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Online-Optimierung eines Absorptions- und Desorptionsprozesses für die Koksofengasreinigung

In der Prozessindustrie sind die Anforderungen an die Verfahren wie preiswertes Design und umweltschonenden Betrieb vielseitig, und teilweise auch gegenläufig. Hierdurch steigt der Bedarf an flexibleren Produktionsanlagen, um den steigenden Anforderungen bezüglich der schnell wechselnden Marktanforderungen und der Umweltverträglichkeit gerecht zu werden. Ressourcenschonung und Reduzierung der Umweltbelastung sind Ziele, die die gängigen Verfahren aufgrund der sich ändernden Umweltauflagen (Reinheit der Gasemission) an die Grenzen der Wirtschaftlichkeit bringen. Die Reaktivabsorption und die anschließende Desorption stellt durch die Kombination von Stofftrennung und chemischer Reaktion in Mehrkomponentensystemen ein sehr komplexes Verfahren mit einem hohen Optimierungspotential dar. Dies gilt insbesondere für die im Rahmen des Forschungsprojektes zu untersuchende Ammoniak-Schwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche zur Reinigung von Kokereiabgasen. Bei diesem industriell relevanten und hier exemplarisch ausgewählten Prozess basiert der konventionelle Betrieb integrierter Kolonnensysteme auf der vorherigen Auslegung für einen konstanten Betriebspunkt. In der Realität ändern sich jedoch die Randbedingungen, so dass die Prozesse am vorgegebenen Betriebspunkt nicht optimal betrieben werden können. Hier liegt die besondere wissenschaftliche Herausforderung bezüglich der Online-Optimierung, die Umweltrestriktionen sowie alle Produktanforderungen unter den gegebenen Anlagenbegrenzungen und den sich ändernden Echtzeit-Randbedingungen zur Minimierung der Betriebskosten gleichzeitig einzuhalten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird eine Methodik zur Online Optimierung entwickelt und an einer realen Anlage (AS-Kreislaufwäsche) im Pilotmaßstab erprobt und bewertet. Als Ergebnis ist ein effizientes robustes Online-Optimierungssystem zur Ermittlung optimaler Prozessführungsstrategien für dynamische nichtlineare große Systeme unter Echtzeit-Randbedingungen zu erwarten. Die zu entwickelnde Methodik der Online-Optimierung ist allgemeingültig und soll für die Optimierung anderer Prozesse übertragbar sein.

Entwicklung von preiswerten, schalldaemmenden Wandelementen (Fensterelemente, Trennwaende, Maschinenkapselungen)

Ziel: Schalldaemmende Wandelemente (wie Trennwaende und Raumteiler, ferner Kapselungen von lauten Maschinen, sowie Fensterelemente, bestehend aus Fenster, Tuer, Luefter, Rollkasten) mit einem preiswerten Schalldaemmwert, das heisst optimales dB/Preis-Verhaeltnis. Der Nachteil der handelsueblichen Elemente ist ihr hoher Preis, ferner keine Abstimmung zwischen den Teilelementen, so dass 'schwache' und 'starke' Elemente nebeneinander eingesetzt werden. Die Fahrerkabinen von LKW und Baumaschinen sind nicht ausreichend vom Motor und Getriebe schallisoliert. Vorliegende Ergebnisse: Preiswerter Schallschutz mit neuen Rolladen-Fenster-Elementen.

Überprüfung der Blattdüngung auf CO2 Basis auf einer Dauerwiese

Mineralische Pflanzenstärkungsmittel (Agrosol) sind für die Biologische Landwirtschaft zugelassen und werden in diesem Bereich beworben. Das primäre Ziel dieser Forschungsarbeit soll sein, die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes solcher Mittel gerade in der Biologischen Landwirtschaft zu überprüfen. Gerade in einer Zeit, wo Dauergrünlandbetriebe versuchen müssen, alle möglichen externen Kosten so gering wie möglich zu halten, ist eine kritische Überprüfung notwendig. Am Bio Lehr- und Forschungsbetrieb des LFZ Raumberg-Gumpenstein werden Exaktversuchsparzellen auf einer 3-schnittigen Dauerwiese angelegt. Die Fläche befindet sich auf 740 m und stellt von der Ertragslage einen guten durchschnittlichen Grünlandbestand dar. Die Bewirtschaftung der Parzellen erfolgt mit 2 Düngungsniveaus. Einmal mit 80 und einmal mit 120 kg N je ha und Jahr, wobei immer eine Variante mit keinem zusätzlichen Mittel behandelt wird und die andere mit einem mineralischen Pflanzenstärkungsmittel (Agrosol). Das Pflanzenstärkungsmittel wird 1-mal vor dem 1. Schnitt, 2-mal nach dem 1. Schnitt und 1-mal nach dem 2. Schnitt mit 3 kg/ha ausgebracht. Folgende Punkte sollen dabei überprüft werden: 1. Unterscheiden sich die Pflanzenbestände zwischen den Varianten nach der Projektlaufzeit. Die Zusammensetzung einer Schnittwiese gibt Auskunft über die Stabilität bzw. Labilität gegenüber der Bewirtschaftung und der Umwelteinflüsse. Jede Form der Bewirtschaftung hat einen großen Einfluss auf die Entwicklung des Pflanzenbestandes, weshalb die Beobachtung beim Einsatz neuer Produkte sehr wichtig ist. 2. Hat der Einsatz von mineralischen Pflanzenstärkungsmitteln einen Einfluss auf den Humusgehalt im Boden. Anhand von begleitenden Bodenanalysen soll die Situation der wichtigsten Bodenparameter überprüft werden, damit so mögliche kurzfristige Veränderungen dokumentiert werden können. 3. Kommt es zu einer Steigerung der Mengen- und Qualitätserträge bei den behandelten Varianten. Es gilt zu ermitteln, wie stark die Ertragsdifferenz zwischen den Parzellen ohne und mit Behandlung des mineralischen Pflanzenstärkungsmittels ist. Darüber hinaus werden auch Unterschiede bei den Inhaltsstoffen untersucht. 4. Ist der Einsatz solcher Mittel für den Dauergrünlandbetrieb ökonomisch sinnvoll. Da Zukaufmittel immer mit Kosten verbunden sind, ist eine ökonomische Bewertung wichtig. Gerade ein Dauergrünlandbetrieb muss bei Zukaufmittel sehr gut überlegen, da z.B. bei Betrachtung der aktuellen Milchpreise jeglicher zusätzliche Aufwand beachtet werden muss.

Cost-Optimal-Level: Modellrechnungen - Begleituntersuchung zur europäischen Berichterstattung

Ziel des im Rahmen des Forschungsprogramms Zukunft Bau geförderten Projektes 'Cost Optimal-Level - Modellrechnungen' war es, das deutsche kostenoptimale Niveau- von Neubau und Bestandsgebäuden zu bestimmen und mit dem gültigen Mindeststandard (EnEV (Energieeinsparverordnung) und EEWärmeG) zu vergleichen. Dies beinhaltete neben einer Betrachtung der makro- und mikroökonomischen Perspektive auch eine Sensitivitätsanalyse, um den Einfluss wesentlicher Parameter zu bestimmen. Das von Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) finanzierte Grundlagenforschungsprojekt ermöglicht einen sehr tiefen Einblick in die aktuellen und künftigen EnEV-Anforderungen, sowie den Einfluss der unterschiedlichen Parameter und Berechnungsarten. Mit der seitens der EU geforderten wirtschaftlichen Überprüfung der nationalen Umsetzungen der Gebäuderichtlinie sollen die Weichen für die zukünftige Entwicklung des Anforderungsniveaus gestellt werden.

Verfahren fuer die Archivierung und Visualisierung von Luftbildern

Innerhalb des Projektes werden neuartige Verfahren zur Archivierung und Visualisierung von Luftbildern entwickelt und in einer Pilotanwendung realisiert. Luftbilddienstleister und Behoerden erhalten damit die Moeglichkeit auf zusammengesetzte Luftbilder fuer groessere Gebiete, z.B. in der Bildfolge von Befliegungen blattschnitt- und sprungfrei zugreifen zu koennen. Die Verfahren gestatten die ressourcenschonende Visualisierung auch fuer grosse zusammenhaengende Flaechen mit der fuer Luftbilder typischen extrem hohe Aufloesung von wenigen Zentimetern pro Bildpunkt. Die Anwendung der innerhalb des Projektes entwickelten Technologien wird entscheidende Vorteile bei der Behandlung von Luftbildern in den Bereichen Archivierung, Darstellung, Auswertung und in Hinblick auf eine allgemeine und kostenguenstige Verfuegbarkeit von Luftbilddaten mit sich bringen. Die erzeugten Daten koennen leicht in GISCAD- Softwaresysteme, wie zum Beispiel in die CD-Atlas-Produktreihe integriert werden.

Natrium-Ionen Batterie Demonstratoren für mobile und stationäre Energiespeicher, TransitionTransfer - Natrium-Ionen Batterie Demonstratoren für mobile und stationäre Energiespeicher

ELINA - Einsatz dynamischer induktiver Ladeinfrastruktur im ÖPNV, Teilvorhaben: Softwaregestützte Planung von Busnetzen mit dynamischer induktiver Ladeinfrastruktur

H2Giga: HTEL-Module - Ready for Gigawatt, Teilvorhaben: Entwicklung und Erprobung von Prozessabläufen für die Großserienfertigung von HTEL-Modulen

H2Giga: Industrialisierung PEM-Elektrolyse-Produktion, Teilvorhaben: Entwicklung großserientauglicher Stapeltechnologien

Errichtung einer Anlage zur Beheizung der Gewächshäuser einer Gärtnerei mittels erdgasbetriebener Wärmepumpen, die im Grundwasser gespeicherte Erdwärme nutzbar machen

Bei dem Pilotvorhaben der OCER Energie GmbH im niedersächsischen Zetel (Kreis Friesland/Niedersachsen), wird die im Grundwasser gespeicherte Erdwärme genutzt, um Gewächshäuser einer Gärtnerei ganzjährig, kontinuierlich mit Wärme zu versorgen. Damit kann im Vergleich zu einer herkömmlichen Erdgasheizung rund die Hälfte des Brennstoffs eingespart werden. Der Ausstoß an klimaschädlichem Kohlendioxid wird um rund 368 Tonnen pro Jahr verringert. Die im Rahmen des Vorhabens benötigte Wärmeenergie soll mittels erdgasbetriebener Wärmepumpen Brunnenwasser aus rund 30 Meter Tiefe, das ganzjährig ca. 10 Grad Celsius warm ist, gewonnen werden. Zusätzlich soll auch die Abwärme der Gasmotoren genutzt werden. Da an sonnenscheinreichen Tagen eine Beheizung der Gewächshäuser nicht nötig ist, wird die Wärme in dieser Zeit in Wassertanks gespeichert und je nach Bedarf zugeführt. Das Vorhaben kann ein Modell für eine Vielzahl von anderen Gärtnereien und Einrichtungen sein, bei denen die benötigte Energie oft die größten Kosten verursacht und Grundwasser in ausreichender Menge zur Verfügung steht.

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