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Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Geothermieanlagen durch Inhibition von natürlich belasteten Ablagerungen, Teilvorhaben: Dynamische und statische Effizienztests zur Bewertung ausgewählter Inhibitoren und begleitende geochemische Untersuchungen beim Feldeinsatz (SUBITO)

In Geothermieanlagen des ORG wurden Sulfat- und Sulfidscales in ober- und unterirdischen Installationen nachgewiesen. Barytinhibitoren werden erfolgreich eingesetzt. Die Sulfid-Ablagerungsproblematik ist ungeklärt. Ziel ist es, mittels Laborversuche aus mehreren potentiellen Inhibitoren einen Sulfid-Inhibitor für das Geothermiekraftwerk in Insheim auszuwählen. Dabei sind wesentliche Kriterien, wie eine hohe Inhibitoreffizienz bzw. Selektivität bei geringer Einsatzkonzentration, eine hohe Thermostabilität und eine Kompatibilität mit dem Fluid und dem Baryt-Inhibitor zu erfüllen. Entsprechend der Ergebnisse der Laborexperimente werden in dem Geothermiekraftwerk Insheim Inhibitoren getestet. Begleitet wird der Inhibitoreinsatz durch ein auszuarbeitendes Monitoringprogramm. Die Bewertung erfolgt u.a. anhand der Charakterisierung von Veränderungen in der Fluidzusammensetzung und der quantitativen und qualitativen Erfassung der Partikelfracht im Thermalwasserstrom. Ziel der Arbeiten ist es, den Nachweis der Wirksamkeit des Inhibitors auf die Verhinderung von Sulfid-Ablagerungen ohne Beeinträchtigungen des normalen Anlagenbetriebes zu erbringen. Im Fokus der Arbeiten stehen Effizienztests von auf dem Markt angebotener kommerzieller Produkte und im Projekt entwickelter Inhibitoren. Zeitlich und inhaltlich gliedert sich der Arbeitsplan in: 1. Literaturstudie zur Sulfidfällungskinetik und Methodenentwicklung, 2. Ca-Toleranztests, 3. Trübungsmessungen von thermodynamisch übersättigten BaSO4-Lösungen, 4. Effektivitätstests anhand von thermodynamisch übersättigten PbS-Lösungen (statische und dynamische Tests). Vor dem Einsatz in der Praxis sind Aussagen zu Wechselwirkungsreaktionen mit Aquifergestein und der Einfluss auf Anlagenmaterialien notwendig. Der Test ausgewählter Inhibitoren unter Praxisbedingungen wird durch eine regelmäßige Fluid- und Feststoffprobenahme an der Förderbohrung und nach dem Wärmetauscher begleitet.

Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Geothermieanlagen durch Inhibition von natürlich belasteten Ablagerungen, Teilvorhaben: Entwicklung von Bleisulfidscalinginhibitoren und elektrochemische Untersuchung hinsichtlich ihrer korrosionsinhibierenden Eigenschaften (SUBITO)

In diesem Teilprojekt wird versucht eine chemische Verbindung zu finden oder eine Mischung von chemischen Verbindungen zu entwickeln, die das Ausfällen/Ablagern von schwerlöslichem Bleisulfid verzögert/verhindert (Inhibitoren). Diese Scalinginhibitoren sollen gleichzeitig korrosionsinhibierende Eigenschaften besitzen. Zschimmer & Schwarz Mohsdorf (ZSM) wird nach einem intensiven Screening an optimierten Testsystemen thermostabile Scalinginhibitoren vorschlagen und diese unter realitätsnahen Druck- und Temperaturbedingungen testen. Bei positivem Ausgang dieser Tests wird der Inhibitor bzw. das Inhibiotorgemisch auf seine elektrochemische Wirksamkeit hin untersucht (potenziodynamische Korrosionsmessungen und Zyklovoltammetrie). Des Weiteren wird die generelle Wahrscheinlichkeit der elektrochemischen Sulfatreduktion an den in Insheim verbauten Materialien untersucht.

ENG-ENALT 2C, Demonstration of an energy-saving process for lead smelting

Objective: To modify an existing QSL reactor to enable the demonstration of the energy-saving, low-pollution process. This requires operating the unit on a continuous basis -vs. the current batch-operation - for 6 months and then switching to cheaper feedstock for an other 6 months. General Information: In the 30,000 TPY QSL-plant of the Berzelius company, initial tests were run to show that it can be operated with an energy-saving of approximately 50 per cent, using lower-value feedstock while reducing SO2 and dust emissions by over 80 per cent The key of the QSL process is that it is a one-step process - compared to two steps in conventional lead-smelting - taking place in one single reactor. This enables the reduction of SO2 emissions by some 93 per cent and dust by 80 per cent. The lead-concentrate (feed) is mixed with fluxes, water and recycled flue dust in a mixer and is then pelletised into so-called green pellets which are kept wet to avoid dusting problems. They are fed into the reactor which is separated into an oxidation and a reduction zone. In the oxidation zone oxygen is blown in to oxidise the lead sulfides to metallic lead and high-lead slag. The high-lead slag passes into the reduction zone, which is separated from the oxidation zone by a weir. Pulverized coal and air or oxygen are blown into the reduction zone from the bottom. The coal reduces the lead oxide contained in the slag to metallic lead, which recombines with the primary lead from the oxidation zone before being tapped. The reduced low-lead slag leaves the reactor via an overflow and is either granulated or processed to recover the zone. The SO2-containing off-gas leaves the oxidation zone of the reactor at appr. 1100 deg. C. It is cooled to less than 800 deg. C. in a vertical uptake before passing to a waste heat boiler, an electro-filter and a sulfuric acid plant. The remaining flue dusts go back to the above mixer. To confirm the initial tests, the reactor needs to operate continuously for 6 months (Phase I) after which the feedstock will be switched to cheaper sulfur-containing coal and waste-fuels such as Petroleum coke (Phase II). The cost of the project is DM 10,9 million of which approximately DM 5 million covers Phase I. The benefit of the project is an estimated 30-35 per cent reduction in both investment and operating costs i.e., for a 100,000 TPY lead smelter the investment is approximately DM 150 million for a conventional plant vs. DM 100 million for a QSL-plant and the energy saving equivalent to 10.4 TOE. Patent coverage exists through 5 different patents. Achievements: The object of the project supported by the European Community was the demonstration that the QSL process exhibits only 50 per cent of the energy consumption required in conventional lead smelting. The target of the test as described was reached almost completely with the demonstration plant over a test period of considerable duration. In addition, success was also attained in replacing..

Untersuchung zur selektiven Trennung der Pb- und Zn-Minerale feinkoerniger, komplexer Sulfiderze vom Typ Rammelsberg durch flotative Verfahren

Die unbefriedigende Trennung der Blei- und Zinkminerale feinverwachsener komplexer Sulfiderze durch Flotation vermindert die Wirtschaftlichkeit im Betrieb befindlicher Bergwerksanlagen oder macht derartige Lagerstaetten umbauwuerdig. Eine Verbesserung bestehender Verfahren oder Entwicklung neuer Verfahrensgaenge soll aufgrund der Ergebnisse aus den geplanten Untersuchungen ueber das Flotationsverhalten der Minerale dieser Erze mit modernen Methoden erfolgen. Durch eine effektivere flotative Trennung der Blei- und Zinkminerale wuerden dann auch fuer die Rohstoffversorgung immer bedeutender werdende Armerz-Lagerstaetten feinverwachsener komplexer Sulfiderze nutzbar werden.

Oberflaechenphaenomene bei der Flotation mit Hilfe neuer Methoden und Reagenzien

Ziel: Optimierung und Steuerung des Flotationsprozesses komplexer Erze (Cu, Zn, Pb, Fe) aufgrund der Ergebnisse ausgedehnter experimenteller Untersuchungen hauptsaechlich mit Hilfe neuer, oberflaechenspezifischer Methoden, die Informationen ueber Adsorbatstruktur und Adsorptionskinetik unter dem Einfluss flotationsrelevanter Parameter liefern sollen. Aufgaben: - Bestimmung von Bindung und Struktur in Adsorbatschichten nach Wechselwirkung von Galenit (PbS9 mit neuen chelatbildenden Reagenzien, die selektiver wirken als die bisher verwendeten und im neutralen pH-Bereich einsetzbar sind; - Bewertung der Auswirkung von Prozessvariablen auf die chemische Zusammensetzung der Oberflaechenspezies und auf den Adsorptionsmechanismus; - Erarbeitung von Kriterien fuer die Struktur der Kollektorsubstanzen und die Einstellung der Prozessparameter fuer eine erhoehte Selektivitaet und Anreicherung bei der Trennung von Mineralkomponenten aus Erz.

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