Das Projekt "Erzeugung von Wasserstoff fuer die Hydrierung von Schweroel und Kohle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Veba Öl AG durchgeführt. Objective: The aim of the overall project were the planning, construction and industrial testing of a commercial-size entrained-flow gasification plant for the generation of hydrogen, which can be operated on solid fuels, e.g. pyrolysis coke and coal just as well as on liquid hydrogenation residues. The objectives of this project were the determination of data enabling an evaluation of the technical feasibility, the possibilities for official approval and the economic viability of the demonstration plant before the final decision on its construction was taken. Parallel to the planning of the demonstration plant, gasification tests were to be made in an existing pilot plant. These tests were in the first place to determine the design data for the demonstration plant as well as to test and to improve the solid feeding-system and the gasification burner. See project LG/20/84/DE. General Information: For the hydrogenation of coal or heavy oil, a major consideration is the economical and environment-friendly utilization of the hydrogenation residues containing heavy metals which become available as unavoidable by products. As against possible combustion, the gasification of the hydrogenation residues provides the advantage that, in addition to environmentally safe disposal of the residues, it is also possible to produce the hydrogen required after the hydrogenation units. For energetic reasons the direct feeding of the hot hydrogenation residues to the gasification seems to be the most appropriate solution. Because of the interconnection of the gasification and the hydrogenation plants is, therefore, largely dependent on the availability of the residue gasification. In order to avoid this it is necessary to provide for the disconnection of the two processes. This disconnection requires the solidification of the liquid residues and the intermediate storage of the solidified residues. Solidification can be effected by pyrolysis of the hydrogenation residues in indirectly heated rotary drums. The coke from the pyrolysis can be used for hydrogen generation. Because of the production of pyrolysis oil, the residue pyrolysis enables an increase of the total oil yield of hydrogenation plants. The dosage of the solid fuels to the pressurized gasification reactor would be carried out with an extruder feeding-system developed on pilot plant scale by VEBA OEL AG and Maschinenfabrik Werner and Pfleiderer. This feeding system consists essentially of a twin-screw extruder. The finely ground fuel and a small portion of a liquid binding-agent are metered pressure-free into the extruder. Hydrocarbons (heavy oils, used oils) as well as water can be used as binding agents. In the extruder, the solid fuel and the binding agent are first mixed, whereupon the mixture is compressed to a pressure above the reactor pressure. The optimum liquid content for the operation of the extruder depends greatly on the type and granulation of the solid fuel. The compacted fuel leaves ...
Das Projekt "Production of hydrogen for the hydrogenation of heavy oil and coal (plant assembly phase)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Veba Öl AG durchgeführt. Objective: To erect a demonstration gasifier including the metering and monitoring devices. General Information: The project started in 1981 with the design of the plant, the obtaining of the approval, the basic - and detail - engineering and the acquisition of the necessary material and equipment. The current phase includes the erection of the gasifier. The gasifier of the demonstration plant is designed to produce 40000 m3/h synthesis gas. This corresponds to a feed rate of 16 t /h. The gasification pressure is 60 bars. The dust free raw gas from the demonstration plant is directed to the raw gas shift conversion, H2S/CO2 - removal and pressure swing adsorption units. The safe feeding operation of liquid hydrogenation residues is insured by special suspension pumps. The dosage of the LTC coke and the hard coal will be carried out employing the extruder feeding system for solid fuels developed by VEBA OEL on pilot plant scale. The main component of the feeding system is a twin screw extruder. In the feeder the finely ground coal or coke are mixed intensively with about 15 per cent water or oil and pressurized to form a gas-tight plug. At the extruder outlet the pressurized feed-stock is pulverised in a specifically designed discharge head and transferred by steam via a specially designed burner into the gasification reactor. Achievements: A preplanning phase served to investigate different concepts with respect to process flow, the technical design of the main parts and the integration of the demonstration plant into the RUHR OEL refinery in Gelsenkirchen-Scholven. For two process variants the basic engineering was carried out for the main process steps; a pre-basic was worked out for the conventional units of the plant, i. e. grinding, crude gas shift conversion and H2S/CO2 scrubbing. Detailed documents including construction drawings were produced for the main parts e. g. the extruder feeding-system, the burner and the gasification reactor. In order to determine whether the gasification plant would qualify for approval by the authorities a preliminary application in accordance with P9 of the Federal Environmental Protection (Immission) Act was prepared and submitted. After a thorough examination of the application and a discussion on the objections the preliminary approval was guaranted. To conclude the investigations, the investment cost were determined and the economic viability was examined for both process alternatives. The investigations have shown that a large-scale plant for the gasification of hydrogenation residues and coal is technically feasible and does quality for approval. The low energy price level does for the time being, however, not permit a cost-covering operation of coal gasification or coal hydrogenation plants. Measures are, therefore, examined to improve the economic viability of gasification and hydrogenation units. The use of solid or liquid wastes (as e. g. sewage sludge, used plastic materials, used ...
Das Projekt "Hydriertes Pflanzenöl als Substitut für Heizöl EL schwefelarm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl Reaktionstechnik (RT) durchgeführt. Im Projekt wird die Einsetzbarkeit von hydriertem Pflanzenöl als Beimischkomponente in Heizöl EL untersucht. Die Herstellung von HVO über die Hydrierung soll dabei in Hinblick auf die Anforderungen des Raumwärmemarkts und auf die Reduktion der Wertschöpfungskette optimiert werden. Zur Bewertung von HVO als Substitut für Heizöl EL ist eine Kopplung zwischen der Herstellung, der physikalisch-chemischen Eigenschaften und der Anwendungstechnik erforderlich. Das Projekt gliedert sich in die Untersuchungen am IEC den Herstellungsprozess von hydrierten Pflanzenölen betreffend sowie die anwendungstechnischen Untersuchungen, die vom OWI durchgeführt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 'Herstellung von C2+-Alkoholen auf Basis von H2, CO und CO2 aus Kuppelgasen'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Technische Chemie und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Die bei der Herstellung von Stahl anfallenden sogenannten 'Kuppelgase' sind reich an Wasserstoff (H2), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) und stellen eine alternative Kohlenstoff-Quelle für die Herstellung chemischer Wertprodukte dar. Sie bilden eine potentielle Quelle für Synthesegas und können damit einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion der Emission von Klimagasen eines Stahlwerkes beitragen. Im Rahmen dieses Vorhaben sollen diese Kuppelgase zu C2+-Alkoholen umgewandelt werden. Diese können sowohl direkt als Treibstoff wie auch als Ausgangspunkt für andere Chemiebausteine genutzt werden. Durch die Synergie zwischen Stahlindustrie und chemischer Industrie kann somit durch Fixierung von Kohlenstoff in den verwertbaren Produkten der spezifische CO2-Ausstoß des Stahlwerkes reduziert werden. Der zentrale Punkt des Vorhabens ist die Entwicklung eines maßgeschneiderten homogenen Katalysators zur Verarbeitung von CO/CO2/H2 aus Kuppelgasen zu kurzkettigen C2+-Alkoholen. Die homogen katalysierte Umsetzung erfolgt in der Flüssigphase und schließt folgende Aspekte ein: a) Modifikation von CO2-Hydrierkatalysatoren zur direkten Umsetzung von CO/CO2/H2 zu C2+ Alkoholen b) Parallele Entwicklung eines molekularen Katalysatorsystems, welches in der Flüssigphase die Carbonylierung von Methanol mit der Hydrierung der entstehenden Carbonsäuren kombiniert und damit die direkte Homologisierung ermöglicht. c) Zudem sollen im Rahmen des Projektes unterschiedliche reaktionstechnische Konzepte (loop Reaktor, Mehrphasenkatalyse, Katalysatorimmobilisierung) für die Durchführung der Flüssigphasenreaktionen evaluiert und für den aussichtsreichten Fall demonstriert werden.
Das Projekt "Verfahren zur Entfernung von HCN aus Gasgemischen und Katalysator zur Zersetzung von HCN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde GmbH durchgeführt. Das Forschungsvorhaben betrifft ein Verfahren zur Entfernung von HCN durch katalytische Zersetzung aus Gasgemischen, die neben HCN noch weitere Schwefelverbindungen enthalten. Dabei wird das Gasgemisch mit einem Katalysator in Kontakt gebracht, der das HCN durch Hydrieren und/oder durch Hydrolyde zersetzt, wobei zumindest teilweise an diesem Katalysator im Gasgemisch enthaltenes COS durch Hydrolyse zersetzt wird. Ausserdem wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens ein Katalysator entwickelt, der die o.g. Umsetzung von HCN und COS bei vergleichsweise niedriger Temperatur 140 - 170 Grad C ermoeglicht. Dabei handelt es sich um einen Katalysator, der auf Titanoxid- und/oder Zirkonoxid-Basis als Traegermaterial aufgebaut ist und als aktive Komponente Chromoxid enthaelt.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut und Museum für Geologie und Paläontologie, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Retzina (REferenzTestfeld Zeitz zur Implementierung des 'Natural Attenuation' Ansatzes). Die Nutzung der natürlichen Schadstoffabbau- und Rückhalteprozesse (Natural Attenuation) bei der Sicherung und Sanierung von Grundwasserschadensfällen sind mit hohen wissenschaftlichen Ansprüchen verbunden und von großem nationalen und internationalen Interesse. Die derzeit verfügbaren Sanierungstechniken verursachen oft über Jahrzehnte hohe Kosten und erreichen das Sanierungsziel vielfach nicht. Das Retzina-Verbundvorhaben hat zum Ziel geeignete Methoden für die Quantifizierung von natürlichen Abbauprozessen im Grundwasser zu entwickeln. Hierzu wurde auf dem Gelände des ehemaligen Hydrierwerkes Zeitz (Sachsen-Anhalt) ein Testfeld eingerichtet. Dort ist der geologisch sehr heterogene Grundwasserleiter im Abstrom einer ehemaligen Benzen-Produktionsanlage hochgradig mit BTEX (Benzen, Toluen, Ethylbenzen, Xylen-Isomere) kontaminiert. Neben der Erfassung klassischer Parameter auf der Basis von Punktmessungen werden im Rahmen des Projekts neue integrale Feldmethoden eingesetzt und weiterentwickelt. Diese reichen von direkten integralen Messungen der Schadstofffrachten entlang von Kontrollquerschnitten, über den Einsatz von toxikologischen Langzeit- und Monitoringstrategien und reaktiven Multitracer-Methoden bis zu Messungen stabiler Isotope. Darüber hinaus wird eine Modellierung des reaktiven Stofftransports durchgeführt. Über die Messung stabiler Isotope und die Umsetzung des Elektronenakzeptors Sulfat und der Hauptelektronendonatoren Benzen und Toluen entlang der Fließstrecke konnte ein mikrobiologischer Schadstoffabbau zweifelsfrei nachgewiesen werden. Die Ergebnisse des RETZINA-Verbundvorhabens fließen direkt in die laufenden Arbeiten zur Sanierung am Standort Zeitz (Ökologisches Großprojekt) ein. Der Forschungsstandort wird mit behördlicher Genehmigung der erste Großstandort in Deutschland sein, bei dem Natural Attenuation als Teil des Sanierungskonzepts angewendet werden wird.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Aus kohlenhydratreichen, nassen Reststoffen sollen mit hoher Ausbeute und geringem Anfall an Nebenprodukten Chemikalien oder hochwertige Kraftstoffkomponenten hergestellt werden. Zielprodukte sind Furfurylalkohol und Lävulinsäuren als biogene Plattformchemikalien; Kohlenwasserstoffgemische als Intermediate für die Kraftstoffproduktion sowie GVL, das sowohl als Chemikalie als auch als Basis hochwertiger Sonderkraftstoffe von Bedeutung ist. Um dieses Ziel zu erreichen, wird angestrebt, in einer hydrothermalen ersten Prozessstufe durch Variation der Reaktionsbedingungen gezielt ein Zwischenprodukt zu erzeugen, aus dem in einer zweiten Prozessstufe mittels heterogen katalysierter Veredlung die gewünschten Zielkomponenten bzw. Zielgemische produziert werden. In dieser zweiten Prozessstufe sollen die Vorteile einer in situ-Hydrierung ohne von außen zugeführten Wasserstoff genutzt werden. Stattdessen dienen sonst schlecht nutzbare Komponenten aus der Biomasse als Wasserstoff-Quelle. Dafür sind umfangreiche experimentelle Untersuchungen zur hydrothermalen Umwandlung der Biomasse, zum Screening und zur Optimierung von Katalysatoren, zur heterogen-katalytischen Veredlung in wässrigen Medium für Modelllösungen und Produktlösungen aus dem hydrothermalen Prozess, die Adaption und Entwicklung vorhandener Analysemethoden, die Entwicklung eines Weiterverarbeitungskonzeptes sowie die Bewertung des Endproduktes in Bezug auf Ausbeute und Eignung als Chemikalie bzw. Kraftstoff/-vorprodukt notwendig.
Das Projekt "Entwicklung eines technischen Verfahrens fuer die Hydrierung von Teeren und Teerdestillaten aus der Kohleumwandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lurgi AG durchgeführt. Zur Vorbereitung technischer Versuche zur Hydrierung von Teer- und aehnlichen Reuckstaenden bei Braun- und Steinkohlenvergasung sollen eine Literaturstudie und eine experimentelle Studie angefertigt werden. Inhalt: Bisheriger Kenntnisstand, Marktbeduerfnis nach moeglichen Produkten, Zusammensetzung der bei heutigen Kohleumwandlungsverfahren anfallenden Rueckstaende. Endprodukte: Verbrauchsfaehige Oele mit niedrigem Schwefelgehalt.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Im Rahmen des technisch orientierten Projektes RETZINA sollen die durch die beteiligten Arbeitsgruppen schon vereinzelt eingesetzten neuen Methoden zur integralen Abstromerkundung weiterentwickelt und an einem Referenzstandort (ehemaliges Hydrierwerk Zeitz) zur Quantifizierung des natürlichen Schadstoffrückhalte- und -abbauvermögens unter kontrollierten Bedingungen validiert werden. Ziel ist es dabei, am Ende des Vorhabens ein bewertetes Methodeninventar zur Verfügung zu haben, um darauf aufbauend einen Leitfaden für die spätere Anwendung an anderen Standorten ableiten zu können. Die FuE-Arbeiten der Kieler Gruppe beziehen sich auf die hydro- und geochemische Erkundung des Testfeldes. Neben der unumgänglichen Erfassung der Schadstofffahne mittels herkömmlicher Grundwasserbeprobungen soll die Reduktions- bzw. Oxidationskapazität der Aquiferfestphasen auch mittels neuartiger, spezifisch integrierender Tracertechniken (sog. Reaktive Tracer) bestimmt werden, um daraus numerische Reaktionstransportmodelle und gestützte Prognosen zur weiteren räumlichen und zeitlichen Schadstofffahnenentwicklung ableiten zu können.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Koordination, Aus- und Bewertung der Ergebnisse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von h-tec heavy oil GmbH durchgeführt. Projektziel ist die Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur hydrierenden Entschwefelung von Schweröl als Schiffstreibstoff. Durch Verwendung von Schweröl emittiert die Schifffahrt heute bereits mehr als zwölf Millionen Tonnen Schwefeldioxid (SO2). Durch Einführung weltweit bindender Schwefelgrenzwerte wird der Ausstoß des klimaschädlichen SO2 erheblich gemindert, gleichzeitig kann Schweröl aufgrund seines Schwefelgehalts nicht mehr verwendet werden. Klimaschädlich sind insbesondere die in der Atmosphäre aus SO2 entstehenden Sulfatpartikel, welche zur Belastung mit Feinstaub (PM10) beitragen. Zukünftig müsste das unvermeidlich in den Raffinerien anfallende Schweröl entsorgt oder zu leichteren Produkten umgewandelt werden. Bei der Umwandlung zielt man heute auf die möglichst vollständige Umwandlung des Schweröls durch teure, energieintensive Verfahren mit hohen Wasserstoffverbräuchen. Ziel dieses Projektes ist es, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem das Schweröl in einem Slurry Reaktor direkt entschwefelt werden soll, um es weiterhin als Rohstoff nutzbar zu halten und seine Entsorgung zu vermeiden. Der abgetrennte Schwefel wird dem Markt zugeführt. Der bereits heute sehr große Bedarf an Schwefel zeigt, dass eine solche Verwendung des Schwefels aus diesem Verfahren keine Schwierigkeiten bereiten wird. Aufgrund der milderen Bedingungen wird dieses Verfahren ökologisch als auch wirtschaftlich den bisherigen überlegen sein.
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