Ziel ist es, aufbauend auf neu gewonnenen Erkenntnissen zur Partikel-Wechselwirkung im Tellerspalt Zentrifugalhilfsmittel zur Erhöhung der Abscheideleistung einzusetzen. Mithilfe dessen soll die Abscheideleistung von Tellerseparatoren auf Kleinstpartikel mit einer Sinkgeschwindigkeit von 1 Millimeter per Stunde und weniger ausgedehnt werden. Auf diese Weise wird auch das Einsatzgebiet der Tellerseparatoren auf neue Anwendungsfelder erweitert. So können in zahlreichen industriellen Trennprozessen durch die Substitution energieintensiver Trenntechnologien nachhaltig Energieeinsparpotenziale realisiert werden. Hierdurch lassen sich Energieeinsparpotentiale von circa 25 Prozent (bei Substitution von Mikrofiltertechnologien) circa 50 Prozent (bei Einsparung ganzer Separationsstufen) erschließen.
Ziel ist es, aufbauend auf neu gewonnenen Erkenntnissen zur Partikel-Wechselwirkung im Tellerspalt Zentrifugalhilfsmittel zur Erhöhung der Abscheideleistung einzusetzen. Mithilfe dessen soll die Abscheideleistung von Tellerseparatoren auf Kleinstpartikel mit einer Sinkgeschwindigkeit von 1 Millimeter per Stunde und weniger ausgedehnt werden. Auf diese Weise wird auch das Einsatzgebiet der Tellerseparatoren auf neue Anwendungsfelder erweitert. So können in zahlreichen industriellen Trennprozessen durch die Substitution energieintensiver Trenntechnologien nachhaltig Energieeinsparpotenziale realisiert werden. Hierdurch lassen sich Energieeinsparpotentiale von circa 25 Prozent (bei Substitution von Mikrofiltertechnologien) circa 50 Prozent (bei Einsparung ganzer Separationsstufen) erschließen.
Ausgewählte Zielproteine werden einem Kristallisationsscreening unterzogen, wobei Dampfdiffusions- und Microbatchverfahren eingesetzt werden. Davon ausgehend werden Phasendiagramme erstellt (Lichtstreuung und Selfinteraction chromatography). Geeignete Bachbedingungen dienen als Ausgangspunkt für die Hochskalierung im Rührkessel. Der Prozess wird so geführt, dass das Protein quantitativ in die kristalline Phase geht (kontinuierliche Zuführung von Protein oder Fällungsmittel, Vakuumverdampfung). Die Abtrennung der Kristalle erfolgt durch Filtrations- oder Zentrifugationsverfahren.
Die Rueckgewinnung von Metallen aus metallurgischen Schlacken bedingt nicht nur einen geringen Verlust wertvoller Metalle, sondern auch eine Verringerung des Energieaufwandes beim Schmelzprozess. End-Schlacken, die deponiert werden, belasten nach Abtrennung der Schwermetalle die Umwelt in weit geringerem Masse. Daher sollen Verfahren und Apparate entwickelt werden, die in der Lage sind, die Trennung der Metalltropfen von der Schlacke gegenueber der Schwerkrafttrennung im Absetz-Herdofen zu beschleunigen. Bei der apparativen Entwicklung werden Schleuderverfahren und elektrokinetische Methoden zugrunde gelegt.
Die in einer Papierfabrik mit Erdgas und Heizoel S betriebene Heizkraftwerksanlage mit einer Feuerungs-Waermeleistung von 48 MWth wird auf Steinkohlefeuerung umgestellt. In die Anlage wird ein Dampferzeuger mit schraeggestelltem Wanderrost (sog. Ignifluid-Feuerung) integriert, der mit einer Direktentschwefelung in Kombination mit einem Gewebefilter zur Staubabscheidung ausgeruestet wird. Darueber hinaus werden zusaetzliche feuerungstechnische Massnahmen (u.a. Abgasrueckfuehrung, Stufenverbrennung) zur weitgehenden Minderung der NOx-Emissionen vorgenommen. Der fuer die Ascherueckfuehrung vorgesehene Fliehkraftabscheider wird so ausgelegt, dass die im Abgas als feine Kornfraktion vorliegenden Sulfate sowie noch reaktionsfaehige Kalkbestandteile nicht in den Feuerungsraum und letztlich in die Rostasche gelangen.
Ergebnisse: Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung und Optimierung der elektrostatisch unterstuetzten Abscheidung von Dieselrusspartikeln in Fliehkraftabscheidern. Vor dem Hintergrund einer sich verschaerfenden Grenzwertsituation fuer den Partikelausstoss von dieselgetriebenen Kraftfahrzeugen gewinnen Emissionsminderungsmassnahmen in diesem Bereich zunehmend an Bedeutung. Die bislang favorisierten keramischen Tiefenfilter zeichnen sich zwar durch hohe Abscheidegrade aus, jedoch konnte das Problem der Regeneration der Filter bis heute nicht zufriedenstellend geloest werden. Der wesentliche Vorteil von Fliehkraftabscheidern liegt in ihrer hohen Betriebssicherheit, die auf ihre einfache und robuste Bauweise zurueckzufuehren ist. Als gravierender Nachteil ist das nicht zufriedenstellende Abscheideverhalten des Zyklons im Submikronbereich zu nennen, das jedoch durch Vorschalten eines Agglomerators verbessert werden kann. Bei dem Agglomerator handelt es sich grundsaetzlich um ein Rohrelektrofilter mit einer speziell geformten axilen Spruehelektrode. Bei Anlegen einer Hochspannung an diese Elektrode wird die Bildung von Russagglomeraten beobachtet. Im Rahmen des Vorhabens wurde das zweistufige Abscheidesystem untersucht, wobei als Russgenerator ein Pkw-Dieselmotor moderner Bauart zum Einsatz kam. Eine wesentliche Voraussetzung fuer die Untersuchungen war die Bereitstellung eines leistungsfaehigen messtechnischen Instrumentariums, mit dem das breite Spektrum der Partikelgroessenverteilung erfassbar ist. Aufbauend auf kommerziellen Komponenten wurde ein Messsystem entwickelt, das eine geschlossene Darstellung der Groessenverteilung im Bereich zwischen 14 mm und etwa 40 mm ermoeglicht. Der Gesamtabscheidegrad, der mit dem zweistufigen System erreicht werden kann, haengt sowohl von der Effizienz der Agglomerationsstufe als auch von den Trenneigenschaften des Zyklons ab. Es konnte gezeigt werden, wie diese Groessen von den motorischen Parametern abhaengen. Mit steigender Motorlast nimmt der Anteil der Partikeln ab, der in Agglomerate eingebunden wird. Mit steigenden Abgasvolumenstroemen, d.h. in erster Linie steigenden Motordrehzahlen, wird eine zunehmende Agglomeraterstoerung im Zyklon beobachtet, die sich nachteilig auf die Abscheidung auswirkt. Als Folge dieser Zusammenhaenge ergeben sich Gesamtabsheidegrade, die je nach Motorbetriebspunkt zwischen 87 Prozent (n gleich 1250 min-1; 25 Prozent Last) und 43 Prozent (n gleich 2500 min-1; 75Prozent Last) variieren. Die Untersuchungen zum Agglomerationsvorgang haben gezeigt, dass die Primaerpartikeln in Agglomerate eingebunden werden, die einen Durchmesser von mehr als 5 mm aufweisen. Dadurch ergeben sich in allen Faellen typische bimodale Groessenverteilungen, in denen neben diesen Agglomeraten ein unterschiedlich grosser Anteil nicht eingebundener Primaerpartikeln vertreten ist. Als Alternative ...
Die steigenden Anforderungen an die Verringerung der Stickstoffwerte im Klaerwerksablauf (EG-Richtlinie) machen Massnahmen zur Stickstoffelimination in kommunalen Klaeranlagen erforderlich. Bei Klaeranlagen mit Schlammfaulungsstufen bietet sich eine gesonderte Behandlung des sogenannten Zentrats aus der Faulschlammentwaesserung an, da dieser Teilstrom in der Regel groesser 1000 mg/l NH4 hoch Plus -N enthaelt. In Pilotversuchen zur biologischen Stickstoffelimination aus Zentrat des Klaerwerks Koehlbrandhoeft (Hamburg) konnte mit einem neuentwickelten Abstrom-Fliessbett-Reaktor in halbtechnischem Massstab (Truebwasserdurchsatz bis zu 1,5 m3/h) ueber 34 Monate betriebsstabil die Oxidation von etwa 90 Prozent des Ammoniumstickstoffs erreicht werden. Die Mikroorganismen waren im Reaktor auf Traegermaterialkoernern (d = 1-3 mm) aus geschaeumtem Polystyrol in einem Biofilm immobilisiert. Um hohe Umsatzraten zu erreichen, erfolgte die Belueftung mit Reinsauerstoff. Die Anlage wurde aufgrund der Temperatur des anfallenden Zentrates bei Temperaturen von 28-42 Grad Celsius betrieben. Im Rahmen der mikrobiologischen Untersuchungen wurden die Abhaengigkeit der Nitrifikationsaktivitaet von verschiedenen Betriebsbedingungen sowie Struktur und Aufbau des Biofilms untersucht. In der Pilotanlage hatte sich eine an die Bedingungen angepasste Nitrifikantenpopulation entwickelt. Eine Populationsanalyse ammoniakoxidierender Bakterien erfolgte mit Hilfe der Immunofluoreszenz (IF)-Technik. Es wurden dabei 9 Antiseren gegen unterschiedliche Arten und Staemme eingesetzt.
Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung und Optimierung eines Abscheidesystems zur Abscheidung von Russpartikeln aus Dieselmotorabgasen. Bei diesem Verfahren werden die Partikeln zunaechst durch elektrostatische Aufladung agglomeriert und in einem nachgeschalteten Zyklon abgeschieden. Bei Einsatz konventioneller Zyklone kommt es zur teilweisen Zerstoerung der Agglomerate in der turbulenten Drallstroemung. Dies wirkt sich nachteilig auf den Gesamtabscheidegrad aus und soll durch Modifikation der Zyklongeometrie verhindert werden. Darueberhinaus sind weitergehende Untersuchungen an einem Elektrozyklon geplant, der eine vorgeschaltete Agglomerationsstufe ueberfluessig macht. Mit diesem Geraet wurden im Rahmen erster Versuche Gesamtabscheidegrade von bis zu 53 Prozent erreicht.Desweiteren sollen Untersuchungen durchgefuehrt werden, die Aufschluss ueber den Einfluss der Partikeleigenschaften auf die Agglomeratbildung geben.
Eine Vollmantelzentrifuge wird in axialer Richtung mit einem Filter abgeschlossen. Auf diese Weise koennen sehr feinkoernige Suspensionen bei einer geringen Restfeuchte des Kuchens und einem klaren Filtrat getrennt werden. Bisher wurden Aluminiumhydroxid-Kalkstein und PVC-Pulver in Wasser mit Erfolg verarbeitet. Moeglich waere das Trennen von kommunalen und industriellen Abwasserschlaemmen.
Die schadlose Beseitigung der bei der Abwasserreinigung anfallenden Klaerschlaemme bereitet zunehmend groessere Schwierigkeiten. Diese Schlaemme werden nicht nur in ihrer Menge sondern auch in ihren Eigenschaften von der jeweiligen Abwasserlast, also von der Menge und Art der Abwasserinhaltsstoffe, von den jeweiligen Reinigungszielen und daraus abgeleitet vom Umfang der Abwasserreinigung sowie von der Art des eingesetzten Verfahrens bestimmt. Das gilt vor allem fuer Abwasserschlaemme aus biologischen und chemischen Reinigungsstufen, die mit einem sehr hohen Wassergehalt von ueber 99 Prozent anfallen und damit ein sehr grosses spezifisches Schlammvolumen besitzen. Dieses Schlammvolumen wird bei der erforderlichen Schlammstabilisation in Altanlagen insbesondere zu einer unzureichenden Ausfaulung und zu einer verminderten Gasausbeute und bei Neuanlagen zu erhoehten Bau- und Betriebskosten fuehren. Daher wird der Ueberschussschlamm in zunehmenden Masse vor der Stabilisation eingedickt, wobei neben der statischen Eindickung und der Flotation insbesondere die maschinelle Eindickung mit Zentrifugen fuer Klaeranlagen groesser 50000 E/EGW in Frage kommt. Das Ziel des Vorhabens besteht darin, sowohl die Leistungsfaehigkeit und Wirtschaftlichkeit von Eindick-Zentrifugen, als auch insbesondere die Auswirkungen auf die Stabilisation und die Abwasserreinigung zu untersuchen. Ueber die erhoehten TR-Gehalte in der Dickphase kann auch ohne Flockungshilfsmittelzugabe eine Volumenverminderung der Ueberschussschlammenge von ueber 90 Prozent erreicht werden. Die Auswirkungen der Klarphase auf die Abwasserbehandlung wird untersucht.
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