Stickstoffoxide und Luftreinhaltung - neues Buch

EAN (ISBN-13): 9783642934186
Erscheinungsjahr: 2013
Herausgeber: Springer-Verlag GmbH

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ISBN/EAN: 9783642934186

ISBN - alternative Schreibweisen:
978-3-642-93418-6
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Titel des Buches: stickstoffoxide und luftreinhaltung

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Daten vom Verlag:

Autor/in: Jörgen Kolar
Titel: Stickstoffoxide und Luftreinhaltung - Grundlagen, Emissionen, Transmission, Immissionen, Wirkungen
Verlag: Springer; Springer Berlin
294 Seiten
Erscheinungsjahr: 2013-03-12
Berlin; Heidelberg; DE
Sprache: Deutsch
38,66 € (DE)
38,66 € (AT)
43,86 CHF (CH)
Available
XIV, 294 S.

EA; E107; eBook; Nonbooks, PBS / Technik/Maschinenbau, Fertigungstechnik; Fahrzeugbau; Verstehen; Abgasnachbehandlung; Dieselmotor; Emissionen; Fahrzeug; Kombi; Motor; Nutzfahrzeug; Ottomotor; Verbrennungsmotor; air pollution and air quality; A; Automotive Engineering; Atmospheric Protection/Air Quality Control/Air Pollution; Energy Systems; Energy Systems; Automotive Engineering; Pollution; Electrical Power Engineering; Mechanical Power Engineering; Engineering; Umweltverschmutzung und Gefahren für die Umwelt; Elektrotechnik; Energietechnik, Elektrotechnik und Energiemaschinenbau; BC

1 Chemisch-physikalischer Überblick über die Stickstoffoxide als luftverunreinigende Stoffe.- 1.1 Definition, Anzahl und Einteilung luftverunreinigender Stoffe.- 1.1.1 Definitionen und Erläuterungen.- 1.1.2 Anzahl luftverunreinigender Stoffe.- 1.1.3 Einteilungsprinzipien für luftverunreinigende Stoffe.- 1.2 Oxide des Stickstoffs im Überblick.- 1.3 Distickstoffoxid (N2O).- 1.3.1 Entstehung.- 1.3.2 Eigenschaften.- 1.3.3 N2O-Gehalt der Troposphäre.- 1.4 Stickstoffmonoxid (NO).- 1.5 Stickstoffdioxid (NO2) und Distickstofftetroxid (N2O4).- 1.5.1 Entstehung des Stickstoffdioxids.- 1.5.2 Eigenschaften des Stickstoffdioxids.- 1.5.3 Gleichgewicht mit Distickstofftetroxid.- 1.6 Weitere Stickstoffoxide.- 1.6.1 Distickstofftrioxid (N2O3).- 1.6.2 Distickstoffpentoxid (N2O5).- 1.6.3 Stickstofftrioxid (NO3).- 1.7 Literatur.- 1.8 Formelzeichen.- 2 Entstehung der Stickstoffoxide in Verbrennungsprozessen.- 2.1 Übersicht zu den Bildungsmechanismen für Stickstoffmonoxid.- 2.2 Entstehung des Stickstoffmonoxids aus dem Stickstoff der Brennstoffe.- 2.2.1 Grundsätzliches zum Brennstoff-NO.- 2.2.2 Stickstoffgehalt und weitere Brennstoffkenngrößen.- 2.2.2.1 Stickstoffgehalt.- 2.2.2.2 Weitere Brennstoffkenngrößen.- 2.2.3 Stickstoffmonoxid-Bildung aus den Flüchtigen Bestandteilen.- 2.2.4 Stickstoffmonoxid-Bildung aus dem Restkoks.- 2.2.5 Heterogene Reduktion des Stickstoffoxids.- 2.2.6 Einflußgrößen auf die Umwandlungsrate.- 2.3 Thermisches Stickstoffmonoxid.- 2.3.1 Betrachtung der Bruttoreaktion.- 2.3.2 Zeldovich-Mechanismus.- 2.3.3 Weitere Reaktionsmechanismen.- 2.3.4 Betrachtung der Haupteinflußgrößen.- 2.4 Promptes Stickstoffmonoxid.- 2.4.1 Erläuterungen zur Entstehung.- 2.4.2 Einflußgrößen und Bedeutung.- 2.5 Entstehung von Stickstoffdioxid.- 2.5.1 Möglichkeiten der Stickstoffdioxid-Bildung.- 2.5.2 Anhaltswerte für den volumetrischen NO2-Anteil.- 2.6 Wechselwirkung der Stickstoffoxide mit den Schwefeloxiden.- 2.7 Literatur.- 2.8 Formelzeichen.- 3 Emissionen und Emissionsgrenzwerte der Feuerungen und stationären Gasturbinen.- 3.1 Grundsätzliches zur Emission.- 3.1.1 Erläuterungen zum Begriff „Emission“.- 3.1.2 Ermittlung des Emissionsmassenstromes.- 3.1.3 Definition und Ermittlung der Emissionskonzentrationen.- 3.1.4 Definition und Ermittlung der Emissionsfaktoren.- 3.1.5 Grundsätzliches zum internationalen Vergleich von Emissionsbegrenzungen.- 3.2 Verbrennung von gasförmigen Brennstoffen.- 3.2.1 Wichtige Einflußgrößen auf die NOx-Emission.- 3.2.2 Größe der Emissionen.- 3.2.3 Entwicklung und Stand bundesdeutscher Emissionsbegrenzungen.- 3.2.4 Entwicklung und Stand der Emissionsbeschränkungen in anderen Staaten.- 3.3 Verbrennung von flüssigen Brennstoffen.- 3.3.1 Emissionen bei der Verbrennung von Heizöl EL.- 3.3.2 Bedeutung und Emissionen der Feuerungen für schweres Heizöl.- 3.3.3 Grenz- und Richtwerte für flüssige Brennstoffe.- 3.4 Verbrennung von Kohlen.- 3.4.1 Emissionen und Grenzwerte der Schmelzfeuerungen.- 3.4.2 Emissionen der Trockenfeuerungen für Steinkohle.- 3.4.3 Zusammenstellung nationaler Grenzwerte.- 3.4.4 Trockenfeuerungen für Braunkohle.- 3.4.5 Mechanische Rostfeuerungen.- 3.4.6 Handbeschickte Rostfeuerungen.- 3.5 Feuerungen für Holz und kommunalen Müll.- 3.5.1 Emissionen und Grenzwerte der Holzfeuerungen.- 3.5.2 Bedeutung und Emissionen der Müllfeuerungen.- 3.5.3 Grenzwerte für Müllfeuerungen.- 3.6 Wirbelschichtfeuerungen.- 3.6.1 Systeme von Wirbelschichtfeuerungen.- 3.6.2 Emissionen atmosphärischer Wirbelschichtfeuerungen.- 3.6.3 Emissionsgrenzwerte.- 3.7 Stationäre Gasturbinen.- 3.7.1 Bedeutung und Emissionen.- 3.7.2 Amerikanische und bundesdeutsche Grenzwerte.- 3.8 Literatur.- 3.9 Formelzeichen.- 4 Emissionen und Emissionsgrenzwerte der Verbrennungsmotoren.- 4.1 Grundsätzliches zur Emission mobiler Anlagen.- 4.1.1 Emissionsmaße für mobile Anlagen.- 4.1.2 Notwendigkeit von Fahrtests.- 4.1.3 Beispiele internationaler Fahrzyklen für Pkw.- 4.1.4 Bundesdeutsche Fahrzyklen.- 4.1.5 Fahrzyklen für Nutzfahrzeuge mit Dieselmotor.- 4.1.6 Ermittlung der Quellstärken des Kraftfahrzeugverkehrs.- 4.2 Ottomotoren in Pkw, Kombi und leichten Nutzfahrzeugen.- 4.2.1 Einflußgrößen auf die Emissionen der Ottomotoren.- 4.2.2 Mittlere Emissionen bundesdeutscher Pkw.- 4.2.3 Mittlere regionale und nationale Emissionsfaktoren.- 4.2.4 Entwicklung der Emissionsgrenzwerte für Pkw.- 4.3 Mobile Dieselmotoren (schwere Nutzfahrzeuge).- 4.3.1 Bedeutung der Dieselmotoren im Straßenverkehr.- 4.3.2 Einflußgrößen bei Dieselmotoren.- 4.3.3 Emissionen bundesdeutscher Kraftfahrzeuge.- 4.3.4 Mittlere regionale und nationale Emissionsfaktoren.- 4.3.5 Entwicklung der Emissionsgrenzwerte.- 4.3.6 Vergleich zwischen Otto-und Dieselmotor im Pkw.- 4.4 Stationäre Verbrennungsmotoren.- 4.4.1 Anwendungsgebiete.- 4.4.2 Anhaltswerte für die Emissionen.- 4.4.3 Bundesdeutsche und ausländische Grenzwerte.- 4.5 Literatur.- 4.6 Formelzeichen.- 5 Maßnahmen zur Senkung der Emissionen.- 5.1 Überblick zu den emissionsmindernden Maßnahmen.- 5.2 Primärmaßnahmen.- 5.2.1 Grundsätzliches zu den Primärmaßnahmen.- 5.2.2 Minderung des Sauerstoffangebots.- 5.2.2.1 Nahstöchiometrische Verbrennung.- 5.2.2.2 Gestufte Luftzufuhr.- 5.2.2.3 Luftstufung bei Verbrennungsmotoren.- 5.2.3 Senkung der Verbrennungstemperatur insbesondere durch äußere Kühlung.- 5.2.3.1 Verminderung der Feuerraumbelastung.- 5.2.3.2 Oberflächenverbrennung und katalytische Verbrennung.- 5.2.4 Senkung der Verbrennungstemperatur durch innere Flammenkühlung.- 5.2.4.1 Überstöchiometrische Verbrennung (Magerkonzept).- 5.2.4.2 Äußere und innere Abgasrezirkulation.- 5.2.4.3 Zufuhr von Wasser oder Dampf.- 5.2.5 Gestufte Brennstoffzufuhr.- 5.2.6 NOx-arme Brenner für Feuerungen.- 5.2.7 Kombination der Primärmaßnahmen bei Feuerungen.- 5.3 Grundsätzliches zu den Abgasreinigungsanlagen (Sekundärmaßnahmen, Abgasnachbehandlung).- 5.3.1 Anforderungen an Abgasreinigungsanlagen.- 5.3.2 Verfahrensprinzipien zur NOx-Abscheidung.- 5.3.3 Vielfalt und Auswahl der Verfahren.- 5.3.4 Grundsätzliches zur Katalyse.- 5.3.4.1 Definition und Aufbau eines Katalysators.- 5.3.4.2 Technische Katalysator-Kenngrößen.- 5.3.4.3 Katalysatorarten und Anforderungen.- 5.4 Trockene selektive Reduktion.- 5.4.1 Chemismus der selektiven Reduktion.- 5.4.2 Selektive nichtkatalytische (thermische) Reduktion (SNR-Verfahren).- 5.4.3 Katalysatoren für die selektive katalytische Reduktion (SCR-Verfahren).- 5.4.3.1 Schwermetalloxid-Katalysatoren.- 5.4.3.2 Zeolithe.- 5.4.3.3 Eisenoxid-Chromoxid-Katalysatoren.- 5.4.3.4 Aktivkokse.- 5.4.3.5 Einflußgrößen auf den Abscheidegrad.- 5.4.4 Abgasseitige Anordnung des Katalysators.- 5.4.5 Konstruktive Gestaltung der DENOX-Reaktoren.- 5.4.6 Entwicklungsstand des SCR-Verfahrens.- 5.4.7 SCR-Verfahren für Verbrennungsmotoren.- 5.5 Trockene nichtselektive katalytische Reduktion.- 5.5.1 Terminologie der Pkw-Abgasreinigungssysteme.- 5.5.2 Chemismus der nichtselektiven Reduktion.- 5.5.3 Aufbau und Zusammensetzung des Katalysators.- 5.5.4 Bestandteile des Abgasreinigungssystems.- 5.5.5 NCR-Verfahren bei stationären Anlagen.- 5.6 Übersicht zu den Simultanverfahren.- 5.6.1 Erläuterungen zum Begriff „simultan“.- 5.6.2 Trockene und halbtrockene Simultanverfahren.- 5.6.3 Nasse Simultanverfahren.- 5.7 Literatur.- 5.8 Formelzeichen.- 6 Gebietsbezogene jährliche Emissionen.- 6.1 Biogene Emissionen.- 6.1.1 Überblick zu den globalen Emissionen.- 6.1.2 Entstehung durch elektrische Entladungen.- 6.1.3 Freisetzung aus Böden.- 6.1.4 Diffusion aus der Stratosphäre.- 6.1.5 Gemischt biogene/anthropogene Emissionen.- 6.1.6 Biogene Emissionen anderer Gebiete.- 6.1.7 Zusammenfassung.- 6.2 Grundsätzliches zur Ermittlung anthropogener Emissionen.- 6.2.1 Einteilung der anthropogenen Emissionen.- 6.2.2 Methoden zur Ermittlung der Emissionen.- 6.2.3 Bedeutung der Emissionsfaktoren (Schätzgenauigkeit).- 6.3 Globale und großräumige anthropogene Emissionen.- 6.3.1 Globale anthropogene Emissionen.- 6.3.2 Emissionen der USA.- 6.3.3 Emissionen Japans.- 6.3.4 Europäische Emissionen.- 6.4 Anthropogene Emissionen der Bundesrepublik Deutschland.- 6.4.1 Derzeitige Größe und Aufteilung.- 6.4.2 Bisherige und zukünftige Entwicklung in der Bundesrepublik.- 6.4.3 Emissionen der deutschen Bundesländer.- 6.4.4 Emissionen der Belastungsgebiete und Ballungsräume.- 6.5 Anthropogene Emissionen einiger EG-Staaten.- 6.6 Anthropogene Emissionen einiger Comecon-Staaten.- 6.7 Anthropogene Emissionen Österreichs, Schwedens und der Schweiz.- 6.8 Gegenüberstellung nationaler Emissionen.- 6.9 Literatur.- 7 Betrachtung einiger Vorgänge der Transmission.- 7.1 Erläuterung des Begriffs „Transmission“.- 7.2 Advektion und Austausch (Ausbreitungstheorie).- 7.2.1 Klassische Ausbreitungstheorie.- 7.2.2 Ermittlung von Schornsteinmindesthöhen.- 7.2.3 Immissionsprognose.- 7.3 Chemische Umwandlungen.- 7.3.1 Einige grundlegende Hinweise.- 7.3.2 Oxidationsreaktionen für Stickstoffmonoxid.- 7.3.3 Stickstoffmonoxid-Oxidation in Abgasfahnen (erweiterte Ausbreitungstheorie).- 7.3.4 Anteil des Stickstoffdioxids an den Stickstoffoxiden in Bodennähe.- 7.3.5 Entstehung weiterer Folgeprodukte.- 7.4 Trockene Deposition.- 7.4.1 Erläuterung theoretischer Grundlagen.- 7.4.2 Depositionsgeschwindigkeit und ihre Einflußgrößen.- 7.4.3 Anhaltswerte für die Depositionsgeschwindigkeit.- 7.4.4 Größe der trockenen Deposition.- 7.5 Nasse Deposition.- 7.5.1 Grundsätzliche Erläuterungen.- 7.5.2 Quantitative Beschreibung.- 7.5.3 Acidität des meteorologischen Niederschlags (Saurer Regen).- 7.5.4 Umfang der nassen Nitrat-Deposition.- 7.6 Literatur.- 7.7 Formelzeichen.- 8 Immissionen der natürlichen und belasteten Atmosphäre.- 8.1 Grundsätzliches zur „Immission“.- 8.1.1 Definition des Begriffs „Immission“.- 8.1.2 Immissionskonzentration als stochastische Variable.- 8.1.3 Kenngrößen der Immissionskonzentration.- 8.1.3.1 Arithmetisches Mittel und erste Immissionskenngröße.- 8.1.3.2 Standardabweichung und zweite Immissionskenngröße.- 8.1.3.3 Einfluß des Meßzeitintervalls auf die Kenngrößen.- 8.2 Abhängigkeit der Immissionskonzentration von wichtigen Einflußgrößen.- 8.2.1 Problemstellung.- 8.2.2 Emissionsseitige Ersatzgrößen.- 8.2.3 Transmissionsseitige Einflußgrößen.- 8.2.4 Austauscharme Wetterlagen.- 8.3 Bedeutung der Markierungsgrößen Raum und Zeit.- 8.3.1 Räumliche und zeitliche Erfassung der Immissionen.- 8.3.2 Räumliche Struktur der Stickstoffoxid-Immissionen.- 8.3.2.1 Flächenmäßige Unterschiede (Inhomogenität).- 8.3.2.2 Horizontale Entfernungsabhängigkeit.- 8.3.2.3 Höhenabhängigkeit.- 8.3.3 Zeitliche Variabilität der Immissionen.- 8.3.3.1 Betrachtung flächendeckender Immissionsmessungen.- 8.3.3.2 Jahresgang.- 8.3.3.3 Wochengang.- 8.3.3.4 Tagesgang.- 8.4 Angaben zur Größe der Immissionen.- 8.4.1 Immissionen in unbelasteten Gebieten.- 8.4.1.1 Stickstoffdioxid.- 8.4.1.2 Stickstoffmonoxid.- 8.4.2 Stickstoffdioxid-Immissionen in bundesdeutschen Städten.- 8.4.2.1 Ergebnisse der Meßstationen.- 8.4.2.2 Ergebnisse von Pegelmessungen.- 8.4.3 Stickstoffmonoxid-Immissionen in bundesdeutschen Städten.- 8.5 Lufthygienische Beurteilung der Stickstoffdioxid-Immissionen.- 8.6 Bisheriger Trend der Immissionen.- 8.6.1 Reinluftgebiete der Bundesrepublik Deutschland.- 8.6.2 Ballungsräume der Bundesrepublik Deutschland.- 8.6.3 Betrachtung der japanischen Situation.- 8.7 Herkunft der Immissionen.- 8.7.1 Hinweise aus Immissionsmessungen.- 8.7.2 Ermittlung durch Ausbreitungsrechnungen.- 8.8 Literatur.- 8.9 Formelzeichen.- 9 Wirkungen und Grenzwerte.- 9.1 Allgemeine Erläuterungen zu den Wirkungen.- 9.2 Direkte Wirkungen des Stickstoffmonoxids.- 9.3 Direkte Wirkungen des Stickstoffdioxids.- 9.3.1 Wirkungen auf Menschen.- 9.3.2 Wirkungen auf Pflanzen.- 9.3.3 Wirkungen auf Materialien.- 9.3.4 Wirkungen auf die Atmosphäre.- 9.4 Wirkungen der Folgeprodukte der Stickstoffoxide.- 9.4.1 Wirkungen der Oxidantien.- 9.4.1.1 Erläuterungen zum Begriff „Oxidantien“.- 9.4.1.2 Wirkungen des Ozons.- 9.4.1.3 Wirkungen der PANs.- 9.4.2 Wirkungen säurehaltiger Niederschläge.- 9.4.3 Wirkungen auf Böden und Gewässer.- 9.5 Grenzwerte zur Beurteilung der Wirkungen.- 9.5.1 Maximale Arbeitsplatz-Konzentration und Technische Richtkonzentration.- 9.5.2 Maximale Immissionskonzentration der VDI-Richtlinien.- 9.5.3 Immissionswerte der TAL.- 9.5.4 Bundesdeutsche Richtwerte für die Bauleitplanung.- 9.5.5 Japanische Immissionsgrenzwerte.- 9.5.6 Immissionsgrenzwerte der USA.- 9.5.7 Immissionsgrenzwerte europäischer Staaten.- 9.5.8 Immissionsgrenzwerte der Europäischen Gemeinschaft (EG) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO).- 9.5.9 Vergleich der nationalen Immissionsgrenzwerte.- 9.5.10 Auslösekonzentrationen für austauscharme Wetterlagen.- 9.6 Literatur.- 10 Anhang.- 10.1 Literatur zur Emissions- und Immissionsmeßtechnik.- 10.2 Häufig benutzte Abkürzungen.- 10.3 Wichtige Maßeinheiten und Umrechnungen.