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Found 127 results.

Development of an automatic system for controlling the process of metal recovery from slags

Das Projekt "Development of an automatic system for controlling the process of metal recovery from slags" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Cytec Datensysteme GmbH durchgeführt. Objective: The objective is better recovery of nickel from slags through better process control in order to raise productivity and save energy in ferronickel production. General Information: An automatic process control system will be developed for the recovery of mechanical nickel losses in slag arising from the production of ferronickel in the electric reduction furnace of LARCO at the Larymna plant. Methodological development will help applicability to other comparable processes. The project will be in the following stages. Construction and setup of a dedicated induction furnace with a graphite susceptor and a refractory crucible and with the possibilities of temperature control and gas injection from the top or from the side of the crucible. The development of a laser based system for assessing and monitoring the metal content of the slag is proposed. The proposed system, laser induced breakdown spectroscopy (LIBS), will speed up the analysis of the recovery of metal, provide more efficient process control and enable further optimization. The basic steps in LIBS are: atomization of the sample; excitation of the resulting atoms; and detection of the emitted radiation from the atoms. Both atomization and excitation can be achieved by focusing a neodymium, yttrium aluminium garnet(YAG) laser on the molten slag free surface, resulting in the creation of a microplasma. The emitted radiation will be spectrally resolved by means of a monochromator coupled with an optical multichannel analyzer (OMA III). The work parts to be done are: preliminary measurements on solid slag containing nickel and ferronickel in order to be used as reference standards; online monitoring with data acquisition and sensor system integration for the actual molten systems; testing and validation; and metallurgical support during the experiments. The control system stage will involve: metal concentration values given by the LIBS system modelled to obtain the actual metal content in the slag; thermal control linked with the process computer; control of the gas (or gas mixtures) flow rates to be injected into the slag melt linked with the process computer. The information processing stage will involve: observed values continuously stored in an appropriate database in order to be compared to the simulated values; special, easy to solve, mathematical model of ordinary differential equations developed to simulate the recovery process; and a simulation programme developed in advanced continuous simulation language (ACSL) to allow online simulation. The final stage is system integration. Achievements: Research was carried out in order to develop an automatic process control system for the recovery of metal from slags and therefore contribute with better process control to better recovery of the mechanical metal losses from the ERF slags in the ferronickel production. The combination of metallurgical experiments with the high technology of laser based analysis was the first ...

TECFLAM - Industrieprojekt: Experimentelle Bestimmung zweidimensionaler Konzentrations- und Temperaturfelder in instationaeren turbulenten Verbrennungsprozessen bei hohem Druck

Das Projekt "TECFLAM - Industrieprojekt: Experimentelle Bestimmung zweidimensionaler Konzentrations- und Temperaturfelder in instationaeren turbulenten Verbrennungsprozessen bei hohem Druck" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Physikalisch-Chemisches Institut durchgeführt. Innerhalb eines Verbundvorhabens sollen instationaere turbulente Verbrennungsprozesse bei hohem Druck durch gleichzeitige Anwendung verschiedener laserspektroskopischer Techniken quantitativ erfasst und mit den Vorhersagen mathematischer Simulation verglichen werden. Durch Einsatz von abstimmbaren XECL- (308 nm) Lasern soll laserinduzierte Fluoreszenz (LIF) von OH angeregt werden. Mit dieser Methode erhaelt man OH-Konzentrationsprofile und bei gleichzeitigem Einsatz von zwei Lasern und zwei Kameras auch zweidimensionale Temperaturfelder. Ebenfalls mit Lif sollen durch zusaetzlichen Einsatz eines abstimmbaren ARF- (193 nm) Lasers O2, NO und CO-Verteilungen bestimmt werden. Lebensdauern und Daten ueber Stossloeschung werden mit zeitaufgeloester Pikosekundenspektroskopie bestimmt. Parallel hierzu soll das 2d-DFWM (entartete Vierwellen-Mischung) Verfahren als OH-Nachweismethode mit hohen Signalintensitaeten bei gleichzeitiger Abwesenheit von Loechprozessen entwickelt und eingesetzt werden.

Laser Photoakustische Spektroskopie an Gasen

Das Projekt "Laser Photoakustische Spektroskopie an Gasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Quantenelektronik, Laboratorium für Laserspektroskopie und Umweltanalytik durchgeführt. This project is aimed at the development of laser-photoacoustic spectroscopy to trace gas monitoring. Part A involves a home-made mobile CO2 laser photoacoustic system whose potential is further extended by the implementation of several new features such as the use of laser isotopes, photoacoustic Stark cell, multipass cells, etc. The regional field studies focus on VOC, ozone and ammonia monitoring in different environments. In collaboration with FAW Waedenswil the emission of key substances of fruits that are stored under different and varying atmospheres is investigated. Compounds of interest for the fermentation process include ethanol, acetaldehyde, ethyl acetate and others. The second part concerns our high-pressure CO2 laser photoacoustic setup. Thanks to the continuous, rather than only discrete, wavelength tunability and the narrow linewidth of the laser source, this device is particularly suited for the analysis of multicomponent trace gas mixtures. Furthermore, time-resolved monitoring of the generated acoustic pulses and photothermal beam deflection signals is performed. These results yield new insights into molecular relaxation processes and reaction kinetics. Leading Questions: - How versatile are laser spectroscopic detection schemes with respect to atmospheric trace gas monitoring? - Which levels of detection sensitivity and selectivity can be achieved and how do they compare with more conventional techniques? - How suitable are laser techniques for field applications? - How could novel laser developments further improve the potential for environmental sensing?

Entwicklung eines Quantenkaskadenlaser Spektrometers zur kontinuierlichen Bestimmung von Methan Isotopen

Das Projekt "Entwicklung eines Quantenkaskadenlaser Spektrometers zur kontinuierlichen Bestimmung von Methan Isotopen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, Abteilung Luftfremdstoffe,Umwelttechnik durchgeführt. influences the abundance of ozone and the concentration of hydroxyl radicals which impacts virtually all of atmospheric chemistry.4 in promoting global warming. Furthermore, CH2) is the second most important of the anthropogenically influenced greenhouse gases. On a per-molecule basis it is 25 times more effective than CO4Methane (CH The total global methane emissions are relatively well known but the strength of each source component and their trends are not. Since the major source categories and the OH sink have distinct isotopic signatures in d13 and 4C-CHd4D-CH, high-frequency and high-precision measurements of these parameters would help constraining emission sources and the global budget. However, isotope-ratio mass-spectrometry (IRMS), the standard analytical tool for stable isotope ratios in trace gases, is a laboratory-based technique which limits temporal and spatial resolution capabilities. Alternatively, a isotopic species because of their characteristic rotational-vibrational transitions. 4bsorption spectroscopy in the mid-infrared is a direct method to distinguish between all relevant CHD, and the respective isotope ratios 3 and CH4CH13, 4CH12Within this project we will thus develop an instrument to continuously monitor d13 and 4C-CHd4D-CH, using state of the art quantum cascade laser absorption spectrometry (QCLAS). The instrument will be based on recently developed 7.5 mym, continuous wave room temperature lasers (cw-RT-QCL) and a novel astigmatic multipath cell with an optical path length of 200 m. To obtain the necessary precision of 0.1Prozent (d13) and 14C-CHProzent (d4D-CH), the QCLAS will be coupled to an automated, liquid-nitrogen free preconcentration unit.

Teilprojekt CX

Das Projekt "Teilprojekt CX" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Das wissenschaftliche Ziel des Verbundprojektes ist es, ein Verständnis des Langzeitverhaltens von Radionukliden in keramischen Endlagerungsmatrizes unter endlagerrelevanten Bedingungen abzuleiten. Innerhalb des Teilvorhabens C werden die am FZJ synthetisierten und mit Eu(III), Am(III) oder Cm(III) dotierten Phosphate am KIT-INE mit Hilfe der TRLFS untersucht. Es werden jeweils Excitation- und Emissionsspektren aufgenommen werden. Ferner wird die Detektion der Emissionslebensdauern die Möglichkeit eröffnen, Aussagen zur Hydratisierung des Lanthanid- bzw. Actinidions zu machen. Dadurch kann zwischen Sorption und Einbau unterschieden werden. Dabei soll der Einfluss der Kristallinität auf die Nahordnung des eingebauten Lanthanids oder Actinids betrachtet werden, um aus den Unterschieden Aussagen zur besseren oder schlechteren Auslaugung der Radionuklide treffen zu können. Ferner wird die Veränderung der Punktsymmetrie der inkorporierten dreiwertigen Ionen mit dem Dotierungsgrad spektroskopisch analysiert werden. Dies wird die Möglichkeit eröffnen, Aussagen zur maximalen Beladung der Keramiken mit Fremdionen zu machen. Ferner werden die in Jülich synthetisierten, dotierten Einkristalle an der Beamline in Argonne untersucht. Mit diesen Röntgenreflektometriemessungen wird die Struktur der Oberfläche der Kristalle bestimmt. Dadurch sollte es möglich sein, Strukturinformationen zu den in die ersten Lagen des Kristalls eingebauten Fremdionen zu erhalten.

Vorhaben 2.3.4.A

Das Projekt "Vorhaben 2.3.4.A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik durchgeführt. Die TU Darmstadt entwickelt ein Laser-Hygrometer auf Basis der Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (direkt-TDLAS) zur Zwei-Linien-Thermometrie an Hochdruck-Brennkammern. In einem zweiten Schritt wird planare laserinduzierte Fluoreszenz am OH-Radikal zur zeitlich hochaufgelösten Diagnostik in der Hauptreaktionszone einer Gasturbinenbrennkammer angewendet. Zunächst wird eine Selektion geeigneter Absorptionslinien und die Neubestimmung deren spektroskopischer Liniendaten durchgeführt. An die Charakterisierung der Laser schließt sich die Konzeption des Spektrometers und die Erprobung an einem Modellbrenner der RSM-Hochdruckkammer an. Schließlich wird das Spektrometer zur Gastemperaturmessung an der Versuchsbrennkammer HBK2(DLR Köln) eingesetzt. Des Weiteren wird die Eignung der Nutzung des an den Brennkammerwänden entstehenden Streulichts untersucht. Im Bereich der Highspeed - OH- PLIF wird die Einkopplung der UV-Laserstrahlung in die Brennkammer realisiert. Darauffolgend erfolgt die PLIF Messung am SCARLET Rig (HBK3) an der DLR Köln.

Ausbreitung von Aktiniden in der Umwelt

Das Projekt "Ausbreitung von Aktiniden in der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Fachbereich Chemie und Pharmazie, Institut für Kernchemie durchgeführt. Es sollen die Messungen verzoegerter Neutronen, die Alpha-Spektrometrie, die Spaltspurenbestimmung, die Laserspektroskopie und die Massenspektrometrie daraufhin untersucht werden, ob sie zur schnellen Routineanalyse fuer Aktiniden im FCI - Bereich geeignet sind.

Bildung und Reduktion von Stickoxiden in Verbrennungsprozessen

Das Projekt "Bildung und Reduktion von Stickoxiden in Verbrennungsprozessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Physikalisch-Chemisches Institut durchgeführt. Fuer die Entfernung von SO2 aus Rauchgasen gibt es verschiedene Verfahren, fuer die ausreichende Betriebserfahrungen vorliegen. Dies gilt nicht fuer NOx. Daher werden zur Zeit verschiedene Verfahren diskutiert, die eine Umwandlung von NOx in wieder verwendbare Produkte (zB Duengemittel) oder unschaedliche Verbindungen (zB N2 und N2O) ermoeglichen. In diesem Zusammenhang wird vorwiegend der Einsatz katalytischer Verfahren erwogen. Eine Reduktion des NOx zu N2 und H2O gelingt in der Gasphase durch Zusatz von zB NH3 in die heissen Rauchgase in einem speziellen Temperaturbereich, der ua von der Zusammensetzung der Rauchgase abhaengt. Diese Methode wird seit einiger Zeit in Kraftwerken in Japan und den USA nach dem 'DeNOx-Verfahren' der Fa Exxon praktiziert. Das notwendige know-how zur Anwendung dieses Verfahrens ist jedoch nicht allgemein zugaenglich. Ausserdem sind die Anlagen ungeregelt betrieben, dh es wird an geeigneten Stellen im Kessel eine konstante Menge NH3 eingeduest. Es ist keine Einrichtung vorhanden, die regelt, wo, wann und wieviel NH3 in Abhaengigkeit von der Last und der Brennstoffzusammensetzung zugegeben wird. Eine derartige Regelung waere fuer ein sicheres und kostenguenstiges Betriebsverhalten der Anlage jedoch sehr wuenschenswert. Deshalb soll in diesem Forschungsvorhaben ein Verfahren zur homogenen NOx-Reduktion in Abgasen mit Hilfe von NH3 oder anderen geeigneten Zusaetzen entwickelt werden, wobei Betriebssicherheit und Anpassungsfaehigkeit an wechselnde Betriebsbedingungen besonders beachtet werden.

Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens 'Laser Separation' ist die Gewinnung hochwertiger, technischer Kunststoffprodukte aus zerkleinerten Kunststoffabfällen der Elektroaltgeräteverwertung. Damit soll die Laser Separation der gängigen Entsorgung ein zukunftsweisendes 'waste-to-value' Konzept entgegenstellen: Abfall wird zur Ressource. Im Teilvorhaben 2 soll mittels umfangreicher analytischer Arbeiten die laserspektroskopische Sortierung der Unisensor GmbH (TV1) kalibriert werden, um sogar aus den überwiegend schwarz eingefärbten EAG-Kunststoffen wieder hochreine Polymer-Fraktionen für erneute Anwendungen im Spritzguss zu generieren. Zur Rückgewinnung verkehrsfähiger Kunststoff-Recyclate werden im TV2 zwei Schwerpunkte bearbeitet: 1. Die optimierte Kalibration zur Separation der jeweiligen Polymersorten sowie 2. Die Abtrennung schadstoffhaltiger Altkunststoffe, die für ein Recyclat heute nicht mehr eingesetzt werden dürfen. Um abschließend die Wirtschaftlichkeit des Gesamtkonzeptes zu bewerten, wird die Entsorgung bzw. weitere Aufbereitung der abgetrennten schadstoffhaltigen Fraktionen mit bilanziert. Das Projekt umfasst 3 Phasen: - Laboruntersuchungen und -entwicklungen (1-10 kg-Maßstab) - Aufbau des Verfahrensdemonstrators (Unisensor) und Einlernen umfangreicher Datensätze sowie - Musterproduktionen großer Belegchargen (einige 1.000 kg) und deren anwendungstechnische Bewertung. Dazwischen wird an 2 Meilensteinen die technische und wirtschaftliche Machbarkeit bewertet.

Teilvorhaben 1

Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UNISENSOR Sensorsysteme GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens 'Laser Separation' ist die Gewinnung hochwertiger, technischer Kunststoffprodukte aus zerkleinerten Kunststoffabfällen der Elektroaltgeräteverwertung. Damit soll die Laser Separation der gängigen Entsorgungspraxis ein zukunftsweisendes 'waste-to-value' Konzept entgegenstellen: Abfall wird zur Ressource. Im Teilvorhaben 1 soll die laserspektroskopische Sortierung von der Unisensor GmbH entwickelt werden, um sogar aus den überwiegend schwarz eingefärbten und zerkleinerten EAG-Kunststoffen wieder hochreine Polymer-Fraktionen für erneute Anwendungen im Spritzguss zu generieren. Zur Rückgewinnung verkehrsfähiger Kunststoff-Recyclate werden im Projekt zwei Schwerpunkte bearbeitet: 1. Die laserspektroskopische Identifikation und Separation der jeweiligen Polymersorten sowie 2. Die Detektion und Abtrennung schadstoffhaltiger Altkunststoffe, die für ein Recyclat heute nicht mehr eingesetzt werden dürfen. Um abschließend die Wirtschaftlichkeit des Gesamtkonzeptes zu bewerten, wird die Entsorgung bzw. weitere Aufbereitung der abgetrennten schadstoffhaltigen sortenreinen Fraktionen mit bilanziert. Das Projekt umfasst 3 Phasen: - Laboruntersuchungen und -entwicklungen (1-10 kg-Maßstab) - Aufbau des Verfahrensdemonstrators bei Unisensor sowie - Musterproduktionen umfangreicher Belegchargen (einige 1.000 kg) und anwendungstechnische Bewertung. Dazwischen wird an 2 Meilensteinen die technische und wirtschaftliche Machbarkeit bewertet.

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