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Untersuchungen zur Maximierung des Mülldurchsatzes in Müllverbrennungsanlagen bei Sicherstellung eines ausreichenden Ausbrande

Das Qualitätskriterium für die Müllverbrennung, bzw. für die Ablagerung der Schlacke aus der Thermischen Abfallbehandlung ist der Glühverlust. Im FG Abfalltechnik besteht die begründete Vermutung, dass die Müllverbrennung verändert werden kann, wenn als Qualitätskriterium für eine Ablagerung der Schlacke nicht mehr der Glühverlust verwendet wird, sondern die für die mechanisch-biologisch behandelten Abfälle zu Grunde gelegten Größen Atmungsaktivität und Gasbildungsrate herangezogen werden und dabei in jedem Fall immer noch eine ausreichende Inertisierung erreicht wird. Um dies zu untersuchen soll die in die Müllverbrennung eingesetzte Abfallmenge durch Kurzverbrennungen vergrößert werden. Eine Kurzverbrennung kann durch die Verstärkung der Feuerraumbelastung, sowie die Verkürzung die Verweilzeit des Abfalls im Feuerraum erreicht werden. Den Zuordnungskriterien für Deponien für mechanisch-biologisch vorbehandelten Abfälle liegt der Ansatz zugrunde, dass beim biologischen Teilprozess der MBA der biologisch abbaubare Kohlenstoff weitestgehend abgebaut wird, so dass sich der verbleibende Abfall bei der Ablagerung auf einer Deponie trotz des Vorhandenseins von kohlenstoffhaltigen Bestandteilen inert verhält. Wenn bei der Verbrennung in Müllverbrennungsanlagen der biologisch abbaubare Kohlenstoffanteil als leicht flüchtiger Anteil zuerst und schnell abgebaut wird, sollte trotz des oben beschriebenen erhöhten Mülldurchsatzes (Kurzverbrennung), die Atmungsaktivität und die Gasbildungsrate für die Schlacke, eingehalten werden können. Es muss überprüft werden, ob der bei der Kurzverbrennung verbleibende fixe Kohlenstoff biologisch nicht abbaubar ist und dadurch die Atmungsaktivität und die Gasbildungsrate nicht erhöht. Die Auswirkungen der Kurzverbrennung auf den Ausbrand sollen in Versuchen in der Technikumsverbrennungsanlage des FG Abfalltechnik durchgeführt werden. Die Kurzverbrennungen sollen durch zum einen die Erhöhung der Rostbelastung und zum anderen die Reduzierung der Verweilzeit umgesetzt werden. Zur Beurteilung des Ausbrandes wird von den Schlacken die Atmungsaktivität und die Gasbildungsrate und zum Vergleich der Glühverlust bestimmt. Die bei den Versuchen gewonnenen Ergebnisse sollen zeigen, dass eine Erhöhung der Mülldurchsatzleistung erreicht und dennoch ein ausreichender Ausbrand unter den Gesichtspunkten der Atmungsaktivität und der Gasbildungsrate gewährleistet werden kann. Unter diesen Bedingungen könnten die Durchsätze in den Müllverbrennungsanlagen vergrößert werden und dadurch eine Möglichkeit, das ab dem 01.06.2005 erwartete Kapazitätsdefizit an Abfallbehandlungsanlagen zu vermindern oder gar auszugleichen, gegeben werden.

Aufklaerung des Verhaltens von Schadstoffen in Pedo- und Hydrosphaere

Geochemische Fixierung von Schadstoffen in Speichermineralen. Untersuchung der Bildungsbedingungen und Struktur von Erdalkalisilikaten, die als Speichermineral geeignet sein koennen: Synthese und Strukturmodell, das die Ableitung thermodynamischer Daten erlaubt. Ermittlung der Mineralneubildungen bei Verwitterung schadstoffhaltiger Rueckstaende zur Identifikation potentieller Speicherminerale fuer Schadstoffe: Zeitrafferexperimente der Verwitterung von Hochtemperatur-Muellverbrennungsschlacken und Untersuchung der Mineralneubildungen aus schwefelhaltigen Rueckstaenden. Untersuchung der Verwendung von Natriumkarbonatsodalith als technische Base zur Inertisierung.

Filtrationsverfahren Additive Fertigung (ADDIFIL)

NIP-II: Verbundvorhaben: BILBO - Brennstoffzellen-Integration im Labor und Betriebsoptimierung, Teilvorhaben: AOA

Im Vorhaben soll ein Halon-freies Brandunterdrückungssystem hinsichtlich der Integration in ein Flugzeug ausgelegt und Systemkomponenten in Leichtbau entwickelt werden. Das System basiert auf dem Einsatz des Brennstoffzellenabgases während der Haltephase. Dabei richten sich Aspekte auf die klimatischen Verhältnisse im Flugzeug, vor allem unter Berücksichtigung des mit Wasser gesättigten Brennstoffzellenabgases zur Inertisierung. In der Luftfahrt neuartige beheizte Löschmittelbehälter für Wasser und Inertgas-Hochdruckbehälter sollen im Vorhaben entwickelt und Funktionsmuster aufgebaut werden. Im Rahmen der Systemintegration und Systemverifikation soll die Systemfunktion unter verschiedenen Randbedingungen überprüft werden, wobei die Brandunterdrückung durch mit Wasser gesättigtem Brennstoffzellenabgas bei verschiedenen Umweltbedingungen einen Schwerpunkt bildet. Zudem werden Kriterien für die Zulassbarkeit eines halonfreien Brandbekämpfungssystems erarbeitet. Hierzu werden zulassungsrelevante Methoden und Messmittel zur Charakterisierung der Löschmittelwirkung und -verteilung entwickelt. Die Ergebnisse werden in erste Gespräche mit den Zulassungsbehörden einfließen, um Risiken hinsichtlich Zulassbarkeit des neuartigen Brandunterdrückungssystems zu minimieren.

PROMETEUS: Entsorgung von radioaktivem Quecksilber und quecksilberhaltigen Reststoffen aus dem Rückbau kerntechnischer Anlagen

Zielstellung des beantragten Verbundprojektes ist es, die verfahrens-, arbeitssicherheits- und genehmigungstechnischen Voraussetzungen für eine Entsorgung von radioaktivem Quecksilber zu entwickeln. Die Behandlung oder Entsorgung von bestehenden Abfallkontingenten ist nicht Gegenstand des Projektes. Das im Projekt entwickelte Entsorgungskonzept wird mit repräsentativem Probematerial auf die Anwendbarkeit hin überprüft. Für aktiviertes Quecksilber oder quecksilberhaltige Reststoffe, die nicht dekontaminiert werden können sowie für die Dekontaminationsrückstände, welche an Aktivität angereichert wurden, soll innerhalb des Verbundprojekts untersucht werden, welche chemische Konversion zielführend ist und in welche inerten Matrices diese eingebunden werden können. Zielstellung des Konditionierungsverfahrens ist es, eine möglichst vollständige Immobilisierung der Radionuklide zu gewährleisten. Dies würde eine Endlagerung der radioaktiven Abfälle ermöglichen. Das Projekt soll die Grundlage für eine gesicherte Entsorgungsplanung der Ablieferungspflichtigen bilden. Es sind insgesamt 13 Arbeitspakete vorgesehen, wobei es sowohl um die genauere Untersuchung der vorhandenen Abfallkontingente geht (Identifizierung & Charakterisierung), als aber auch um die Erforschung eines geeigneten Dekontaminationsverfahrens für das radioaktive Quecksilber. AiNT wird zudem seine Kompetenz in den Bereichen Freigabeverfahren und Konditionierungskonzept einbringen.

Ermittlung der Grundlagen der Pyrolyse von Abfaellen im Drehrohr und Modellbildung

Zur Minimierung der zu deponierenden Abfallmengen sowie zur Inertisierung der organischen Inhaltsstoffe kommen in der Abfallwirtschaft thermische Abfallbehandlungsverfahren zur Anwendung. Der Muellverbrennung als technisch ausgereiftem System steht die Pyrolyse als neu entwickelte Verfahrensalternative gegenueber. Pyrolyse oder Entgasung ist die Zersetzung von organischer Substanz durch Waermeeinwirkung unter Luft- bzw. Sauerstoffausschluss. Als Pyrolyseprodukte entstehen Pyrolysegas, Pyrolysekoks und Pyrolyseoel bzw. -teer in Abhaengigkeit der Betriebsparameter wie Aufheizgeschwindigkeit, Endgasungstemperatur sowie in Abhaengigkeit der Muellzusammensetzung. Die im Ausgangsprodukt enthaltene Energie ist somit auf den Heizwert und die fuehlbare Waerme der Endprodukte verteilt. Die bei der Pyrolyse ablaufenden chemischen Reaktionen sind im einzelnen weitgehend unbekannt. Bei Temperaturen zwischen 400 Grad Celsius und 500 Grad Celsius setzen primaere Zersetzungsreaktionen ein, die zur Spaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe und zur Abspaltung von Radikalen fuehren. Diese Spaltprodukte polymerisieren teilweise im Bereich niedrigerer Temperaturen wieder zu Oelen und Teeren. Bei Temperaturen um 800 Grad Celsius werden anorganische Karbonate zersetzt. Die restlichen aromatische Verbindungen werden aufgespalten und eine teilweise Vergasung des freien Kohlenstoffs setzt ein. Ab Temperaturen von 1200 Grad Celsius beginnen die Pyrolysereststoffe, die noch verblieben sind, schmelzfluessig zu werden. Die Hausmuellpyrolyse wird gewoehnlich bei Temperaturen um 500 Grad Celsius durchgefuehrt. Als Reaktoren dienen neben Schachtoefen oder Wirbelschichtanlagen hauptsaechlich Drehrohroefen. Als Ergebnis der experimentellen Untersuchungen werden fuer die Bestandteile Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff Umsatzfunktionen erstellt. Fuer die Verteilung auf die Komponenten des Pyrolysegases als Funktion des C-H-O-Verhaeltnisses und der Temperatur werden Splitfunktionen ermittelt. Mit Hilfe der Messergebnisse soll ein Modell erstellt werden, das eine vollstaendige mathematische Beschreibung und ein Simulation der Stoff- und Energiebilanz des Pyrolyseprozesses ermoeglicht. Mit Hilfe von Sensitivitaetsanalysen koennen komplette Kennfelder fuer die Pyrolysegas- und Reststoffzusammensetzung erstellt werden. Diese sind als Grundlage fuer die Auslegung von Drehrohren zur Pyrolyse von Abfaellen nutzbar.

Verwertung von Flugstaeuben aus Muellverbrennungsanlagen im Hinblick auf eine Schwermetallabtrennung

Flugstaeube aus Muellverbrennungsanlagen beinhalten hohe Mengen an Schwermetallen. Sie sind deshalb als Sonderabfaelle zu entsorgen. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines nasschemischen Aufbereitungsverfahrens zur Schwermetallabtrennung aus den Flugstaeuben und die Rueckfuehrung der gewonnenen Metalle in den Wirtschaftskreislauf sowie die Inertisierung der verbleibenden Rueckstaende fuer eine preisguenstige Deponierung.

Ressourceneffizienz mit dem Bandgießverfahren für die Produktion von HSD-Stählen, Teilprojekt 1: Koordination, Bandgießen und Weiterverarbeitung im Pilotmaßstab

Ressourceneffizienz mit dem Bandgießverfahren für die Produktion von HSD-Stählen, Teilprojekt 2: HSD-Stahl-Erzeugung und Bandgießen - Simulation und Labormaßstab

Ressourceneffizienz mit dem Bandgießverfahren für die Produktion von HSD-Stählen, Teilprojekt 7: Weiterverarbeitung im Pilotmaßstab

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