen, um diesen Salzanfall deutlich zu reduzieren oder vollstaendig zu unterdruecken. Fuer den ersten der beiden Schritte ist dies der Firma ENICHEM in einer Fluessigphasenreaktion mit H2O2 und TS-1 bereits gelungen. Die vorgestellte Arbeit beschaeftigt sich mit dem dritten Schritt der Synthese, der sogenannten Beckmann-Umlagerung in der Gasphase an MFI Katalysatoren. Die Verwendung dieses Weges unterbindet die Entstehung des Salzes vollstaendig. Energieeinsparung: Die Kombination einer Wirbelschichtreaktion, bei der nur noch das Loesungsmittel und das eigentliche Einsatzprodukt in die Gasphase gebracht werden muss, arbeitet im Vergleich zu den erheblichen Stoffstroemen im klassischen Verfahren in vergleichbaren oder guenstigeren Bereichen. Durch das hohe Niveau der zur Verfuegung stehenden Abwaerme ist aber eine Gesamtwaermeintegration der notwendigen Anlagen einfacher zu vollziehen, als bei den vergleichsweise niedrigeren Niveau in der Fluessigphase. Einsparung von Prozessstufen: Die heterogenkatalytische Vorgehensweise bei der Beckmann-Umlagerung ermoeglicht die Einsparung der Abtrenn- und Aufbereitungsschritte des Ammoniumsulfats des klassischen Verfahrens. Produktintegrierter Umweltschutz: Die dreistufige Syntheseroute des e-Caprolactams ausgehend von Benzol verlaeuft in den beiden letzten Schritten unter starkem Anfall vom Ammoniumsulfat. Die Menge betraegt etwa 2-4.5 t Ammoniumsulfat pro t hergestellten Produkts. Alle grossen Hersteller von Caprolactam unternehmen aus diesem Grunde intensive Forschungen, um diesen Salzanfall deutlich zu reduzieren oder vollstaendig zu unterdruecken. Die vorgestellte Arbeit beschaeftigt sich mit der sogenannten Beckmann-Umlagerung in der Gasphase an MFI Heterogenkatalysatoren unter Vermeidung der im konventionellen Verfahren entstehenden Salzfracht. Chemische Verfahrenstechnik: Die Durchfuehrung einer Reaktion mit Hilfe eines heterogenen Feststoffkatalysators erfordert normalerweise die staendige Regeneration des Katalysators. Eines der bekanntesten Beispiele hierfuer sind die FCC Cracker. Auch bei deutlich hoeheren Standzeiten der Katalysatoren in anderen industriellen chemischen Reaktionen ist die Regeneration meist unumgaenglich. Dies gilt auch im Falle der Beckmann Umlagerung, die am Institut in einer Ein-Bett- und neuerdings auch in einer kontinuierlichen Zwei-Bett-Anlage durchgefuehrt wird. Organische Chemie: Die Beckmann-Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu e-Caprolactam ist ein bekanntes, industriell genutztes Verfahren. Die Umsetzung der Umlagerung in einer Gasphasenreaktion ist allerdings neu und nicht kommerzialisiert.

Simultane Rauchgasreinigung (Entschwefelung, Denitrierung) durch Elektronenstrahl - Teilprojekte 1 und 3

Das Projekt "Simultane Rauchgasreinigung (Entschwefelung, Denitrierung) durch Elektronenstrahl - Teilprojekte 1 und 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Laboratorium für Aerosolphysik und Filtertechnik durchgeführt. Das Elektronenstrahlverfahren (ESV) ist ein trockenes Rauchgasreinigungsverfahren zur simultanen Abscheidung von SO2 und NOx durch Elektronenbestrahlung und Ammoniakzudosierung, wobei SO2 und NOx in die verwertbaren Endprodukte Ammoniumsulfat- und -nitrat (Kunstduenger) umgewandelt werden. Im Rahmen des Vorhabens wurde am KfK-Prozessdampfkraftwerk der Abgasversuchskreislauf AGATE gebaut. Die nachfolgenden Fragen werden schwerpunktmaessig bearbeitet: a) Einfluss verschiedener Rauchgasparameter auf die Oxidationsraten von SO2, NO, NO2; b) Einfluss der Strahlendosis auf den Abscheidegrad; c) zeitlicher Ablauf des Produktbildungsprozesses und des Partikelverhaltens; d) Optimierung der Produktfiltration.

Teilvorhaben 5: Herstellung/Bereitstellung des biogenen Materials

Das Projekt "Teilvorhaben 5: Herstellung/Bereitstellung des biogenen Materials" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung optimierter Extraktionsverfahren von Seltenen Erdelementen (Rare Earth Elements - REE) aus Ionenadsorptionstonen (Ion-Adsorption Clays IAC), welche derzeit als Hauptquelle für kritische Technologiemetalle, wie z.B. 'schwere REE', gelten. Im Mittelpunkt der Untersuchung stehen die: (a) geotechnische Aufbesserung der Permeabilität von Ionenadsorptionstonen (REE-reiche Lateritböden) für eine effiziente und umweltgerechte Laugung, (b) Entwicklung von bio-hydrometallurgischen Extraktionsverfahren sowie Entwicklung und Etablierung eines neuen Biomining-Verfahrens zur selektiven und nachhaltigen Gewinnung von REE, (c) Prozesssimulation zur Extraktion und Separation adsorptiv gebundener REE als Grundlage zur Entwicklung/Optimierung sowie Bewertung der Verfahren unter Verwendung thermodynamischer und experimenteller Daten. Das Ziel der numerischen Prozesssimulation ist eine Optimierung der verwendeten hydrometallurgischen Extraktions- und Separationsverfahren hinsichtlich Aufbereitungskosten und Umweltrelevanz. Biohydrometallurgische Verfahren können die derzeit angewendete Ammoniumsulfat- und schwefelsaure Laugung ersetzen und eine nachhaltigere Metallgewinnung ermöglichen. Die geotechnische Aufbesserung der Permeabilität von Lateritböden mithilfe von verflüssigtem CO2 bietet die Option für eine effiziente hydrometallurgische und biochemische Extraktion.

Teilvorhaben 3: Biosorption und Bioakkmulation

Das Projekt "Teilvorhaben 3: Biosorption und Bioakkmulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GMBU e.V. - Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V. durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung optimierter Extraktionsverfahren von Seltenen Erdelementen (Rare Earth Elements - REE) aus Ionenadsorptionstonen (Ion-Adsorption Clays IAC), welche derzeit als Hauptquelle für kritische Technologiemetalle, wie z.B. 'schwere REE', gelten. Im Mittelpunkt der Untersuchung stehen die: (a) geotechnische Aufbesserung der Permeabilität von Ionenadsorptionstonen (REE-reiche Lateritböden) für eine effiziente und umweltgerechte Laugung, (b) Entwicklung von bio-hydrometallurgischen Extraktionsverfahren sowie Entwicklung und Etablierung eines neuen Biomining-Verfahrens zur selektiven und nachhaltigen Gewinnung von REE, (c) Prozesssimulation zur Extraktion und Separation adsorptiv gebundener REE als Grundlage zur Entwicklung/Optimierung sowie Bewertung der Verfahren unter Verwendung thermodynamischer und experimenteller Daten. Das Ziel der numerischen Prozesssimulation ist eine Optimierung der verwendeten hydrometallurgischen Extraktions- und Separationsverfahren hinsichtlich Aufbereitungskosten und Umweltrelevanz. Biohydrometallurgische Verfahren können die derzeit angewendete Ammoniumsulfat- und schwefelsaure Laugung ersetzen und eine nachhaltigere Metallgewinnung ermöglichen. Die geotechnische Aufbesserung der Permeabilität von Lateritböden mithilfe von verflüssigtem CO2 bietet die Option für eine effiziente hydrometallurgische und biochemische Extraktion.

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