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Struvitfällung: Abtrennung von Struvit aus Abwasser durch den Einsatz von kostengünstigem Magnesium aus der Meerwasserentsalzung: Optimierung und Modellierung der Struvitfällung (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Das Projekt "Struvitfällung: Abtrennung von Struvit aus Abwasser durch den Einsatz von kostengünstigem Magnesium aus der Meerwasserentsalzung: Optimierung und Modellierung der Struvitfällung (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft V-9 durchgeführt. Ziel ist die Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser durch Fällung von Struvit unter Einsatz von Retentat der Trinkwasserentsalzung als Magnesiumquelle. Dieses enthält Komplexbildner (Antiscalants) zur Verhinderung von Ausfällungen auf der Membran von Entsalzungsanlagen. Der Einfluss von Antiscalants auf die Struvitfällung wird untersucht (Kristallform und Größe, Oberflächeneigenschaften). Weiteres Ziel ist die Kennzeichnung von Qualitätseigenschaften des Struvits in Abhängigkeit vom pH und der Inkorporation von Kalium, organischer Substanz sowie Schwermetallionen. Schließlich wird ein kinetisches Modell der Struvitbildung und Einbezug von Nebenprodukten entwickelt, welche die Nutzbarkeit des gefällten Phosphors einschränken können. Der Einfluss von Antiscalants auf die Komplexierung von Calcium und Magnesium wird durch komplexometrische Titration erfasst, die Kristallgrößenverteilung durch Laserbeugung, die Kristallstruktur mit Röntgendiffraktometrie, und die Oberflächeneigenschaften durch Bestimmung des Zetapotentials. Das Fällungsergebnis wird durch Variation des pH optimiert, wobei die Zusammensetzung des Produkts auf die Einlagerung von organischen Komponenten, Kalium und Schwermetallen untersucht wird. Ein erweitertes kinetisches Modell soll nicht nur die Bildung von Struvit, sondern auch die Fällung unerwünschter Nebenprodukte mit abbilden. Das Modell wird durch Abgleich mit experimentellen Befunden optimiert.

Teilvorhaben 2.2.1B Robustes Hochtemperaturverbrennungssystem mit erweitertem Betriebsbereich (HTV-EB)

Das Projekt "Teilvorhaben 2.2.1B Robustes Hochtemperaturverbrennungssystem mit erweitertem Betriebsbereich (HTV-EB)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo 2020. Im Mittelpunkt dieses Vorhabens steht die Erweiterung des Betriebsbereiches eines robusten Hochtemperatur-Gasturbinenbrenners, mit dem niedrige Stickoxidemissionen bei hohen Temperaturen als auch geringe Kohlenmonoxidemissionen bei tiefen Temperaturen erreicht werden können. Außerdem soll mit Hilfe einer axialen Stufung thermoakustisch induzierte Verbrennungsinstabilitäten über einen größeren Betriebsbereich vermieden werden. Dazu soll eine umfassende akustische Charakterisierung für unterschiedliche Betriebsparameter zusammen mit verschiedenen optischen Messtechniken durchgeführt werden. Aus diesen Messungen wird ein umfangreicher Datensatz erstellt, mit dem Siemens Validierungen für die numerische Simulation durchführen kann. Für den Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK-S soll eine Brennkammer entwickelt werden, die ein möglichst ähnliches akustisches Verhalten wie eine aktuell bei Siemens verwendete Gasturbinenbrennkammer hat. Mit der zusätzlichen axialen Stufung werden verschiedene Betriebspunkte hinsichtlich des akustischen Verhaltens und der Abgasemissionen charakterisiert. In einer zweiten Messkampagne werden dann für ausgewählte Betriebspunkte detaillierte laserdiagnostische Verfahren eingesetzt, mit denen der CO-Ausbrand, das Strömungsfeld und die Lage der Flammenfront bestimmt werden sollen.

Teilvorhaben: Entwicklung einer hochrepetierenden frequenzverdoppelten Strahlquelle

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer hochrepetierenden frequenzverdoppelten Strahlquelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Amphos GmbH durchgeführt. Das Vorhaben hat die Reduzierung der spezifischen Produktionskosten von Solarzellen auf Basis von kristallinem Silizium zum Ziel. Dieses Projekt fokussiert dabei die Emitter-Diffusion und das anschließende lokale Hochdotieren mittels Laser. Hier sollen durch innovative Prozesse und Anlagen sowohl der Solarzellenwirkungsgrad als auch der Anlagendurchsatz erhöht werden.

Untersuchungen zu Zusammenhaengen zwischen den Filtrations- und Produkteigenschaften textiler Filtergewebe bei der Fest-Fluessig-Trennung (Verbundprojekt)

Das Projekt "Untersuchungen zu Zusammenhaengen zwischen den Filtrations- und Produkteigenschaften textiler Filtergewebe bei der Fest-Fluessig-Trennung (Verbundprojekt)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Textil- und Bekleidungstechnik durchgeführt. Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Zusammenhaenge zwischen den Filtergewebeeigenschaften und den prozessrelevanten Anforderungen in der Pressfiltration unter untersuchen. Es waren die Voraussetzungen fuer eine gezielte und optimierte Gewebeauswahl in Abhaengigkeit vom Filtrationszweck und die Optimierung der Filtrations- und Regenerationseigenschaften der Filtergewebe zu ermitteln (Kriterien: schneller Kuchenaufbau, hohe Permeation, Standzeiterhoehung, geringe Gewebeverblockung durch Suspensionspartikel, gute Kuchenabloesung). Am Institut fuer Textil- und Bekleidungstechnik wurden hierzu die Oberflaechen der Filtergewebe mit einem Laser-Triangulationssensor vermessen und quantitativ bewertet.

Teilvorhaben: Prozessentwicklung und Integration

Das Projekt "Teilvorhaben: Prozessentwicklung und Integration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Hochdurchsatz-Verfahren zur Diffusion und Laserdotierung zur Herstellung von Hocheffizienz-Emittern mit niedriger Ladungsträgerrekombination. Diese Technologien sollen es ermöglichen das Effizienzpotential von homogenen und selektiven Hocheffizienz-Emittern, welche erhöhte Diffusions-Prozesszeiten bzw. komplexere Prozessabläufe mit sich bringen, wirtschaftlich zu erschließen.

Quantifizierung und Modellierung des Umsatzes von Kohlenstoff und assoziierten Elementen im Arabischen Meer

Das Projekt "Quantifizierung und Modellierung des Umsatzes von Kohlenstoff und assoziierten Elementen im Arabischen Meer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Oldenburg, Fachbereich 8 Physik, Arbeitsgruppe Meeresphysik durchgeführt. Es wird ein zeitaufloesendes Lidar zur Erfassung von Tiefenprofilen der Truebung und der Konzentration organischer Substanzen in der oberen Wassersaeule entwickelt. Das Messverfahren soll auf Forschungsschiffen im Rahmen kuenftiger Monitoringprogramme betrieben werden und kontinuierliche Datenerfassung auch waehrend der Fahrt des Schiffes ermoeglichen. Die Eindringtiefe betraegt 5-20 Meter im Kuestenbereich und 20-50 Meter auf der offenen See. Ziel des Aufstockungsantrages ist, die Erkenntnisse aus der ersten Erprobung fuer eine Ueberarbeitung des Instrumentes zu nutzen, bisher noch nicht erreichten Entwicklungsschritte, insbesondere bei der elektromagnetischen Vertraeglichkeit des Lasers und der Datenauswertung abzuschliessen, Demonstrationsexperimente zur Vorstellung des neuen Messverfahren in der wissenschaftlichen Oeffentlichkeit durchzufuehren und die industrielle Nutzung des Lidar zusammen mit dem Industriepartner einzuleiten.

SELF II: Meeresspiegelaenderungen im Mittelmeer: Wechselwirkungen mit Klimaprozessen und vertikale Krustenbewegungen

Das Projekt "SELF II: Meeresspiegelaenderungen im Mittelmeer: Wechselwirkungen mit Klimaprozessen und vertikale Krustenbewegungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Institut für Geodäsie und Photogrammetrie durchgeführt. SELF II uses the determination of absolute sea level and of its variations to study the present interactions as well as of those of the recent past among the ocean, the atmosphere and the Earth's crust and to develop appropriate models to assess future aspects. The main topics are: - to improve the long-term monitoring of sea-level variability by applying the most advanced geodetic techniques, including satellite altimetry and airborne laser - to study past sea levels in the Mediterranean in order to better understand the current processes - to study the effects of the atmosphere/ocean interaction and crustal movements on coastal sea levels in order to provide a bases for hazard assessment. Particular objectives of the project are: - a first assessment of rates of vertical movements of the tide gauge benchmarks - optimize the GPS and gravity observation strategies for a cost-effective determination of height changes, in particular by deploying water vapor radiometers - a detailed assessment of the quality and usefulness of the available tide gauge and sea level data - compute the temporal (seasonal and interannual) and the spatial variations of the sea-surface topography of the Mediterranean and Black Sea from ERS-1, ERS-2, TOPEX satellite altimetry and airborne laser profiling.

Licht bei der Arbeit: Licht als Werkzeug in der Fertigung und wie es Energie macht

Das Projekt "Licht bei der Arbeit: Licht als Werkzeug in der Fertigung und wie es Energie macht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Bank AG, DB Research durchgeführt. Das Thema Licht bei der Arbeit hat zwei Dimensionen: Zum einen ist das Werkzeug Licht ein Kernbestandteil jeder modernen Fertigungstechnik. Erst die innovative Querschnittstechnologie Laser ermöglicht den Bau leichter und energieeffizienter Autos, robuster Pipelines sowie leistungsstarker Chips. Zum andern wird der Rohstoff Licht für die Energieerzeugung immer wichtiger. Photovoltaik, Solarthermie und - freilich sehr viel später - der Laserreaktor sind Hoffnungsträger für eine bessere Energie- und Klimazukunft. Die Perspektiven der Lichtbranchen sind merklich besser als im Industriedurchschnitt.

Safety studies with nuclear fuels, 1988-1991

Das Projekt "Safety studies with nuclear fuels, 1988-1991" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von European Commission, Joint Research Centre (JRC). Institute for Transuranium Elements (ITU) durchgeführt. Objective: To study mechanisms and properties determining fuel and fission product behaviour during both, base and off-normal conditions. This activity involves unirradiated and irradiated 'classical' and 'improved' fuel samples of various composition and over a wide range of temperatures, up to very high burn-up, and makes use of appropriate computer models. The final aim of the activity is the improvement of the safety of fuel operation in a reactor. General Information: Progress to end 1990. The Laboratory continued its cooperation with the International Fission Gas Release Project Riso III (Dk) by incorporating the extensive experimental data resulting from the programme into the OFT data bank and evaluating them with existing TU fuel performance codes. - The OECD-coordinated activity for analysing fuel and fuel debris of the Three Mile Island (TMI) damaged reactor has been concluded. An apparatus for thermal diffusivity measurements on active specimens with the laser flash technique has been constructed. - Nitride fuels with a 'tailored' structure and heterogeneous fuels (U, Pu)O2 and UN) were fabricated for short-term irradiations in the HFR-reactor. Irradiations of fuels for future reactors to test their behaviour at the beginning of life (BOL) and at the end of life (EOL), NILOC (HFR) and NIMPHE (PHENIX), respectively, have been continued. Out-of-pile tests were performed to study changes in structure and composition of mixed nitride fuel pins in an axial temperature gradient. - Measurements of the heat capacity of UO2 up to 8000K were concluded and the results are being analysed. Radiative properties of oxides (thoria, urania, zirconia) were measured in the solid and the liquid range. A model for the total emissivity of urania was developed. - The code MITRA has been adapted to perform source term calculations. A computer code for the calculation of the thermo chemical equilibrium of fission products was written and a database for fission product compounds has been implemented with interface to the SOLGASMIX/MITRA codes. A shielded Knudsen cell for irradiated UO2 fuel has been assembled. - Work in 1990 on the safety of nuclear fuels has resulted in 33 (status September '90) contributions to conferences, articles in scientific journals, reports and chapters in books; two patents were granted. Detailed description of work foreseen in 1991 (expected results). Riso III results will undergo final evaluation and fuel work will concentrate on MOX fuel and on the structural and chemical changes at local burn-ups of up to 15 per cent . Laboratory work will principally deal with SIMFUEL with 6 and 8 per cent burn-up. Modelling work will continue. Annealing tests will be performed under oxidizing and reducing atmosphere on U02 samples irradiated up to 55 GWd/t, in order to determine fission gas release as a function of O/M . A remotely controlled thermal diffusivity apparatus will be mounted in a hot cell. BOL and EOL irradiations NILOC and ...

2.2.3b FLOX Öl

Das Projekt "2.2.3b FLOX Öl" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts COOREFLEX-turbo (Turbomaschinen - Schlüsseltechnologien für flexible Kraftwerke und eine erfolgreiche Energiewende). Im Mittelpunkt des Projekts steht die Integration einer Flüssigbrennstoffstufe in das verbesserte, brennstoffflexible FLOX® Verbrennungssystem. DLR VT wird mit Siemens zusammenarbeiten und das Verbrennungssystem im Labormaßstab charakterisieren. Die Brennstoffdüsen sollen die Zweibrennstofffähigkeit eines FLOX® basierten Brenners für Öl/Wasseremulsion ermöglichen und für Brennkammersysteme maximaler Effizienz einsetzbar sein. Auch mit dem Backup-Brennstoffinjektor sollen niedrige Schadstoffemissionen erzielt werden. Durch die damit erzielte Maximierung der Versorgungssicherheit der Gasturbinen der nächsten Generation wird ein weiteres, essentielles Kriterium durch diese neuartige Technologie erfüllt. Zur Analyse unterschiedlicher Varianten der Flüssigbrennstoffeindüsung sollen Hochdruckexperimente durchgeführt werden Das Vorhaben stellt sich drei konkrete Arbeitsziele: Ein neuer Versuchsträgers im Labormaßstab für generische 1-Düsenanordnungen für den Hochdruckprüfstand HBK-S des DLR Instituts VT wird an die Flüssiginjektortechnologie angepasst (er steht aus einem anderen Vorhaben zur Verfügung). Mit seiner Hilfe werden die neuen Eindüsungskonzepte in den Tests untersucht und charakterisiert. Durch die Anwendung von laserdiagnostischen Messmethoden werden umfangreiche und detaillierte Validierungsdatensätze gewonnen.

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