Carnival-Maritime (CMG) wirkt im Forschungsprojekt CLEAN bei der Entwicklung und Optimierung des Anaerob-Reaktors mit und setzt die Rahmenbedingungen und Zielsetzung für die Technologieanwendung. Der Fokus liegt dabei auf dem maritimen Umweltschutz. CMG verfügt über langjährige Erfahrungen im Betrieb von Passagierschiffen und den daraus resultierenden Anforderungen an maritime Technologien. Das Verfahren muss so spezifiziert werden, dass es an die Platzverhältnisse, Betriebsmöglichkeiten, Umgebungsbedingungen und die vorhandenen Stoffströme angepasst ist. Ein besonderer Schwerpunkt muss dabei auf der Umsetzung des Designs entsprechend der geltenden Vorschriften erfolgen. Die Nutzung von brennbaren Gasen an Bord von Passagierschiffen erfordert die Einhaltung hoher Sicherheitsstandards, die zum Erreichen einer Anlagenzertifizierung nachzuweisen sind. Das entwickelte Verfahren soll dann in einem Demonstrator noch zu definierender Größe an Bord eingesetzt werden. Die Größe soll so gewählt werden, dass das Verfahren realistisch abgebildet wird, aber eine Nachrüstung an Bord eines im Betrieb befindlichen Schiffes problemlos möglich ist. CMG wird den Einbau des Demonstrators organisieren, wobei die durchzuführenden Arbeiten für ein Fundament und die Anschlüsse an die Schiffssysteme von CMG Bordpersonal oder Unterauftragnehmern durchgeführt werden. Der Anlagenbetrieb wird durch CMG Bordpersonal betreut. Die Parameter und Betriebszustände sollen dabei so variiert werden, dass das Verfahren wissenschaftlich analysiert werden kann. Ein optimiertes und marinisiertes Verfahren zur anaeroben Nutzung organischer Reststoffe bietet dann Möglichkeiten, die Energieflüsse an Bord aller Schiffe in der CMG-Flotte zu verbessern.
Die Holzpellets werden in einem langgestreckten Gegenstromvergaser vergast. Der Vergaser ist so ausgelegt, dass das generierte Produktgas die Pelletschüttung durchströmt und sich dabei abkühlt. Durch den Abkühlungseffekt kondensieren Feuchtigkeit, langkettige Teere sowie dampfförmige Aschebestandteile (Salze und Oxide von Alkalielementen) aus. Das brennbare Gas, das aus der Schüttung austritt, hat nachweislich einen sehr geringen Partikelgehalt. Das bei der Verbrennung entstandene Heißgas führt in nachfolgenden Wärmeüberträgern nicht mehr zur Verschmutzung und kann somit auch in der Kraft-Wärme-Kopplung mit Stirlingmotoren genutzt werden. Das Verfahren wurde mit dem Brennstoff Biomassehackgut und durch die Anwendung eines Linearkolbenstirlingmotors der Fa. Microgen experimentell überprüft. Im Gegensatz zu Hackgut weisen Holzpellets die Eigenschaft auf, dass sie bei Einwirkung von Kondensat aufquellen. Dies führt in einem Rohrreaktor zu Blockaden. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Reaktor mit einem verschiebbaren Konus entwickelt, der im Rahmen des beantragten Vorhabens getestet werden soll. 1.) Im Rahmen des beantragten Vorhabens soll der neuartige Reaktor gefertigt und in den vorhandenen Prüfstand integriert werden. 2.) Der Prüfstand soll mit dem neuen Reaktor in Betrieb genommen werden. 3.) Es soll das zulässige Betriebskennfeld des Reaktors ermittelt werden. 4.) Durch Analysen des Feinstaubgehalts sowie der Feinstaubinhaltsstoffe im Produktgas soll der Reinigungseffekt nachgewiesen werden. 5.) Nachweis des sicheren, sowie emissionsarmen Betriebs der Anlage mit dem neuen Reaktor sowie dem Freikolbenstirlingmotor von Microgen.
Bei der Verbrennung eines vorgemischten Gasgemisches, in dem kleine, reaktive Partikel homogen verteilt sind, kommt es zu einer gekoppelten Ausbreitung von Verbrennungs- und Druckwellen, bei der die Partikel wesentlichen Einfluss auf den Ausbreitungsprozess haben koennen. Als Beispiel seien Staubexplosionen mit ihrem erheblichen Gefahrenpotential genannt. In heterogenen Gas/Partikel-Gemischen spielen komplizierte Massen-, Impuls- und Energieaustauschprozesse zwischen den Phase eine Rolle, die die Bilanzgleichung fuer die Gasphase mit denen der Partikelphase koppeln. In diesem Forschungsprojekt sollen numerische Simulationen auf der Basis eines realistischen Modells durchgefuehrt werden, das sowohl die homogene und heterogene Kinetik als auch Transportprozesse in realistischer Weise enthaelt. Um die unterschiedlichen Laengenskalen und besonders die Induktionszonen hinter den zu erwartenden starken Stoessen aufzuloesen, soll ein auf zwei Dimensionen erweiterbares adaptives Gitter mit einem hochaufloesenden 'Stock-Capturing' Verfahren gekoppelt werden. Da auch die Genauigkeit der Beschreibung der chemischen Reaktionen einen Einfluss auf die Verbrennungswellen erwarten laesst, sollen sowohl Einschrittreaktionen, als auch detaillierte Reaktionsmechanismen verwendetwerden. Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht darin, die Entstehung, Ausbreitung und Struktur von Verbrennungswellen in Gas/Partikel-Gemischen zu untersuchen, die Abweichungen von reinen Gasphasenprozessen herauszuarbeiten und damit einen Beitrag zum Verstandnis von Staubexplosionen zu liefern.
Das Gesamtziel des Vorhabens ist es, die Möglichkeit des Einsatzes photosynthesetreibender Mikroorganismen zur Reinigung von Brennstoff-Gasen wie z.B. Biogas aufzuzeigen. Der Grundgedanke dabei ist, dass Mikroorganismen CO2 aus dem Biogas gegen Sauerstoff austauschen und so die Biogasqualität durch Reduzierung des Inertgasanteils erheblich verbessern. Das mit Sonnenlicht in Form von Biomasse fixierte CO2 wird durch Vergärung der gewachsenen Überschussbiomasse im Fermenter der Biogasanlage als Biogas energetisch genutzt, die Effizienz von Biogasanlagen damit um etwa 20 Prozent gesteigert. Laborphase: Mikroorganismen, die in einem wässrigen System unter Biogasatmosphäre und Lichteinstrahlung Photosyntese betreiben werden ausgewählt und in einem eigens entworfenen Test-Photobioreaktor mit realen Biogas für die danach geplante Prototypenphase getestet. Die Fa. Schmack Biogas beabsichtigt in Zukunft Photobioreaktoren mit Mikroalgen zur CO2-Fixierung aus Biogas als zusätzliches Modul einer Biogasanlage am Markt anzubieten. Rent-a-Scientist stellt hierzu das erforderliche technologische Know How zur Verfügung und sichert der Fa. Schmack Biogas die technologische Verwertung zu.Der innovative Ansatz des hier skizzierten Projektes ist es, Algen in einem dem Fermenter der Biogasanlage nachgeschalteten Photobioreaktor unter Ausnutzung von Sonnenenergie zur Fixierung von Kohlendioxid zu verwenden. Die wesentlichen Vorteile dieser Vorgehensweise sind: - Umwandlung von Kohlendioxid in zusätzliche Biomasse; - Rückführung der zusätzlich entstandenen Biomasse in den Fermenter der Biogasanlage; - Zusätzliches Biogas durch Fermentation der entstandenen Algenmasse; - Reduktion des Kohlendioxidgehaltes im Biogas führt zu - Verbesserung der Verbrennung von Biogas im BHKW (kein Dieselzusatz nötig); - Verbesserung der Gasqualität und -zusammensetzung und somit Erhöhung der Lebensdauer der BHKW; - Zusätzliche Gasreinigung des Biogases durch Auswaschen wasserlöslicher Gasbestand-Prozentteile im Photobioreaktor (Algen in Wasser); - Umweltfreundliche und kostengünstige biologische Gasreinigung.
Thema: Mittelfristig ist es notwendig, realisierbare Biokraftstofftechnologien einzuführen, die das Spektrum möglicher Einsatzstoffe gegenüber der Biodiesel- und Bioethanolherstellung erweitern. In diesem Projekt sollen bisher nicht zur Kraftstoffherstellung genutzte Reststoffe und Koppelprodukte der technischen Pflanzenölnutzung für dieses Anwendungsfeld erschlossen werden. Ziele: Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Verfahren zur Konversion verschiedener ölpflanzenstämmiger Rest- und Abfallstoffe in biogene, flüssige Treibstoffe. Die neuen Treibstoffe sollen gemeinsam mit lignozellulosestämmigen BTL-Kraftstoffen das Produktspektrum verfügbarer Biokraftstoffe erweitern. Darüber hinaus sollen erste Untersuchungen zur gezielten Konversion in gasförmige Kohlenwasserstoffe durchgeführt werden. Insgesamt zielt die Forschungsarbeit darauf ab, das katalytische Cracken zu einem Standbein einer bundesweiten, nachhaltigen und tragfähigen Biomassestrategie auszubauen. Maßnahmen: Das katalytische Cracken an mikro- und mesoporösen Katalysatoren ist ein Verfahrensansatz zur direkten Umwandlung pflanzlicher und tierischer Fette und Öle sowie ihrer Derivate in sauerstofffreie Kohlenwasserstoffgemische. Die Arbeiten dieses Projektes basieren auf dem in 12 europäischen Staaten patentierten 'greasoline®'-Verfahren zur Erzeugung von Diesel- und Benzinkraftstoffen durch katalytisches Cracken mit Aktivkohle als Katalysator. In einem ersten Schritt werden aus Ölpflanzen und tierischen Reststoffen stammende Fette und Öle sowie deren Koppelprodukte hinsichtlich ihrer Eignung für die Konversion in biogene, flüssige Treibstoffe und gasförmige Kohlenwasserstoffe untersucht. Für die aussichtsreichsten Stoffe werden dann im Labormaßstab angepasste Konversionsverfahren entwickelt. Die Konversion ausgewählter Einsatzstofffraktionen sollen abschließend im Technikumsmaßstab (Zufuhr ca. 3 Liter pro Stunde) zur Vorbereitung künftiger Produktionsanlagen untersucht werden. Die flüssigen Produkte sollen in ihrer chemischen Zusammensetzung handelsüblichem Benzin- und Dieselkraftstoff aus fossilen Quellen weitgehend entsprechen.
Das Gesamtziel des Vorhabens besteht im Aufzeigen und Erproben von Methoden und Verfahren, die eine sinnvolle, kostengünstige und umweltverträgliche energetische Nutzung dezentral anfallender Erneuerbarer Energieträger ermöglichen. Zur sinnvollen Erfassung aller und Herausstellung der möglichen Kombinationen wurde eine Bearbeitungsmatrix erstellt. Die genannten Methoden und Verfahren können sowohl neu zu entwickelnde als auch bestehende mit einem spezifischen Anpassungs- und Optimierungsaufwand sein. Zum Gesamtziel gehört ferner das Aufzeigen des konkreten Forschungsbedarfs, der in konkreten FuE Projektanträgen - Schwerpunkt EU-Projekte im VI. und VII. FuE Rahmenprogramm - bereits während der Projektlaufzeit und auch danach zu fixieren ist (bis April 2006). Die Untersuchungen werden vorrangig auf Brenngase ausgerichtet, die aus Erneuerbaren Energieträgern herstellbar sind, wobei deren Erzeugung und unabdingbare Veredlungsstufen konsequent einzubeziehen sind.
Zielstellung des Vorhabens ist die Bestimmung des Gasbildungspotentials der Deponie Werderberg und Ableitung der Saugradien unterschiedlicher Gasbrunnen: 1.) Gasbildung und Saugradien vorhandener Brunnen gemäß GDA-Empfehlung. 2.) Gasbildung und Saugradien neu errichteter Brunnen mit tiefliegenden Filterstrecken nach de A3-Verfahren. Während die Saugradien nach 1.) wie üblich mit 25 bis 30 m angetroffen wurden, erzielt man mit den Gasbrunnen nach 2.) Radien bis 50 m. Das Gasangebot kann nach 2.) besser gefasst und verwertet werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 19 |
| Kommune | 1 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 10 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 19 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 19 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 19 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 14 |
| Webseite | 5 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 16 |
| Lebewesen und Lebensräume | 16 |
| Luft | 15 |
| Mensch und Umwelt | 19 |
| Wasser | 13 |
| Weitere | 19 |