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Für den Export von Druckgeräten in das Gebiet der Zollunion - zu dem Russland, Weißrussland und Kasachstan gehören - gilt es, das Technische Reglement der Zollunion sowie auch das Berechnungsregelwerk GOST R 52857 anzuwenden. Diese Bachelorarbeit zeigt einen Vergleich des Technischen Anhanges I der Druckgeräterichtlinie mit der Anlage Nr. 2 des Technischen Reglements der Zollunion. Es werden das russische, das deutsche und das europäische Berechnungsregelwerk verglichen. Des Weiteren werden die Regularien der Zertifizierungs- und Prüfbescheinigungen verglichen. Damit soll ein Überblick geschaffen werden, worauf bei der Auslegung und Fertigung von Druckgeräten zum Export in das Gebiet der Zollunion geachtet werden muss.

Die ex-situ Bodenwäsche ist ein sehr häufig angewendetes Verfahren zur Reinigung von mit Öl kontaminiertem Boden. Die Reinigung erfolgt dabei durch Aufkonzentrierung der Kontamination in der Feinfraktion mit anschließender Abtrennung und Einlagerung. Die Tensid unterstütze Bodenwäsche ist eine weit verbreitete Alternative, da hier die Kontamination mit dem Waschwasser abgetrennt und entsorgt werden kann. In dieser Arbeit wurden 17 verschiedene Tenside auf ihre Reinigungskraft von mit Motoröl kontaminiertem Quarzsand untersucht. Es wurde dafür eine Auswahl an synthetischen, natürlichen und Biotensiden verwendet. Getestet wurden Quarzsandtypen mit 3 verschiedenen Partikelgrößen. Die Tenside mit der stärksten Reinigungsleistung wurden anschließend miteinander kombiniert, um die Mischungen auf mögliche Synergieeffekte hin zu untersuchen. Neben der Reinigungsleistung wurde auch das Schaumbildungsvermögen SBV und die Emulsionsstabilität der Tenside bestimmt. Mikroskopische Untersuchungen der Waschlösungen wurden ebenfalls herangezogen, um die Reinigungskraft der Tenside näher zu beschreiben.

In der vorliegenden Arbeit wird ein von der Firma Eco ice Kälte GmbH neuentwickelter Wärmeübertrager, welcher zur Regasifizierung von LNG und der Bereitstellung der daraus nutzbaren Kälte dient, beschrieben und untersucht. Der Eco ice-Wärmeübertrager inklusive Versuchsstand mit Messeinrichtung und SPS, ist in eine LNG-Satelliten-Anlage integriert, die sich auf dem Gelände der Eco ice Kälte GmbH befindet. Gegenstand der Untersuchung ist die Bilanzierung und Auswertung von Versuchsbetrieben. Die Analyse der physikalischen Eigenschaften des LNG zu Beginn der Arbeit zeigt auf, dass das überwiegend aus Methan bestehende LNG bei Temperaturen bis zu -161,5 °C im flüssigen Zustand vorliegt. Hierdurch zeigt sich das große Kältepotential, was das LNG in sich birgt. Die zu Beginn allgemeine thermodynamische Analyse beschreibt, mittels einem log p-h Diagramm, welches in der Kältetechnik zur Anwendung kommt, zunächst den Prozessablauf der Regasifizierung des LNG. Hierdurch konnten die wesentlichen energetischen Zustandsgrößen wie Enthalpien und Temperaturen ermittelt werden, welche zur Bilanzierung des Eco ice-Wärmeübertragers benötigt werden. Unter Zuhilfenahme einer Modellvorstellung und festgelegter Randbedingungen wurden im Anschluss die Wärmeströme der Ausgangssituation bilanziert. Die Ermittlung der Ausgangssituation ergab dabei ein theoretisches Kältepotential des LNG von 1 kW bis 3,3 kW bei LNG-Massenströmen von ca. 7,9 kg/h bis 23,5 kg/h. Die Beschreibung des Versuchsaufbaus und des Anlagenbetriebs veranschaulicht die wesentlichen Bauteile und das Verhalten der Versuchsanlage. Dabei wurde insbesondere auf die einzelnen Betriebszustände eingegangen, die sich, durch die in die Versuchsanlage integrierten Kälteverbraucher, maßgeblich unterscheiden. Durchgeführte Versuche lassen erkennen, dass die Werte der theoretischen Analyse zum Teil erreicht werden können. Die Versuche zeigten dabei einen Leistungsbereich der er-brachten Kälteleistung von 0,6 kW bis 4,4 kW, bei LNG-Massenströmen von ca. 8,3 kg/h bis 28,8 kg/h, auf. Dabei wurde festgestellt, dass der Prozess der Regasifizierung mit Verlusten in Form von Wärmeeinträgen behaftet ist, die sich in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen, den Prozesstemperaturen wie die des LNG und des Therminols (Kälteträger des Nutzerkreislaufes), den Rohrleitungslängen, den gewählten Dämmschichtdicken und den Dämmeigenschaften des gewählten Dämmmaterials einstellen. Durch die auftretenden Verluste, die je nach Betriebsbedingungen in etwa um ca. 400 W betrugen, stellten sich Anlagenwirkungsgrade (Verhältnis zwischen erbrachter Kälteleistung und durch das LNG aufgenommener Wärmeleistung) von 70 % bis 95 % während der Versuche ein. Ebenso konnte gezeigt werden, dass diese Anlagentechnologie für die Bereitstellung von Klimakälte (ca. 10 °C), Normalkälte (ca. 0 °C) und Tiefkälte (bis zu -50 °C). Die in der Arbeit erwähnten Optimierungsvorschläge, wie die Wahl und Lage der Tempera-turmesseinrichtungen, die Anlagenkonzipierung, die Auswahl der Therminol-Pumpe und die Ausführung der Dämmung, tragen zu einer genaueren Erfassung der Betriebsparameter und Bilanzierung und zur Verringerung der Verluste bei. Eine Analyse der überschlägig ermittelten spezifischen Kälteverluste gemäß VDI, kann für den späteren Gebrauch der Anlage zur Abschätzung der zu erwartenden Kälteverluste genutzt werden. Die Wirtschaftlichkeitsberechnung, welche mittels der Annuitätenrechnung gemäß VDI 2067 durchgeführt wurde, bestätigt, dass unter bestimmten Voraussetzungen (geeignete Wahl der Abschreibungsdauer / Betrachtungszeitraum, zu erbringende Kälteleistung) das Konzept der Kälterückgewinnung sich wirtschaftlich abbilden lässt.

Wasser ist die Voraussetzung für die Entstehung von Leben auf der Erde und somit eine der wichtigsten Ressourcen unseres Planeten. Um die Ressource Wasser auch in Zukunft weiterhin nutzen zu können, wird die Aufbereitung und Wiederverwertung von verschmutzten Wasser unabdingbar bleiben. In der vorliegenden Arbeit sollen die Betriebsparameter festgelegt und die Automatisierung für eine Verfahrenskombination für chemie- und biologiefreie Grauwasserbehandlungsverfahren verbessert werden. Dazu wurde im Vorfeld ein Demonstrator mit innovativer Fest-Flüssigtrennung, keramischer Membrantechnologie und photokatalytischen Oxidationsverfahren entwickelt. Die verschiedenen Reinigungsstufen wurden mit Hilfe von synthetischen und realen Grauwasser auf Reinigungsleistung und Reinigungsdauer getestet. Auf Grundlage dieser Ergebnisse konnte eine optimierte Ablauf-steuerung entwickelt werden. Die Grobfiltration mit Filterbeuteln mit einer Porengröße von 10 µm konnte die Anforderungen erfüllen. Die geplante Durchflusszeit, von 4,7 Minuten pro 100 Liter, konnte bei den erwarteten Rückhaltewerten problemlos erfüllt werden. Bei der Membranfiltration wurden die erwarteten Rückhaltewerte nicht vollständig erreicht. Die Trübung konnte zwar um 93,3 bis 99,9 % reduziert werden, doch die Messwerte für den chemischen Sauerstoffbedarf betrugen im Permeat 47,3 bis 101,0 mg/l. Durch diese hohen Konzentrationen konnten in der nachfolgenden Photokatalytischen Oxidation keine energieeffizienten Ablaufzeiten erzielt werden. Der chemische Sauerstoffbedarf konnte zwar auf 3,74 bis 4,26 mg/l reduziert werden, aber die Ablaufzeiten betrugen dabei bis zu 345,7 Stunden pro 200 Liter Grauwasserpermeat. Die Ammoniumkonzentration betrug nach der Photokatalyse 2,43mg/l. Im nachfolgenden Ionenaustauscher konnte die enthaltene Ammoniumkonzentration unter den Grenzwert der Trinkwasserverordnung reduziert werden. Eine Aussage darüber, ob das behandelte Wasser Trinkwasserqualität aufweist, konnte nicht getroffen werden. Die Gesamtdurchflusszeit betrug bis zu 512 Stunden und lag damit deutlich über den erwarteten Werten.

In dieser Arbeit wird das Konzept eines Messsystems vorgestellt, welches eine zeitlich und örtlich aufgelöste Analyse von Elementen ermöglicht. So soll die Schweißnaht einer Probe sowie die Eindringtiefe eines Schweißlasers bei der Aluminiumrohrproduktion kontrolliert werden. Dieses Messsystem basiert auf dem Prinzip der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (eng.: laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS). Dabei wird ein hochenergetischer Laser verwendet, um auf der bestrahlten Probenoberfläche ein Plasma zu erzeugen. Dieses Plasma emittiert charakteristische Strahlung, die Rückschlüsse auf die elementare Zusammensetzung der Probe zulässt. Zunächst wurden die Spektren der im Schweißprozess verwendeten Metalle, Aluminium und Titan, mit Hilfe von LIBS erfasst. Die Untersuchungen zeigten elementspezifische Strahlung für Aluminium bei 396 nm und für Titan bei 500 nm. Für die separate Erfassung dieser charakteristischen Emissionslinien wurde ein geeigneter Messaufbau mittels Strahlteiler, Filter sowie Avalanche Photodetektoren umgesetzt. Dieses Konzept ermöglicht die spektrale und zeitliche Trennung der elementspezifischen Signale, wie Messungen an reinen Metallen zeigten. Ein mit Titan verschweißtes Aluminiumblech wurde im rechten Winkel zur Schweißnaht in 30\,µm Schritten untersucht. Die Ergebnisse zeigten erhöhte Signale des Detektors für den Wellenlängenbereich von 500 nm, was auf das Vorkommen von Titan hinwies. Diese Annahme wurde durch eine zusätzliche Untersuchung mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (engl.: energy dispersive X-ray spectroscopy, EDX) bestätigt und wies auf eine Materialdurchmischung in der Mitte der Schweißnaht hin. Des Weiteren wurde während der Produktion eines Aluminiumrohrs das laserinduzierte Schweißplasma mit dem Messsystem analysiert. Bei diesem Arbeitsprozess wurde die Laserleistung schrittweise erhöht um ein Durchschweißen zu erzielen, sodass ein Titanplättchen in der Schweißunterlage elementspezifische Strahlung emittiert. Bei einer Leistung von 250 W war eine Signalerhöhung des Detektors für den Wellenlängenbereich von 500 nm zu erkennen, was auf eine Titanablation aufgrund des Durchschweißen hinwies. Diese Vermutung wurde durch Ablationsspuren auf der Schweißunterlage bestätigt.