Das Projekt "Entwicklung eines ressourcenschonenden Verfahrens zur mikrowellengestützten Herstellung hocheffizienter katalytisch wirksamer Oberflächen zur Schadstoffminderung in Abluft und Rauchgasen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik.Zielsetzung und Anlass des Vorhabens:
Angesichts der Bedeutung und des weit verbreiteten Einsatzes von Katalysatoren zur Emissionsminderung, z. B. bei der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) von Stickoxiden (NOx), zielt dieses Projektdarauf ab, den Ressourcenverbrauch bei der Herstellung von Katalysatoren sowohl in Bezug auf Material als auch auf Energie durch ein innovatives Verfahren zur Herstellung katalytisch aktiver Oberflächen mittels Mikrowellentechnologie zu reduzieren. Für eine homogene Beschichtung von geeigneten porösen Trägermaterialien soll ein angepasstes Mikrowellensystem mit einem rotierenden Beschichtungsreaktor entwickelt und erprobt werden. Im Rahmen des Projekts sollen verschiedene katalytische Materialien hergestellt und die katalytische Aktivität unter Laborbedingungengetestet und bewertet werden. Zusätzlich soll ein Mikroskop-Kamerasystem mit Stacking-Technologie eingesetzt werden um die aktiven Oberflächen zu visualisieren und eine vorläufige Bewertung der Beschichtungsqualität vorzunehmen. Abschließend soll die Stabilität, Regenerationsfähigkeit und Wiederverwertbarkeit der hergestellten Katalysatoren aufgezeigt werden.
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden:
Gemeinsam mit dem Projektpartner MLS GmbH wurde ein Mikrowellensystem für die Beschichtung und Aktivierung (Kalzinierung) entwickelt. Das System wurde nachfolgend für die Beschichtung von verschiedenen SCR-Katalysatoren eingesetzt. Hierfür wurden unterschiedliche keramischer Trägermaterialien mit verschiedenen Lösungen und unter Variation der Prozessparameter beschichtet. Mit dem entwickelten Beschichtungsverfahren wurden Katalysatoren auf der Basis von Vanadium, Mangan, Eisen und Kupferhergestellt und in einem erweiterten Laborprüfstand getestet. Hierfür wurden zwei Arten von Trägermaterialienausgewählt: Aluminiumoxid und Titandioxid. Nachdem eine geeignete Metall-Träger-Kombination gefunden wurde, wurden weitere Katalysatorzusammensetzungen sowie binäre Metalloxidkatalysatoren hergestellt und erprobt. Zusätzlich wurde die thermische Aktivierung der beschichteten Katalysatoren neben einer konventionellen Kalzinierung im Hochtemperaturofen mit Mikrowellenenergie erprobt. Für die Beständigkeit der Katalysatoren wurden die typischen Störgase Wasserdampf und Schwefeldioxid (SO2) zugegeben und der Einfluss auf die Katalysatoraktivität aufgezeigt.
Das Projekt "Teilvorhaben 2.2.1B Robustes Hochtemperaturverbrennungssystem mit erweitertem Betriebsbereich (HTV-EB)^4.1.4 Dämpfungsbestimmung für gekoppelte Laufschaufeln^Generierung pulsierender Prallstrahlen zur Erhöhung der Kühleffektivität im Turbinengehäuse^4.2.4 Teillastverhalten von Regelventilen in Einströmgehäusen von Kompressorantriebsturbinen^Teilprojekt 3.2.4; Wärmeübergang und Filmkühleffektivität auf dreidimensional konturierter Seitenwand^1.1.8 Detaillierte experimentelle und numerische Untersuchungen der Strömung in einer Radialverdichterstufe mit Rückführung^Projekt 1.1.10 Effiziente, robuste Optimierungsstrategien in hoch dimensionalen Räumen (Antwortflächenverfahren)^COORETEC-Turbo 2020^1.3.5 Probabilistische Untersuchung und Detailoptimierung von Verdichterrotoren für Turbomaschinen (AG TURBO 2020)^1.3.1 Anlagentechnik und Automatisierung von CCS-Strängen^2.1.7: Methodenentwicklung und Aufbau eines Prüfstands für schadstoffarme Brennerkonzepte für mittelgroße Industriegasturbinen^1.1.6b Effiziente Laufschaufelgestaltung mit Gehäusestrukturierung^Teilvorhaben 4.5.9: Erweiterte Werkstoff-und Lebensdauerkonzepte auf Basis komplexer Versuche^3.1.6 Flächenhafte Messung der internen Wärmeübergänge für Kühlsysteme von Turbinenlaufschaufeln unter maschinenähnlichen Betriebsbedingungen^2.3.2B Modellierung thermoakustischer Rückkoppelungen für Mage Verbrennungskonzepte^Vorhaben-Gruppe 4.1.5, Optimierung von linearen Simulationstechniken für die aeroelastische Auslegung gekoppelter Turbinenschaufeln, Wärmeübergangsintensivierung in konvektiven Kühlsystemen mit optimierten Oberflächenstrukturen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt.Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo 2020 mit den Zielen, den thermischen Wirkungsgrad von Gasturbinen zu steigern und damit die Emissionen zu reduzieren. Das beantragte Vorhaben hat das Ziel, Untersuchungen zur Steigerung der Kühlungseffektivität für Gasturbinenleitschaufeln an neuen Kühlkonzepten mit optimierten Oberflächenstrukturen durchzuführen. Die Entwicklung innovativer Leitschaufelkühlkonzepte bei gleichzeitiger Steigerung der Zuverlässigkeit dieser Komponenten ist nur unter Berücksichtigung der detaillierten lokalen Kühlungseigenschaften für die thermisch hoch belasteten Bereiche möglich. Das beantragte Vorhaben umfasst die Anwendung von Flüssigkristallmessmethoden in einem Versuchsstand mit unterschiedlichen Modellen zu neuartigen Vorderkantenkühlkonzepten mit Hilfe von Prallkühlungsfeldern in Kombination mit optimierten Oberflächenstrukturen unter verschiedenen Randbedingungen, sowie begleitende numerische Untersuchungen.
Das Projekt "Erstellung einer Klimatopkarte für Nordrhein-Westfalen" wird/wurde gefördert durch: Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen. Es wird/wurde ausgeführt durch: GEO-NET Umweltconsulting GmbH.Auf der Basis von Daten zur Oberflächenstruktur, der Landnutzung und der Geländehöhe soll eine Klimatopkarte für das gesamte Landesgebiet erstellt werden. Diese Karte liefert Informationen über die strukturbedingten mikroklimatischen Funktionen einzelner Siedlungstypen.