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.
Zum Vergleich der in COORETEC betrachteten Kraftwerksprozesse (GuD-, DKW-, Oxyfuel- und Oxycoal-Prozess, IGCC mit CO2-Abtrennung, DKW mit MEA) werden einheitliche Annahmen und Randbedingungen aufgestellt und Prozessanalysen durchgeführt. Aussagen über die heute machbaren Technologien sowie deren CO2-Vermeidungspotential werden getroffen. Aufgrund der großen Unterschiede zwischen den zu betrachtenden Prozessen müssen die Anlagen- und Betriebsparameter miteinander vergleichbar gestaltet werden. Dies umfasst die Identifizierung aller Parameter und die Definition realitätsnaher, standardisierter Werte für alle Einflussgrößen. Mittels Modellierung und Simulation werden Aussagen über die heute erreichbaren Wirkungsgrade und das Wirkungsgradpotential einzelner Technologien gemacht. Wesentliches Ergebnis der Studie ist es, Aussagen zu treffen, welche Prozesse unter realitätsnahen und vergleichbaren Randbedingungen das größte technische und wirtschaftliche Potenzial besitzen, den Klimaschutz schnellstmöglich voranzutreiben. Die hierbei entwickelten standardisierten Annahmen und Randbedingungen sollen auch bei der zukünftigen Untersuchung von alternativen Prozessen Anwendung finden.
Der Saarberg/Otto-Vergaser soll unter Druck erprobt und bis zur Betriebsreife weiterentwickelt werden. Im Mittelpunkt des Interesses steht dabei die Gewinnung von Daten zur Auslegung kommerzieller Anlagen sowie die Untersuchung folgender Fragen: -Wie verhaelt sich der Vergaser in verschiedenen Druckstufen und welches sind die min. und max. Durchsaetze in diesen Druckstufen, die noch einen sicheren Betrieb gewaehrleisten. -Wie aendert sich die Gaszusammensetzung bei Variation der Verhaeltnisse Vergtasungsmittel/Brennstoff und Sauerstoff/Dampf. -Welches ist die wirtschaftlichste Fahrweise des Systems. -Wie arbeitet der Vergaser bei Einsatz verschiedener Kohlearten. -Wie kann eine moeglichst grosse Umweltfreundlchkeit erreicht und wie kann sie verbessert werden. -Welche Werkstoffe sind fuerdie Kohledruckvergasung geeignet.
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.
Ziel des Projektes war die grosstechnische Demonstration des Einsatzes von aufbereitetem Hausmuell in der Hoch-Temperatur-Winkler-Vergasung (HTW). Gemeinsam mit den Firmen Krupp Uhde GmbH, Dortmund, Intecsa-Uhde Industrial S.A., Madrid und Rheinbraun AG sollte die Co-Vergasung von Braunkohle und aufbereitetem Hausmuell im grosstechnischen Massstab demonstriert werden. Neben der Demonstration der grosstechnischen Einsetzbarkeit des HTW-Verfahrens zur effizienten und umweltgerechten Verwertung von Hausmuell durch Co-Vergasung mit Braunkohle, sollte durch Absicherung der Datenbasis an einer grosstechnischen Anlage, insbesondere hinsichtlich Feststoffhandling, Vergasungsverhalten, Brenngasqualitaet und Emissionen, eine Markteinfuehrung des Verfahrens unterstuetzt werden. Die Versuche sind erfolgreich abgeschlossen. Ueber die Firmen Krupp Uhde wurde eine Lizenz zur Anwendung dieses Verfahrens nach Japan erteilt.
Die umfangreichen und kostspieligen experimentellen industriellen Untersuchungen der Vergasung von Kohlen und anderen festen Brennstoffen haben bisher keine adaequate Entsprechung in der theoretischen Durchdringung gefunden. Durch Anstrengungen im Bereich der Modellierung kann die Verallgemeinerung und Uebertragbarkeit der vielfaeltigen Versuchsergebnisse deutlich verbessert werden. Das zu erarbeitende neue Simulationsprogramm soll dazu beitragen, die komplexen verfahrenstechnischen Ablaeufe in Druckwirbelschichtvergasern in ihrer Gesamtheit zu beschreiben, dadurch im Detail verstaendlicher zu machen, und die entsprechenden Anlagen bei der Auslegung und im Betriebsverhalten zu optimieren. Dazu soll ein in den beiden letzten Jahren konzipiertes Modell erweitert und verbessert werden, insbesondere im Hinblick auf die Beschreibung der Pyrolyse bei einem breiten Band von Einsatzstoffen ausgehend von Kohlen ueber Biomassen bis hin zu organischen Reststoffen. Die Arbeiten zur Modellierung sollen durch experimentelle Untersuchungen an einer Laborwirbelschichtanlage ergaenzt und gestuetzt werden. Der Zugriff auf umfangreiche experimentelle Erfahrungen ist gewaehrleistet.
Im Vorhaben soll die Schlackebadvergaser (British Gas Lurgi - BGL)-Vergasung auf Basis theoretischer Studien (unter anderem durch Modellierung) sowie durch experimentelle Untersuchungen im Labor und im Pilotanlagenmaßstab für hocheffiziente, emissionsarme Kohlevergasung mit CO2-Abtrennung (IGCC)-Kraftwerke und flexible Polygeneration-Anwendungen sollen optimiert werden. Dazu ist die Teer-Öl-Ausbeute für IGCC-Kraftwerkanwendungen zu minimieren (Brenngas-BGL-Konzept). Für Polygeneration-Konzepte (Polygen-BGL-Konzept) mit chemischer Synthesegasnutzung und Erzeugung eines erdöläquivalenten Teer-Öl-Gemisches (einsetzbar in der Chemieindustrie oder als speicherbarer Spitzenbrennstoff) ist sie zu maximieren.
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