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Halbtechnische Versuche zur Dekarbonatisierung der Glasproduktion durch Einsatz alternativer Rohstoffe

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Motivation Bis 2045 will Deutschland erreichen, dass die Bilanzen der Industrie und damit auch die der Glasindustrie klimaneutral auszuweisen sind. Die Glasindustrie in Deutschland stößt z.Zt. etwa 5,4 Mio. t CO2 bei einer Jahresproduktion von 7,4 Mio. t Glas aus. Der Anteil der eingesetzten Menge an natürlichen und synthetischen Rohstoffen im Massenglasbereich Behälter- und Fensterglas mit einer Jahresproduktion von 6 Mio. t Glas beträgt hier 3,3 Mio. t Rohstoffe ohne Scherben. Von diesen 3,3 Mio. t gelangen ca. 20% als CO2 (0,66 Mio. t) in die Atmosphäre, da ein Teil der Rohstoffe karbonatische Natur besitzen. Im Rahmen dieses Projektes wird versucht, den Ausstoß von klimaschädlichem CO2 aus diesen Rohstoffen (Karbonate) in der Glasindustrie zu verringern. Das soll durch den Einsatz von oxydischen oder hydroxydischen Rohstoffen als Ersatzrohstoff für karbonatische Rohstoffe sowie durch den Einsatz von Fein-Scherben erreicht werden. Im Rahmen dieses Projektes soll die technologische Einsetzbarkeit von alternativen Rohstoffen mittels Engineerings und Laboruntersuchungen bewertet und die Hindernisse für ihren Einsatz in der Glasindustrie beseitigt werden. Ziel des Projektes Die Hauptziele des Projektes in Bezug auf die Behälter- und Flachglasindustrie sind: a) Vermeidung der Anbackung beim Einsatz von oxydischen oder hydroxydischen Rohstoffen als Ersatzrohstoff für karbonatische Rohstoffe. b) Bewertung des Einflusses von Branntkalk / Löschkalk und Natriumhydroxid unter Berücksichtigung unterschiedlicher Scherbengehalte auf das Schmelzverhalten zur Klärung der Intensivierungsmöglichkeiten der Glasherstellung durch diese alternativen Rohstoffe und der damit verbundenen Möglichkeiten zur Reduzierung der Primärschaumproblematik beim Einsatz von Feinscherben.

SynErgie2 - Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung, Teilvorhaben: C0-2-covestro

ZIB - Zink-Ionen Batterien als ökonomische und ökologische Alternative für Großspeicher, ZIB - Zink-Ionen Batterien als ökonomische und ökologische Alternative für Großspeicher

Neubewertung der Reinigungswirkung von Stapellaugen in der Brauereiindustrie

AlkaliBattery als Weltspeicher

Optimierung der Ammoniummetawolframat-Konzentration via Umkehrosmose (AMW-OSMO)

Die H.C. Starck Tungsten GmbH produziert aus Recyclingmaterialien und Erzen hochleistungsfähige Wolfram-Pulver und Wolfram-Verbindungen für den Maschinen- und Werkzeugbau, die Automobil- und Energieindustrie, die Luftfahrt sowie die Chemische Industrie. Das Unternehmen beschäftigt weltweit 550 Mitarbeiter. Ein wichtiges Produkt der Wolframchemie ist Ammoniummetawolframat (AMW), welches u.a. als Vorstoff für Industriekatalysatoren verwendet wird. Bisher wurde dieser Stoff über ein energieintensives mehrstufiges Aufbereitungsverfahren produziert. Dabei wurden mehrere Verdampfer zum Wasserentzug bzw. zur Aufkonzentrierung der AMW-Lösung verwendet. Darüber hinaus musste die AMW-Lösung mehrmals im Kreis gefahren werden, um die gewünschte Konzentration zu erreichen. Die Umkehrosmosetechnologie wurde nach dem bisherigen Stand der Technik vorrangig im Bereich der Trinkwasseraufbereitung, der Behandlung von nitrathaltigen Abwässern in der chemischen Industrie sowie zur Meerwasserentsalzung eingesetzt. Ziel des Projektes war die energieeffiziente Herstellung von Ammoniummetawolframat (AMW) aus wolframhaltigen Schrotten durch den erstmaligen Einsatz der Hochdruckumkehrosmose zur Aufkonzentrierung von AMW. Dabei sollte der Verdampfungsprozess durch eine energieeffiziente Umkehrosmoseanlage mit Arbeitsdrücken von über 100 bar substituiert werden. Die Hauptinnovation des Projektes besteht darin, dass die Hochdruckumkehrosmose erstmalig nicht nur auf einfache anorganische Salze in wässriger Lösung angewendet wird, sondern auf Isopolyionen bildende Metallate, bei denen zum Teil sehr komplizierte Gleichgewichte zwischen verschiedenen Spezies bestehen, die durch möglicherweise auftretende selektive Ionenpermeabilitäten der Membran nicht gestört werden dürfen. Kern der Anlage sind zwei parallel geschaltete Druckrohre, von denen jedes mit maximal drei Membranwickelmodulen bestückt werden kann. Diese werden über eine Kreislaufpumpe von ihrer Stirnseite her mit mehreren Kubikmetern pro Stunde auf der Konzentratseite durchströmt. Diesem Kreislauf wird über eine vorgeschaltete Vordruckpumpe und eine Hochdruckpumpe Feedlösung geringerer Konzentration zugeführt. Die Membranen haben sich auch im Langzeitbetrieb als stabil erwiesen, was die wirtschaftliche Nutzung dieser Technologie erst ermöglicht. Im Vergleich zum herkömmlichen Verdampfungsverfahren konnte durch die Hochdruckumkehrosmose eine Energieeinsparung von über 97 Prozent erzielt werden. Bei einer jährlichen Produktionsmenge von 1.000 Tonnen AMW entspricht das einer Einsparung von 5600 Megawattstunden Energie und damit ca. 1.021 Tonnen CO 2 -Äquivalente bzw. ca. 1.023 Kilogramm CO 2 -Äquivalente pro Tonne AMW. Da die H.C. Starck Tungsten GmbH ausschließlich Strom aus erneuerbaren Quellen bezieht, beträgt die CO 2 -Einsparung 100 Prozent. Zusätzlich zur Energieeinsparung wurde auch der Verbrauch an Natronlauge (50-prozentige NaOH) um ca. 39 Tonnen pro Jahr gesenkt. Die Emissionen an Neutralsalz (Na 2 SO 4 ) über das behandelte Abwasser konnten so um etwa 35 Tonnen pro Jahr reduziert werden. Das Vorhaben hat einen sehr guten Modellcharakter und ist prinzipiell auch auf andere Anwendungen zur Aufkonzentrierung von Metallaten oder auf andere komplizierte chemische Systeme übertragbar. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: H.C. Starck Tungsten GmbH Bundesland: Niedersachsen Laufzeit: 2018 - 2020 Status: Abgeschlossen

2. Begriffsbestimmungen

2. Begriffsbestimmungen 2.1 Salzfreies Speisewasser ist Wasser mit einem Elektrolytgehalt entsprechend einer Leitfähigkeit < 0,2 µS/cm , gemessen hinter starksaurem Probenahme-Kationenaustauscher 1) , und einer Kieselsäurekonzentration < 0,2 mg/l . 2.2 Salzarmes Speisewasser ist Wasser mit einem Elektrolytgehalt entsprechend einer Leitfähigkeit < 50 µS/cm, gemessen ohne starksauren Probenahme-Kationenaustauscher. 2.3 Salzhaltiges Speisewasser ist Wasser mit einem Elektrolytgehalt entsprechend einer Leitfähigkeit ≥ 50 µS/cm, gemessen ohne starksauren Probenahme-Kationenaustauscher. 2.4 Konditionierung im Sinne dieser Anforderungen ist die Verbesserung bestimmter Qualitätsmerkmale des Speisewassers und Kesselwassers durch Anwendung von Konditionierungsmitteln 2) , nach deren Art zwischen drei Fahrweisen unterschieden wird. 2.4.1 Konditionierung mit Alkalisierungsmitteln (alkalische Fahrweise) ist der Betrieb mit Speisewasser und Kesselwasser, deren pH -Wert durch Alkalisierungsmittel angehoben ist. 2.4.2 Konditionierung mit Oxidationsmitteln (neutrale Fahrweise) ist der Betrieb mit neutralem salzfreiem Speisewasser, dem als Oxidationsmittel Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid zugegeben wird. 2.4.3 Konditionierung mit Alkalisierungs- und Oxidationsmitteln (kombinierte Fahrweise) ist der Betrieb mit salzfreiem Speisewasser, dessen pH-Wert mit Ammoniak angehoben und dem zusätzlich Sauerstoff zudosiert wird. 2.5 Kreislaufwasser ist Wasser, das in einer Heißwasseranlage zwischen dem Heißwassererzeuger und den Wärmeverbrauchern umgewälzt wird. 2.5.1 Salzarmes Kreislaufwasser ist Wasser mit einem Elektrolytgehalt entsprechend einer direkt gemessenen Leitfähigkeit ≤ 100 µS/cm. 2.5.2 Salzhaltiges Kreislaufwasser ist Wasser mit einem Elektrolytgehalt entsprechend einer direkt gemessenen Leitfähigkeit > 100 µS/cm. 2.6 Füll- und Ergänzungswasser ist das für die Erstbefüllung oder zum Ersatz von Verlusten zugeführte Wasser. 1) Diese Begriffsbestimmung setzt voraus, dass keine freien Basen, z. B. Natriumhydroxid, als Verunreinigung vorhanden sind. 2) Falls Hydrazin zur Anwendung gelangt, sind die berufsgenossenschaftlichen Merkblätter "Hydrazin" (ZH 1/127) und "Grundsätze für die Anerkennung von geschlossenen Umfüll- und Dosieranlagen für wässrige Lösungen von Hydrazin" (ZH 1/109) zu beachten. Stand: 14. März 2018

Zott SE & Co. KG, Neugenehmigung nach § 4 BImSchG für die Errichtung und Betrieb einer Anlage zum Lagern von Salpetersäure, Phosphorsäure und Natronlauge

Die Fa. Zott SE & Co. KG, Bäumenheimer Straße 25, 86690 Mertingen, Fl.-Nr. 1321 Gemarkung Mertingen, betreibt eine Anlage zur Verarbeitung von Milch (Molkerei), eine Ammoniakkälteanlage sowie ein Heizkraftwerk mit mehreren Dampfkesseln in der Bäumenheimer Straße 25, 86690 Mertingen (Werk 2). Diese Anlagen wurden gem. den immissionsschutzrechtlichen Vorschriften genehmigt. Die Fa. plant nunmehr die Errichtung und den Betrieb einer Anlage zum Lagern von Salpetersäure, Phosphorsäure und Natronlauge (Konzentrattanklager) um den sog. Bauteil 5. Dafür soll die bestehende CIP-Anlage (Cleaning-in-Place-Anlage) für die Reinigung von Behältern um 4 Behälter erweitert und eingehaust werden. Die neu errichteten Behälter sollen die folgenden Stoffe aufnehmen und lagern: Natronlauge (NaOH) 1 x 43 m³ Volumen (ca. 65 Tonnen), Salpetersäure (HNO3) 2 x 20 m³ Volumen (ca. 52 Tonnen) AZ Säure (Gemisch Phosphors. und Alkohole) 1 x 20 m³ Volumen (ca. 26 Tonnen). Das bestehende Tanklager für Salpeter- und AZ-Säure bzw. Natronlauge stellte bisher noch keine BImSchG-Anlage entsprechend der 4. BImSchV dar. Die Anlage ist nunmehr der Ziffer Nr. 9.3 des Anhangs 1 der 4. BImSchV i.V.m. Spalte 4 des Anhangs 2 - Stoffliste zuzuordnen. Zudem ist eine Allgemeine Vorprüfung zur Umweltverträglichkeit § 9 Abs. 4 i.V.m. § 7 Abs. 2 und Nr. 9.3.2 der Anlage 1 des Gesetzes über die Umweltverträglichkeitsprüfung, erforderlich.

STEP, Teilvorhaben: Herstellung von strohbasierten Biogaspellets sowie Brennstoff- und Nährstoffpellets aus den Reststoffen der Gärrestbehandlung

Thema: Das Gesamtprojekt thematisiert die energetische Nutzung von Geflügelmist und Stroh auf Basis der Biogaserzeugung. Neben der energetischen Bilanz (inkl. Logistik) wird vor allem das stoffliche Potenzial der entstehenden Gärreste (Dünger und Brennstoff) berücksichtigt bzw. erschlossen. Ziel: Zielsetzung ist zum einen der Nachweis der Praxistauglichkeit von strohbasierten Energiepellets in einer großtechnischen BGA und zum anderen die weitere Verbesserung der Energiebilanz bei der gezielten Aufbereitung von Gärresten zu Wertstoffen und Prozesswasser. Weiterhin soll neben der Erzeugung von Düngeprodukten ein Brennstoff aus Gärresten erzeugt werden, welcher hinsichtlich seiner Verbrennungseigenschaften für eine direkte Nutzung in Heizkesseln geeignet ist. Zur weiteren Verbesserung der thermischen Gärrestnutzung wird die Verbrennungsstrecke in praktisch relevanten Heizkesseln hinsichtlich der Emissionsminimierung optimiert. Am Ende des Projektes stehen Auslegungsparameter für die gesamte Verfahrenskette für eine großtechnische Umsetzung zur Verfügung. Maßnahmen: Durch ATS wird ein Demonstrationsversuch zur Herstellung von ca. 250 t Biogaspellets konzipiert und die notwendigen organisatorischen und sicherheitstechnischen Maßnahmen realisiert. Weiterhin übernimmt ATS zum einen die Herstellung größerer Mengen Pellets aus separierten, getrockneten sowie optional konditionierten Gärresten. Zum anderen befasst sich ATS mit der Möglichkeit, ein Düngepellet oder -granulat aus der Zusammenführung von Verbrennungsaschen und den Konzentratströmen der Gärresteindampfung herzustellen. Schwerpunkte: Pelletierung Stroh inkl. Zugabe von NaOH (großtechnisch) - Pelletierung Gärreste - Pelletierung Asche + Eindampferkonzentrat.

Exportorientierte Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Wasserver- und -entsorgung - Teil 1: Trinkwasser, Kernprojekt C7A: Neue Oxidations- und Sorptionsverfahren zur Entfernung von Partikeln und gelösten Störstoffen

Im Forschungsprojekt wurde einerseits die Möglichkeit des Einsatzes von Voroxidationsverfahren zur Flockungsverbesserung untersucht Für den Einsatz der Verfahren in Schwellen- und Dritte Welt Ländern sind veränderte Randbedingungen wie extreme Temperaturbereiche und Rohwasserbeschaffenheiten sowie die Verfügbarkeit von Chemikalien, Materialien und Fachwissen vor Ort zu beachten. Untersucht wurde im Detail der Erfolg einer Voroxidation bei Verwendung eutropher Rohwässer. Sowohl die mit Ozon als auch mit H2O2 stellten sich in den Versuchen als effiziente und praktikable Möglichkeit der Verbesserung der Flockung dar. Hohe Gehalte an gelösten organischen Stoffen stellen ein Potenzial für die Bildung halogenorganischer Verbindungen bei der Desinfektion durch Chlorung dar. Aus diesem Grund wurde untersucht inwieweit eine Entfernung gelöster organischer Stoffe durch Adsorption an Granuliertem Eisenhydroxid erfolgen kann. In den Versuchen zeigte sich, dass die ursprünglich geplante Regeneration des Adsorbens problematisch ist; eine vollständige Ablösung der adsorbierten Stoffe gelingt bei NOM aus Oberflächenwasser nicht. Ursache sind makromolekulare Stoffe, die sich an die Adsorbensoberfläche irreversibel anlagern. Für die Verringerung des DOC kommt dieses Verfahren daher nicht in Betracht.

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