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Langzeitverhalten von Kraftstoffdampfrückhaltesystemen (KDRS) bei der Verwendung von Bioethanol als Kraftstoffadditiv, Teilvorhaben 2: Raman-Messungen im Langzeitbetrieb und experimentelle Charakterisierung der Aktivkohleproben

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.

Massnahmen zur Reduzierung von Emissionen auf Tankstellen - Phase 2

Ermittlung von Verdunstungsemissionen von KFZ waehrend der Fahrt (Phase I Literaturstudie)

Bisher wurden die Verdunstungsemissionen waehrend der Fahrt mit Aktivkohlebehaeltern ermittelt. Diese Methode unterschaetzt nach neueren Erkenntnissen die Verdunstungsemissionen erheblich. Es sollen deshalb die Verdunstungsemissionen waehrend der Fahrt in einer geschlossenen Kammer (SHED-Kammer) ermittelt werden. Dazu ist es notwendig, die SHED-Kammer um einen Abgasrollenpruefstand herum zu bauen. Erste Ergebnisse aus den USA mit einer solchen Messeinrichtung deuten auf deutlich hoehere Emissionen als bisher angenommen wurden hin. Nach Fertigstellung der Messeinrichtung sollen 25 Fahrzeuge vermessen werden. Phase 1: Literaturrecherche, Phase 2: Messprogramm.

Massnahmen zur Reduzierung von Emissionen auf Tankstellen

Mit den vorgeschlagenen Vorhaben soll der Nachweis der Wirkungsgradverbesserung von Gasrueckfuehrsystemen auf Tankstellen erbracht werden und damit auch die Markteinfuehrung des neu entwickelten Systems unterstuetzt werden. Hierzu ist es notwendig, dass aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen an Installationen auf Tankstellen der Konzentrationsverlauf der Benzindaempfe (bei erhoehten Absaugraten) im Tankzulaufstutzen untersucht wird. Wesentlich fuer die Akzeptanz der neuen Tehnik ist, dass neben der verbesserten Funktion gegenueber konventionellen Systemen auch die Investitionskosten niedrig gehalten werden. Hierfuer ist die Entwicklung eines Niedrigpreis-Membranmoduls und einer Vakuumpumpe notwendig. Bereits erprobte Komponenten muessen neuen Bedingungen angepasst werden. Eine installierte Anlage muss einer Typenpruefung nach international akzeptierten Standards unterzogen werden, um die Zulassung als Gasrueckfuehrsystem zu erhalten.

Emissionsbilanz des Systems Tankstelle/Tankwagen unter Einbeziehung der Arbeitssicherheit und des Arbeitsschutzes

Fuer den Vorgang des Abladens von Ottokraftstoff von Tankfahrzeugen in den unterirdischen Lagertank von Tankstellen wird experimentell die Emission von Kraftstoffdaempfen bilanziert. Die Versuche werden mit unterschiedlich ausgeruesteten Tankfahrzeugen und Tankstellen durchgefuehrt. Insbesondere werden Drosseleinrichtungen und Druck/Vakuum-Ventile in den Lueftungseinrichtungen der Tankstelle in ihrer Wirkung verglichen.

Textilien als Sensoren fuer Umwelteinfluesse

Ziel der Arbeit soll es sein, Sensoren im Sinne einfacher, aber empfindlicher und selektiver chemischer Reaktionen zu finden, die auf textile Traeger aufgebracht werden koennen und auf Umwelteinfluesse und Gefahrenpotentiale hinweisen. Im Rahmen dieses Projektes werden Moeglichkeiten der Indikation von UV-Strahlung, Ozon und Benzindaempfen untersucht. Neben grundlegenden analytischen Untersuchungen muessen Verfahren entwickelt werden, den textilen Sensor auf in der Faerberei und Veredelung ueblichen Aggregaten herzustellen.

Auswirkungen einer veraenderten Benzinzusammensetzung

Eine Senkung des Dampfdruckes von Ottokraftstoff vermindert unmittelbar die Verdunstungsemissionen des Kraftfahrzeugverkehrs. Die Kostenauswirkung einer solchen Massnahme ist bisher noch nicht durchgefuehrt worden. Es kann daher keine Kosten-Nutzen-Analyse mit unabhaengigen Daten vorgenommen werden. Sie ist notwendig, um Massnahmen vorschlagen zu koennen. Im Rahmen des Programms 'reformated Gasoline' sind weiterhin die Auswirkungen der Verminderung von Aromaten ( insbesondre Benzol) und Olefinen, sowie die Erhoehung sauerstoffhaltiger Komponenten zu untersuchen.

Entwicklung eines Systems Zapfventil - Einfuellstutzen zur emissionsfreien Betankung von Kraftfahrzeugen unter Gasaustausch

Bei der Betankung von Fahrzeugen mit Ottokraftstoffen werden in der Bundesrepublik Deutschland etwa 45.000 t/a Kohlenwasserstoffe ermittiert. Bei Anwendung des Gasaustausches wuerden diese Emissionen praktisch vollstaendig entfallen. Um den Tank eines Kraftfahrzeuges mit Kraftstoff unter Gasaustausch zu befuellen, bedarf es einer gasdichten Verbindung zwischen Zapfpistole (Zapfventil) und Tankeinfuellstutzen. Zusaetzlich muss eine parallel zur Kraftstoffleitung gefuehrte zweite Rohr-/Schlauchverbindung fuer den Gasaustausch mit dem Tankstellen-Vorratstank geschaffen werden.

Forschungsschwerpunkt Trenn- und Umwelttechnik, Projektfeld: Angewandte Membrantechnik

Umsetzung von Forschungsergebnissen der Grundlagenforschung und der Entwicklung und Herstellung von Membranen in verfahrenstechnische Systemloesungen fuer die Produktionstechnik (prozessintegrierter Umweltschutz) und Techniken zur Reinigung von Abluft und Abwasser sowie die Erschliessung neuer Verfahren zur Behandlung von Gasstroemen; - Benzindampfrueckgewinnung an Tankstellen und Tanklagern; - Entfernung chlorierter Kohlenwasserstoffe aus Abgasen.

Kohlenwasserstoff-Emissionsminderung bei der Strassentankwagenbeladung

Zur Beseitigung der bei der Strassentankwagenbeladung mit Vergaserkraftstoffen und sonstigen Benzinfraktionen austretenden Kohlenwasserstoff-Daempfen wird ein besonders konstruierter Arm fuer die Abfuehrung der Bruedengase eingesetzt. Unmittelbar hinter dem gasseitigen Abgabeflansch des Armes wird ein mit Erdgas betriebener Mischer/Ejektor geschaltet, der - durch mengenmaessige Voreinstellung des Erdgasstroms gewaehrleistet, dass die Gas/Luftmischung stets 50 v.H. oberhalb des oberen Explosionspunktes liegt und - auf der Ansaugseite einen Unterdruck herstellt mit dem Ziel, auch bei nicht dichtem Aufsetzen waehrend der Beladung Kohlenwasserstoff-Emissionen zu vermeiden. Das Gemisch gelangt ueber eine Flammensperre in eine Sammelleitung und wird durch ein Geblaese in einen Trockengasometer zur Auspufferung gefoerdert, um fuer die nachgeschaltete Gasverwendung einen moeglichst gleichmaessigen Gasstrom zu erhalten.

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