In Teilprojekt A5 soll geklärt werden, ob die mineralischen Bestandteile, wie Na, K, Mg, Ca, Al oder Fe, der Kohle katalytisch aktiv sind und somit Einfluss auf den Oxyfuel-Verbrennungsprozess nehmen. Neben dem Verbrennungsprozess in O2 werden die beschleunigte Einstellung des Boudouard-Gleichgewichts und die Kohlevergasung mit H2O berücksichtigt, die durch Volumenvergrößerung erheblichen Einfluss auf das Strömungsfeld in Flammen nehmen können. Es sollen reale Kohlen aber insbesondere auch synthetische Modellkohlenstoffe untersucht werden, was eine schrittweise Steigerung der Komplexität der untersuchten Systeme erlaubt.
Bei der Haupttätigkeit der Blasius Schuster KG , Inspire-ID: https://registry.gdi-de.org/id/de.he.0945.de7.pf.eu_industrie/353535345) handelt es sich um Vergasung oder Verflüssigung von Kohle (NACE-Code: 38.21 - Behandlung und Beseitigung nicht gefährlicher Abfälle). Es wurden keine Freisetzungen oder Verbringungen nach PRTR berichtet zu: Freisetzung in die Luft, Freisetzung in das Wasser, Freisetzung in den Boden, Verbringung von Schadstoffen mit dem Abwasser, Verbringung gefährlicher Abfälle im Inland, Verbringung gefährlicher Abfälle im Ausland, Verbringung nicht gefährlicher Abfälle.
MAN Energy Solutions entwickelt in dem hier vorliegenden Projekt einen Verdichter axialer Bauweise für die Eigenschaften von CO2, also einem molekular schweren Gas. Dieser Verdichter muss hohe Volumenströme verarbeiten, wie sie insbesondere in Kraftwerksanlagen entstehen. Zu den wichtigsten Optionen bei der Vermeidung von Umweltbelastungen durch den weltweit ansteigenden CO2-Ausstoss gehört die CCS-Technologie; diese unterscheidet verschiedene Verfahren zur CO2-Abscheidung wie die Abtrennung nach Kohlevergasung (Pre-Combustion / IGCC) oder die Abscheidung nach dem Verbrennungsprozess (Post Combustion). Eines jedoch eint diese Verfahren: die Notwendigkeit von CO2-Verdichtern für den Transport des Treibhausgases vom Kraftwerk zum Speicherort und zum Verpressen der entstandenen CO2-Massen. Eine intelligente Lösung zur Förderung großer CO2-Volumina liegt in der Vorverdichtung mittels eines geeigneten Axialverdichters und der damit einhergehenden Reduktion des Volumenstroms sowie anschließender Verdichtung auf den Enddruck mittels eines Radialverdichters. Die Vorteile eines Axialverdichters für CO2 sind dabei die sehr hohen Wirkungsgrade, die Möglichkeit der Verdichtung großer Volumenströme in einem einzigen Verdichtergehäuse, die Wärmenutzung aus der Kompression in Kraftwerksprozessen und die mechanische Zuverlässigkeit des Kompressors. Die Kombination von hohen Wirkungsgraden, Zwischenkühlungen und dem Eintrag von Abwärme in den Prozess resultiert in einem geringstmöglichen Energieverbrauch für die Verdichtung. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden die Grundlagen der Axialverdichterauslegung für CO2 erarbeitet, auf deren Basis transsonische Prozessverdichter zur Förderung großer CO2-Volumina ausgelegt werden können. Da mit der CO2-Verdichtung mittels eines Axialverdichters Neuland betreten wird, ist sowohl eine Verifikation der numerischen Werkzeuge als auch eine Validierung der angewandten Modelle zwingend erforderlich. Zu diesem Zweck wird ein Versuchsverdichter entwickelt, welcher durch eine umfangreiche Instrumentierung und ein intelligentes Messprogramm alle erforderlichen Messdaten bereitstellt. Die hier weiterentwickelte Technologie zur Verdichtung schwerer Gase mittels eines großen Axialverdichters eignet sich daneben auch für den Einsatz in großskaligen Produktionsanlagen zur Kompression von Kohlenwasserstoffen, Erdgas sowie Stickoxiden oder Wasserstoff. Diese Grundstoffe sind vor dem Hintergrund eines globalen Bevölkerungswachstums ebenso essentieller Bestandteil wirtschaftlichen Wachstums und sozialen Wohlstandes wie eine stabile und ausreichend dimensionierte Energieversorgung. Für die vornehmlichen Standorte dieser Anlagen im asiatischen, afrikanischen und südamerikanischen Raum spielt die Verfügbarkeit der hier entwickelten Technologien also eine nicht unbedeutende Rolle bei der langfristigen Entwicklung von Schwellen- zu Industrienationen.
Ziel ist es, Grundlagen und Konzepte für die Entwicklung zukünftiger integrierter Hochtemperaturvergasungsprozesse bereitzustellen. Dabei soll auf eine möglichst hohe Flexibilität bei der Brennstoffauswahl, eine optimale Integration von synthesegasbasierten Prozessen mit konventioneller und erneuerbarer Stromerzeugung sowie Möglichkeiten chemischer Speicher fokussiert werden. Die Arbeitspakete gliedern sich in die Pakete Grundlagenuntersuchungen, Komponentenentwicklung und Systembetrachtungen. Im Paket Grundlagen sollen die Pyrolyse- und Vergasungskinetiken verschiedener Brennstoffe (Kohle und Co-Feeds) ermittelt, der Löser 'coalFoam' weiterentwickelt sowie Prozessschlacken und Laboraschen charakterisiert und modelliert werden. Im Paket Komponentenentwicklung sollen ein Modellfall für einen großtechnischen Flugstromvergaser mittels CFD simuliert, das Asche-/Schlackeverhalten durch thermodynamische Modellierung abgebildet und Optionen zur Quenchkonvertierung Flow-Sheet-Modellierung untersucht werden. Im Paket Systembetrachtungen werden der Einsatz verschiedener Brennstoffe (Kohle und Co-Feeds) für die Vergasung technologisch bewertet und neue Konzepte zur Kopplung synthesegasbasierter Prozessketten mit der konventionellen (fossilen und erneuerbaren) Stromerzeugung sowie Konzepte zur Zwischenspeicherung regenerativen Überschussstroms in synthesegasbasierten Chemikalien technologisch und wirtschaftlich betrachtet. In die Konzepte werden die Ergebnisse des Pakets Komponentenentwicklung eingebunden und Kombinationen separater CO-Konvertierungsverfahren mit der Quenchkonvertierung auf technische und wirtschaftliche Vorteile geprüft.
Objective: To fill in gaps existing in the knowledge about the fate of trace elements during coal gasification and liquefaction. By listing the most important trace elements in a gasification plant as a function of operating conditions, this project is intended to provide the bases for devising abatement technologies. General Information: The study of trace elements is initially limited to six metals: lead, cadmium, arsenic, nickel, vanadium and mercury, together with the elements chlorine and fluorine. Sampling methods are developed to find any trace elements contained in the crude gas. The knowledge of the mass distribution of the input and output substances is needed in order to determine trace element residues. The maximum possible abatement of releases of trace elements and of the effects on the environment of trace elements has to be considered.
Weissfaeulepilze besitzen die Faehigkeit, mit Hilfe eines komplexen, unspezifischen Enzymsystems (Ligninasen), das Lignin des Holzes abzubauen. Aufgrund dieser Enzymausstattung wird diesen Mikroorganismen auch ein grosses Potential zum Abbau persistenter Xenobiotika zugeschrieben. Zu diesen Verbindungen gehoeren auch die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), von denen zahlreiche Verbindungen als cancerogen und mutagen eingestuft werden. Ihre Anreicherung in der Umgebung von Kohle und Erdoel verarbeiteten Industrieanlagen stellt ein Gesundheitsrisiko fuer Mensch und Umwelt dar und erfordert bei der Ueberschreitung bestimmter Grenzwerte eine Sanierung der betroffenen Boeden. Neben physikalisch-chemischen Methoden kann die biologische Sanierung unter Einsatz von Mikroorganismen eine oekologisch und oekonomisch guenstige Alternative darstellen. Ziel des durchgefuehrten Forschungsvorhabens war es, wissenschaftliche Grundlagen fuer den Einsatz von Weissfaeulepilzen zur Bodensanierung zu erarbeiten. Dazu wurden zunaechst aus einer ca. 200 Pilzstaemme umfassenden Institutssammlung 57 Pilze auf ihre Faehigkeit getestet, die radioaktiv markierte PAK-Verbindung (4,5,9,10 - 14C) Pyren in Reinkultur auf Stroh zu mineralisieren. Bei zwoelf dieser Pilze waren nach 15 Wochen 45-60 Prozent des eingesetzten HC-Pyrens zu 14C02 mineralisiert. Bei einer Auswahl von gut und schlecht mineralisierenden Pilzen war am Ende der Versuche der groesste Teil der nicht mineralisierten HC-Radioktivitaet mit Wasser extrahierbar. Dies weist auf eine weitgehende Metabolisierung des 14C-Pyrens auch bei den schlecht mineralisierenden Pilzen hin, die den Abbau jedoch nicht bis zum 14C02 leisten konnten. Von den Organismen mit dem besten Mineralisierungspotential wurde aufgrund der guten Kultivierbarkeit und seiner Faehigkeit in Boeden einzuwachsen, der Pilz Pleurotus sp. Florida ausgewaehlt, um seine Abbaukapazitaeten auch fuer andere PAK-Verbindungen zunaechst in Reinkultur und dann in Boeden zu pruefen. Diese Untersuchungen zeigten, dass Pleurotus sp. Florida in Reinkultur in der Lage war, dem Stroh in unterschiedlichen Menge (50, 250, 1250 myg) zugesetzte nicht radioaktiv markierte acht 4-6-Ring EPA-PAK weitgehend zu metabolisieren. Es wurden maximal 20-23 Prozent (Dibenz(a,h)anthracen und Chrysen) bei der niedrigsten Konzentration wiedergefunden. Bei den hoeheren Konzentrationen stieg die wiedergefundene Menge der PAK zwar an, jedoch nicht in dem der Konzentrationserhoehung entsprechenden Mass. Beim Sprung der Anfangsmenge um das 25fache (von 50 auf 1250 myg) stiegen die prozentualen Wiederfindungsraten jedoch lediglich um das 3,6-8,4fache. Auch die gleichzeitig zugesetzten 14C-PAK (4,5,9,10-14C) Pyren, (12-14C) Benz(a)anthracen und (7,10-14C) Benzo(a)pyren wurden in bisher bei Mikroorganismen nicht nachgewiesenem Umfang mineralisiert...
Objective: Development and test operation of a new waste utilization system (radiation boiler) and of further new components for pressurized entrained flow gasification (PRENFLO). The new components besides the radiation boiler were a candle filter (dry dedusting of PRENFLO raw gas), a fly ash recycle system, a catalytic COS hydrolysis and a raw gas desulfurization system (MDEA process). General Information: The partial oxidation of solid fuels according to the entrained-flow principle (PRENFLO process) is an exothermic process, approx. 20 per cent of the gross calorific value of the fuel being converted into sensible heat. Utilization of this large quantity of heat released is indispensible for the energetically optimum of the PRENFLO process in industrial-scale applications. The raw gas leaves the gasifier at a temperature of approx. 1400 deg. C, highly laden - about 160 g/m3 (24 bar) with small molten or doughy ash particles. The heat utilization concept realized to date at Krupp Koppers comprises the cooling of raw gas at the outlet of the gasifier with quench gas to temperatures of less than 1000 deg. C resulting in higher heat losses at temperatures below 250 deg. C. The hot gas quenching can be avoided by using the new waste heat utilization system for dust-laden PRENFLO raw gas with high optical density. It is based on a radiation boiler with built-in heat exchange elements, the arrangement of which takes account of the temperature and flow profile of the hot raw gas leaving the reactor. Results from the operation of a 48 t/d PRENFLO plant with regard to slag separation in the gasifier, effectiveness of mechanical dedusting devices, decoupling of radiation boiler from gasifier to take account of the vibrational properties (mechanical cleaning device for heat exchangers), and theoretical investigations on heat exchange for optically dense fluids indicated the possibilities of preventing energy losses by quench gas cooling of raw gas. Optimization of the system with regard to the spacing of the heat exchange elements, the cleaning and the geometry of the system result in lower overall height and anticipate efficiency improvements if the system is applied in a CC-power plant. The dry dedusting of PRENFLO gas allows fly ash recycling to the gasifier, thereby a total slagging of the coal ash and a total carbon conversion can be achieved. A high effective filtering system reduces heat losses with the raw gas, when hot dedusted gas from the filter is recycled as quench gas. A candle filter and a pneumatic fly ash recycle system was planned, built and tested. For the desulfurization of the PRENFLO gas a catalytic COS hydrolysis (conversion of COS to H2S) and a H2S absorber (MDEA process) were installed in the test plant to proof the reliability of these process stages for PRENFLO gas in a wide range of operating conditions and to take account of the gas and solid traces in the gas to be treated. Testing and optimization of the waste heat...
Durch Kohlevergasung hergestelltes Gas enthaelt Schwefel. Wird das Gas unmittelbar nach seiner Erzeugung bei hoher Temperatur eingesetzt, so ist eine Heissentschwefelung zweckmaessig, da hierbei die durch Abkuehlen und Wiederaufheizen entstehenden Energieverluste vermieden werden. In zur Zeit laufenden und zum Teil abgeschlossenen Arbeiten wird die Heissentschwefelung mit Schlackenschmelzen, mit Kalk oder Dolomit sowie mit festem Kupfer untersucht. Ein Prozess auf der Grundlage von Kupfer erscheint sehr attraktiv. Mit ihm koennte Kohlegas bei 800 Grad C bis auf H2S-Gehalte von 0,03 Volumen-Prozent entschwefelt werden. Die Regeneration wuerde mit Luft unter Bildung eines SO2-reichen Abgases erfolgen, aus welchem das SO2 mit konventionellen Verfahren beseitigt werden kann.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 172 |
| Europa | 26 |
| Land | 1 |
| Weitere | 1 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 47 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 170 |
| Text | 3 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 171 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 156 |
| Englisch | 22 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
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| Keine | 145 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 141 |
| Lebewesen und Lebensräume | 126 |
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| Weitere | 173 |