Das Projekt "Abscheiden von Fluessigkeiten aus Dampf bei Druckentlastung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl A für Thermodynamik durchgeführt. Bei Druckentlastungen von Chemiereaktoren oder bei prozessbedingter Druckabsenkung in Behaeltern tritt in der Regel ausser Dampf auch Fluessigkeit aus dem Entlastungsventil in die Umgebung aus. Weil es sich bei den in der Chemie gebraeuchlichen Produkten sehr oft um toxische oder explosive Stoffe handelt, kann es in der naeheren Umgebung des entlasteten Behaelters durch die am Boden verdunstende Fluessigkeit zu gefaehrlichen Konzentrationen kommen, die Giftgas- bzw. Explosionsungluecke zur Folge haben koennen. Im Rahmen eines AIF-Forschungsvorhabens wurden erste Auslegungsgrundlagen fuer einen Drallabscheider und einen Umlenkabscheider erarbeitet, die die austretende Fluessigkeit vom Dampf trennen und zwischenspeichern. Anhand einer rechnerischen und experimentellen Untersuchung der Druckverhaeltnisse in der Rohrleitung zum Entlastungsventil und im Abscheider wurde gezeigt, dass die Forderung nach einer Wiedereinspeicherung der separierten Fluessigkeit in den Kessel ohne Inanspruchnahme von Fremdenergie in gewissen Grenzen erfuellbar sein kann. Dazu muss der Abscheider so in die Rohrleitung zwischen Kessel und Entlastungsventil integriert werden, dass die der Hoehendifferenz zum Kessel entsprechende hydrostatische Druckdifferenz ausreicht, die abgeschiedene Fluessigkeit gegen den Kesseldruck in einer zweiten Rohrleitung zurueckzubefoerdern. In Luft-Wasser-Gemischen und in Kaeltemittel R12 erprobte Drall- und Umlenkabscheider sowie kesselinterne Umlaufsichter erreichen Abscheidegrade von ueber 90Prozent im gesamten Betriebsbereich bei geringem Durckverlust.
Das Projekt "Experimentelle und theoretische Untersuchungen der Grenzen einer sicheren Betriebsfuehrung stark exothermer Semibatch-Prozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich 05 Chemie, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Fuer die sicherheitstechnische Auslegung chemischer Reaktoren sind Angaben ueber die Geschwindigkeit der chemischen Waermeerzeugung erforderlich. Mit dem Vorhaben soll eine Messmethode zur Bestimmung dieser Daten fuer Fluessigphase-Reaktionen entwickelt werden. Die Methode arbeitet isotherm und im gleichen Konzentrationsbereich wie der auszulegende technische Prozess. Als Messanordnung dient ein indirekt gekuehlter Batch-Reaktor mit zusaetzlicher elektrischer Innenheizung. Diese wird so geregelt, dass die Summe aus chemisch erzeugter Waerme und elektrischer Heizung der Kuehlrate entspricht. Bei maessig exothermen Reaktionen wird mit konstanter, bei sehr stark exothermen Reaktionen mit geregelter Kuehlmitteltemperatur gearbeitet. Die Waermeerzeugung der Reaktionen ist gleich der Differenz zwischen Kuehlrate und elektrischer Heizleistung.
Das Projekt "Bestimmung sicherheitstechnischer Kennwerte fuer die Druckentlastung in Reaktionsbehaeltern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Höchst, Forschungsleitung durchgeführt. Chemiereaktoren, Druck- und Fluessigkeitsbehaelter sind zur Verhinderung eines unzulaessigen Druckanstiegs (z.B. infolge einer durchgehenden Reaktion oder eines Warmeeinfalls) mit unabhaengigen Sicherheitseinrichtungen wie Sicherheitsventil oder Berstscheibe ausgestattet. Bei der ploetzlichen dampfseitigen (Not-)Entlastung kommt es dabei haeufig - zumindest zeitweilig - zur Ausbildung einer Zweiphasenstroemung aus Gas/Dampf und Fluessigkeit in der Ablassleitung. Im Vergleich zu dem erwuenschten Ausstroemen nur von Gas oder Dampf nimmt dann die kritische Geschwindigkeit ab, so dass sich die Druckentlastungsgeschwindigkeit teilweise erheblich verringert bzw. groessere Stroemungsquerschnitte vorzusehen waeren, um den gleichen systembedingten Druckanstieg im Apparat zu kompensieren. Die Vorhersage der Zweiphasenstroemung und die Bemessung der Stroemungsquerschnitte der Sicherheitseinrichtungen und der Rohrleitungen ist jedoch noch nicht zuverlaessig moeglich, weil die im Apparat und in der Abblaseleitung auftretenden thermohydraulischen Vorgaenge sehr komplex und eng miteinander verknuepft sind. 2. Die Arbeit zielt auf die Bereitstellung von Unterlagen fuer die ausreichende Bemessung der Stroemungsquerschnitte und auf die Entwicklung eines genaueren und allgemeingueltigen Berechnungsverfahrens. 3. Die Untersuchungen beinhalten die Ermittlung des zeitlichen Druckverlaufs im Behaelter - es laesst sich damit auf einfache Weise die Auslegung der Stroemungsquerschnitte beurteilen - und fuer Kontrollzwecke des austretenden Massestroms und seiner Zusammensetzung in Abhaengigkeit der Zeit. Versuchsparameter sind Entlastungsquerschnitt, Fuellgrad des Behaelters.
Das Projekt "Zeitlicher Druckverlauf in Blow-Down-System waehrend der Druckentlastung einer Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Roßendorf e.V., Institut für Sicherheitsforschung durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung von Modellen fuer die Berechnung des dynamischen Verhaltens von Blow-Down-Systemen. Mit dem Modell sollen die fluid- und thermodynamischen sowie die reaktionskinetischen Vorgaenge waehrend der Druckentlastung eines chemischen Reaktors mit angeschlossenem Blow-Down-System berechnet werden koennen. Die Ergebnisse dienen der sicheren Auslegung von Blow-Down-Systemen. Nach der Aufstellung von flexiblen Modellen der einzelnen Teilsysteme Reaktor, Abblaseleitung, Entlastungsarmatur, Abscheider und Kondensator liegt der Schwerpunkt auf der Kopplung der Teilsysteme. Im Zentrum steht die Schaffung eines praxisorientierten Gesamtmodells, wobei das besondere Augenmerk auf Phaenomene gerichtet ist, die auf das Zusammenspiel der Teilsysteme zurueckzufuehren sind. Dies sind in erster Linie Instabilitaeten im Massenstrom bzw. dem transienten Druckverlauf, die bei unguenstiger Auslegung auftreten koennen. Die Arbeiten sind rein theoretischen Charakters und stuetzen sich, so weit wie moeglich, auf bereits vorhandenes experimentelles Material.
Das Projekt "SynMet - Solar Combined ZnO-Reduction and Natural Gas Reforming for the Co-Production of Zinc and Syngas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Paul Scherrer Institut, Forschungsbereich Allgemeine Energie durchgeführt. Zinc and synthesis gas (syngas), besides being important material commodities, are attractive as energy carriers. Zinc finds applications in Zn/air fuel cells and batteries, and it can also be reacted with water to form hydrogen. Syngas is the building block of a wide variety of synthetic liquid fuels, including methanol - a promising substitute of gasoline for fuelling cars. However, the current industrial production techniques of both zinc and syngas carry severe environmental consequences, especially CO2 emissions. These emissions can be reduced substantially, by combining both the production of Zn and syngas and by replacing fossil fuels with concentrated solar energy as the source of high-temperature process heat. The use of solar energy for supplying the enthalpy of the reaction upgrades the calorific value of the initial reactants by 39 percent. Thus, using the SynMet process, solar energy is converted into storable and transportable chemical fuels. Scheme of the process: In the first, endothermic step, concentrated solar radiation is used for co-producing zinc and syngas by the combined ZnO-reduction and Natural Gas reforming processes in a solar chemical reactor called SynMet; syngas could further be processed to methanol. In the second step, zinc is either used to split water and form H2 in a water-splitting reactor, or, alternatively, zinc is used in a Zn/air fuel cell or battery to generate electrical work. In either case, the chemical product of the second step is ZnO which, in turn, is recycled to the first step.
Das Projekt "Oberflaechendetonationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Abteilung II Chemische Sicherheitstechnik, Fachgruppe II.1 Heterogene Verbrennungsreaktionen durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erhoehung der Sicherheit von chemischen Reaktoren bei Oxidationsprozessen. Dadurch sollen gefaehrliche Emissionen bei Stoerfaellen in Chemieanlagen vermieden werden.
Das Projekt "Notkuehlung chemischer Reaktoren durch Direkteinspeisung von nichtmischbaren Fluessigkeiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Abteilung Chemietechnik, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Ein in der chemischen Industrie haeufig vorliegender Prozessschritt ist die exotherme Reaktion in der fluessigen Phase. Um das Durchgehen einer solchen Reaktion bei einer Betriebsstoerung zu verhindern, kann der Reaktorinhalt mit nichtverdampfenden Fluessigkeiten abgekuehlt werden. Ziel des beantragten Anschlussvorhabens ist die Untersuchung dieser Notkuehlung durch nichtmischbare Fluessigkeiten. Das Forschungsvorhaben laesst sich dabei in vier Bereiche unterteilen: 1. Entwicklung geeigneter Dispergieorgane, 2. Experimentelle Untersuchung der Hydrodynamik und der resultierenden Temperaturverlaeufe in Reaktoren unterschiedlicher Groesse, 3. Modellierung der Hydrodynamik und des instationaeren Waermeueberganges waehrend des Notkuehlvorganges, 4. Erstellung von Berechnungsunterlagen fuer die Dimensionierung von Notkuehleinrichtungen fuer disperse Systeme. Eine grosstechnische Ueberpruefung des zu erstellenden Modells soll in Zusammenarbeit mit der Buna AG, Schkopau durchgefuehrt werden. Die Buna AG stellt dazu eine Grossanlage mit einem 12 M3-Reaktor zur Verfuegung, an dem Versuche mit realen Stoffsystemen durchgefuehrt werden sollen. Durch das beantragte Forschungsvorhaben sollen die im laufenden Projekt durchgefuehrten Untersuchungen an mischbaren Fluessigkeiten auf nichtmischbare Stoffsysteme erweitert werden, um die Einsatzmoeglichkeiten der Notkuehlung zu erweitern.
Das Projekt "Untersuchung von Koaleszenz- und Zerfallsvorgaengen von Blasen in turbulenten Zweiphasenstroemungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Energietechnik und Reaktoranlagen durchgeführt. Gas/Fluessigkeits-Zweiphasenstroemungen treten in der Praxis zB in Verdampferrohren, Pipelines, chemischen Reaktoren auf. Hierbei werden der Waerme- und Stoffaustausch durch die auftretenden Koaleszenz- und Zerfallsprozesse der Blasen massgeblich beeinflusst. Diese wiederum werden von den Wechselwirkungen zwischen den dispergierten Blasen und dem Turbulenzfeld der kontinuierlichen fluessigen Phase gepraegt sein. In diesem Projekt stehen diese Wechselwirkungen in Zweiphasenstroemungen in vertikalen Stroemungsrohren im Vordergrund. unter Einsatz der zweidimensionalen Heissfilm-Anemometrie (X-Heissfilm-Sonden), mit der die Turbulenz in der Fluessigkeit (Turbulenz-Intensitaet, Reynolds-Spannungen) gemessen wird, und faseroptischen Sensoren, mit denen Gasgehalt, Blasenfrequenz, -groessenverteilungen und -geschwindigkeiten bestimmt werden, werden die physikalischen Effekte in der Stroemung experimentell erfasst. Unter Einbeziehung der Ergebnisse wird ein Modell fuer die Entwicklung der Blasengroessenverteilung unter Beruecksichtigung des turbulenten Scherfeldes der fluessigen Phase entwickelt. Damit koennen die in der Stroemung auftretenden Koaleszenz- und Zerfallsprozesse abhaengig von der Turbulenz berechnet und somit Vorhersagen zur Dispergierung der Gasphase in der Fluessigkeit getroffen werden. Dieses Modell kann vor allem fuer die Berechnung des Waerme- und Stoffaustauschs hilfreich eingesetzt werden.
Das Projekt "Waermetransport durch freie Konvektion in grossen Reaktoren fuer Fluessigkeitssysteme mit inneren, homogen verteilten Waermequellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Abteilung Chemietechnik, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. In chemischen Reaktoren kann eine exotherme Reaktion bei Ausfall des Ruehrwerkes und/oder der Kuehleinrichtung leicht ausser Kontrolle geraten. Die zur Projektierung der Kuehlvorrichtung notwendigen funktionalen Zusammenhaenge zur Bestimmung des Waermeuebergangs sowie der Stroemungs- und Temperaturfelder bei freier Konvektion in grossen Reaktoren fuer Fluesigkeitssysteme mit homogen verteilten inneren Waermequellen sollen daher experimentell untersucht werden. Desweiteren soll eine numerische Bearbeitung des Problems erfolgen, um kuenftig auf zuverlaessige Berechnungsgleichungen zur sicherheitsgerechten Dimensionierung von entsprechenden Behaeltern und deren Notkuehlung zurueckgreifen zu koennen. Die experimentellen Arbeiten sehen die Gestaltung von drei Groessenmasstaeben vor, so dass ein Scale-up moeglich wird.
Das Projekt "Direktkondensation mittels Strahlkondensatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Fachbereich Chemietechnik, Arbeitsgruppe Physikalisch-Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. 1. Zielsetzung: Druckbehaelter oder Chemiereaktoren koennen ueber Sicherheitsventile oder Berstscheiben bei ueberschreiten des hoechstzulaessigen Druckes notentspannt werden. Die dabei freigesetzten Stoffe koennen in viele Faellen aufgrund ihrer Soffeigenschaften (z.B. toxisch, explosionsfaehig) auch in Notsituationen nicht in die Atmosphaere entlastet werden. Ziel einer solchen sicherheitstechnischen Massnahmen muss es sein, die notentspannten Substanzen innerhalb der Anlage zurueckzuhalten und somit eine Gefaehrdung von Mensch, Umwelt und Anlage zu vermelden. Notentspannte Daempfe bzw. Dampf-Inertgas-Gemische koennen durch Kondensation zurueckgehalten werden. Im genannten Forschungsvorhaben erfolgte die Kondensation durch intensive Vermischung von Dampf und Kuehlfluessigkeit in einem Strahlkondensator. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bestimmung der Kondensationswirksamkeit verschiedener Strahlkondensatoren in Abhaengigkeit von Vordruck, Inertgasgehalt, Kuehlfluessigkeitstemperatur und anderen Einflussfaktoren. 2. Arbeitsprogramm: Das Forschungsvorhaben umfasst neben der Detailplanung und dem Aufbau einer Technikumsanlage die systematische Untersuchung mit den Stoffsystemen Methanol/N2/H2O/und Frigen/N2/H2O unter stationaeren bzw. transistenten Versuchsbedingungen. Begleitend erfolgt eine theoretische Aufarbeitung der Waerme- und Stoffaustauschvorgaenge in einem Strahlkondensator. 3. Stand der Arbeiten: Das Forschungsvorhaben ist nahezu abgeschlossen. Die untersuchten Strahlkondensatoren eignen sich sehr gut zur Direktkondensation notentspannter Daempfe. Auch unter extremen Bedingungen wie z.B. sehr hohen Anteilen nichtkondensierbarer Gase koennen die Dampfanteile noch nahezu vollstaendig kondensiert werden. Die vorhandenen experimentellen Ergebnisse koennen in Verbindung mit dem theoretischen Modell als Dimensionierungsgrundlagen fuer einen Einsatz bei grosstechnischen Notentspannungssituationen herangezogen werden.
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| Bund | 21 |
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| Förderprogramm | 21 |
| License | Count |
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| offen | 21 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 21 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 21 |
| Topic | Count |
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| Boden | 7 |
| Lebewesen & Lebensräume | 8 |
| Luft | 9 |
| Mensch & Umwelt | 21 |
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| Weitere | 21 |