Táto diplomová práca je zameraná na analýzu a následné vyhodnotenie trhu v Juhovýchodnej Európe z hžadiska potenciálu a možnosti budúceho investovania a pôsobenia firmy Aspen Aerogels v tomto regióne. Firma Aspen Aerogels má vedúce postavenie vo vývoji a výrobe materiálov pracujúcich na báze nanotechnológie známe ako aerogely s unikátnymi vlastnosťami. Prvá časť diplomovej práce je zameraná na popis teoretickej problematiky, ktorá rieši otázky marketingu, analýzy trhu a internacionalizácie. V druhej časti je kladený dôraz na praktickú analýzu firmy a prostredia. Posledná časť je zameraná na celkové vyhodnotenie potenciálu Balkánskeho trhu a autorove odporúčania, či je Balkánsky trh vhodný na vstup pre firmu Aspen Aerogels a aká marketingová stratégia je vhodná.

The change in climate as a consequence of anthropogenic activities is a subject ofmajor concerns. In order to reduce the amount of greenhouse gas emissions inthe atmosphere, the utilization of renewable, fossil-free power generationapplications becomes inevitable. Geothermal and solar energy play a major rolein covering the increased demand for renewable energy sources of today’s andfuture’s society. A special focus hereby lies on the Concentrating Solar Powertechnologies and different geothermal concepts. The costs for producingelectricity through Concentrating Solar Power and therefore Parabolic Trough Collectorsas well as geothermal conversion technologies are still comparatively high. Inorder to minimize these expenses and maximize the cycle’s efficiency, thepossible synergies of a hybridization of these two technologies becomeapparent. This thesis therefore investigates the thermodynamic and economicbenefits and drawbacks of this combination from a global perspective. For that,a Parabolic Trough Collector system is combined with the geothermal conversionconcepts of Direct Steam, Single and Double Flash, Organic Rankine as well asKalina Cycles. The solar integrations under investigation are Superheat,Preheat and Superheat & Reheat of the geothermal fluid. The thermodynamicanalysis focuses on the thermal and utilization efficiencies, as well as therequired Parabolic Trough Collector area. The results indicate that in the caseof the Superheat and Superheat & Reheat setup, the thermal efficiency canbe improved for all geothermal concepts in comparison to their correspondinggeothermal stand-alone case. The Preheat cases, with the major contributionfrom solar energy, are not able to improve the cycle’s thermal efficiencyrelative to the reference setup. From an exergy perspective the findings varysignificantly depending on the applied boundary conditions. Still, almost allcases were able to improve the cycle’s performance compared to the referencecase. For the economic evaluation, the capital investment costs and thelevelized costs of electricity are studied. The capital costs increasesignificantly when adding solar energy to the geothermal cycle. The levelizedelectricity costs could not be lowered for any hybridization case compared tothe reference only-geothermal configurations. The prices vary between20.04 €/MWh and 373.42 €/MWh. When conducting a sensitivity analysison the solar system price and the annual mean irradiance, the Kalina Superheatand Superheat & Reheat, as well as the Organic Rankine Preheathybridizations become cost competitive relative to the reference cases.Concluding, it is important to remark, that even if the hybridization of the ParabolicTrough and the different geothermal concepts makes sense from a thermodynamicperspective, the decisive levelized costs of electricity could not be improved.It is, however, possible that these costs can be further reduced under speciallocal conditions, making the addition of Parabolic Trough solar heat tospecific geothermal concepts favorable.

Primary cell walls are a composite of cellulose microfibrilsand hemicelluloses. Xyloglucan is the principal hemicelluloseof primary cell walls of dicotyledons. Xyloglucanendotransglycosylases (XETs) cleave and religate xyloglucanpolymers in plant cell walls. A XET (PttXET16A) from hybridaspen has been heterologously expressed and characterized inour lab. To study XETs enzymology on a molecular level a series ofnovel xyloglucan oligosaccharides (XGOs) have been synthesized.The chromogenic 2-nitrophenol XGO and fluorogenic XGOs havebeen used as kinetic probes for PttXET16A. The first 3-Dstructure of the XET and of the enzyme-substrate complexrevealed new insights into the requirements fortransglycosylation. Cellulose fibers are an important raw material for manyindustries. In a novel chemo-enzymatic approach, thetransglycosylating activity of XET was used for biomimeticfiber surface modification. The aminoalditol XGO derivate wasused as key intermediate to incorporate novel chemicalfunctionality into xyloglucan. TheXGO derivatives wereintegrated into xyloglucan with PttXET16A. The resultingmodified xyloglucan was used as a versatile tool fiber surfacemodification.

Der Anbau und die Züchtung schnellwachsender Baumarten gewinnen aufgrund der stetig steigenden Nachfrage nach regenerativen Rohstoffen wieder zunehmend an Bedeutung. Pappeln in ihren unterschiedlichen Sektionen stellen eine Möglichkeit zur Erzeugung nachwachsender Dendromasse auf landwirtschaftlichen Standorten dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das Wachstum von Pappeln der Sektion der Weiß- und Zitterpappeln (Populus) wachstumskundlich untersucht. Zur Sektion Populus gehören unter anderem die Europäische Aspe (Populus tremula L.), die Amerikanische Aspe (Populus tremuloides Michx.) sowie die Silber-Pappel (Populus alba L.). Die Wuchsüberlegenheit von Hybriden aus Europäischen und Amerikanischen Aspen ist seit langem bekannt. Im Zuge des vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft durch die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe geförderten und in drei Phasen durchgeführten Projektes „FastWOOD“ wurde seit 2009 ein neues Programm zur Züchtung von Hybridaspen durchgeführt. Dabei wurde auf den Erkenntnissen früherer Züchtungsperioden aufgebaut. Zuchtbäume wurden zum Teil in bestehenden Klonarchiven ausgewählt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollten schwerpunktmäßig Fragestellungen zur Schätzung der Biomasse, zur Schaftform, zur Rohdichte sowie zur Zuchteignung ausgewählter Elternbäume betrachtet werden. Von 50 ausgewählten Aspen-Nachkommenschaften auf vier Versuchsflächen in Brandenburg, Sachsen, Mecklenburg-Vorpommern und Schleswig-Holstein wurden insgesamt 982 Bäume hinsichtlich ihrer oberirdischen Biomasse untersucht. Zusätzlich wurde bei 20 Bäumen die unterirdische Biomasse bestimmt. Die erhobenen Da-ten wurden dafür genutzt, nachkommenschaftsspezifische Standardbiomassefunktionen herzuleiten. Dazu wurde aufgrund der hohen Anpassungsgüte und des biologisch plausiblen Verlaufs eine allometrische Funktion verwendet. Auf dieser Grundlage wurde versucht, die Parameter a0 und a1 der Standardbiomassefunktion mittels einfacher Eingangsgrößen, wie der Bestandesmittelhöhe und der Stammzahl zu schätzen, um so den Vorrat einfach ermitteln zu können. Dies ist mit der vorhandenen Datenbasis jedoch nicht gelungen. Mögliche Ursachen dafür können in der geringen Anzahl unterschiedlicher Standorte und der geringen Altersspreite der aufgenommenen Bäume begründet sein. In diesem Bereich sind weitere Forschungsarbeiten notwendig. Zur Volumenermittlung am stehenden Stamm bei der Aspe wird derzeit die Schaftholzvolumenfunktion nach KNAPP (1973) verwendet. Auf Grundlage von 682 sekti-onsweise vermessenen Aspen im Alter zwischen 6 und 43 Jahren konnte festgestellt werden, dass die Schaftholzvolumenfunktion nach KNAPP (1973) das wahre Einzelbaumvolumen systematisch unterschätzt. Aus diesem Grund wurden mittels der erhobenen Daten zwei neue Schaftholzvolumenfunktionen abgeleitet. Eine für den d1,3-Bereich <7 cm, die andere für den d1,3-Bereich ≥7 und ≤ 36 cm. Die auf einer umfangreichen Versuchsdatenbasis aufbauenden und gut angepassten Volumenfunktionen erlauben den Zusammenhang zwischen Schaftholzvolumen, Höhe und d1,3 frei von systematischen Abweichungen zu modellieren. Die Rohdichte spielt sowohl bei der stofflichen, als auch bei der energetischen Holznutzung eine entscheidende Rolle. Nichts desto trotz spielten Rohdichteuntersuchungen als Prüfkriterium auf Nachkommenschaftsprüfungen bislang keine Rolle, da die Verfahren in der Regel aufwändig und destruktiv sind. Das seit den 1970er Jahren angewendete Pilodynverfahren nutzt die Eindringtiefe einer 2,5 mm dünnen Nadel zur Bestimmung der Holzdichte. Dichte und Eindringtiefe stehen in einem umgekehrt proportionalen Verhältnis. Das bedeutet, dass die Prüfnadel umso tiefer ins Holz eindringt, je geringer die Dichte ist. Anhand einer stereometrischen Holzdichtemessung nach den Vorgaben der DIN 52182 konnte eine Regressionsfunktion abgeleitet werden, anhand derer die erhobenen Pilodynwerte in Rohdichten umgerechnet werden können. Auf drei Versuchsflächen in Brandenburg, Sachsen und Schleswig-Holstein wurden Aspen hinsichtlich ihrer Holzdichte mit dem Pilodyn 6 J Forest (Proceq SA, Schwerzenbach, Schweiz) untersucht. Die Untersuchungen konnten zeigen, dass die Rohdichte sowohl genetisch als auch standörtlich beeinflusst wird. Hybridaspennachkommenschaften hatten in der Regel eine geringere Dichte. Gleiche Nachkommenschaften hatten bei besserem Standort zudem eine geringere Dichte als auf schlechteren Standorten. Da sich das Verfahren bewährt hat, sollte es zukünftig als zusätzliches Mittel genutzt werden, um züchtungsrelevante Holzmerkmale auf Versuchsflächen zu erheben. Auf Grundlage der ausgewerteten Daten sind acht Kreuzungsnachkommenschaften in die engere Auswahl gekommen. Zwei dieser Nachkommenschaften sind bereits als Vermehrungsgut zugelassen. Für die restlichen sechs Nachkommenschaften, allesamt Hybridaspen, konnte eine Zulassungsempfehlung ausgesprochen werden.:1. Einführung in den Problemkreis 2. Stand des Wissens 2.1 Die Gattung Populus 2.2 Vorkommen und Verbreitung der Pappeln der Sektion Populus 2.2.1 Europäische Aspe (Populus tremula L.) 2.2.2 Amerikanische Aspe (Populus tremuloides Michx.) 2.2.3 Silber-Pappel (Populus alba L.) 2.3 Standortsanforderungen 2.3.1 Europäische Aspe (Populus tremula L.) 2.3.2 Amerikanische Aspe (Populus tremuloides Michx.) 2.3.3 Silber-Pappel (Populus alba L.) 2.3.4 Hybridaspen 2.4 Holzeigenschaften der Aspe 2.5 Physikalische Kenngrößen 2.6 Verwendung des Aspenholzes 2.7 Geschichtliche Entwicklung des Aspenanbaus in Deutschland 2.8 Waldbauliche Behandlung 2.9 Anbau auf Kurzumtriebsflächen 2.10 Biotische und abiotische Risiken 2.11 Die Aspe im Klimawandel 2.12 Naturschutzfachliche Betrachtung 2.12.1 Ökologische Integration 2.12.2 Prädation und Herbivorie 2.12.3 Interspezifische Konkurrenz 2.12.4 Hybridisierung 2.12.5 Krankheits- und Organismenübertragung 2.12.6 Gefährdung der Biodiversität, Invasivität 2.12.7 Andere ökosystemare Auswirkungen 2.12.8 Möglichkeiten der Kontrolle 2.13 Wachstumskundliche Untersuchungen 2.13.1 Untersuchungen zur Massenleistung 2.13.2 Untersuchungen zur Form des Einzelbaums 2.13.3 Rohdichtebestimmung 3. Zielstellung der Arbeit 4. Material und Methoden 4.1 Flächenanlage und Versuchsdesign 4.2 Flächenvorbereitung und Pflegemaßnahmen 4.3 Standortcharakterisierung 4.4 Biomassefunktionen 4.5 Wurzelbiomassefunktion 4.6 Holzmesskundliche Untersuchungen am Einzelbaum 4.7 Rohdichtebestimmung mittels Pilodyn 4.8 Stereometrische Rohdichtebestimmung 4.9 Bestandesaufnahmen 4.9.1 Anwuchs- und Überlebensrate 4.9.2 Höhe 4.9.3 Durchmesser 4.9.4 Schaftform 4.9.5 Rostbonitur 4.10 Mathematisch-statistische Analyseverfahren 4.11 Berechnung von Selektionsindizes 5. Ergebnisse 5.1 Standardisierung von Biomassefunktionen 5.1.1 Eignung verschiedener Gleichungen zur Aufstellung von Biomassefunktionen 5.1.2 Lage und Form der Standardbiomassefunktion 5.1.3 Bestimmung der Parameter der Standard-Biomassefunktion 5.1.3.1 Beziehung zwischen der Mittelhöhe und den Parametern a0 bzw. a1 5.1.3.2 Beziehung zwischen der Stammzahl und den Parametern a0 bzw. a1 5.1.3.3 Zusammenhang zwischen den Parametern a0 und a1 5.2 Trockenmasseleistung ausgewählter Nachkommenschaften 5.3 Wurzelbiomassefunktion 5.4 Holzmesskundliche Untersuchungen 5.4.1 Volumenermittlung für die Probebäume 5.4.2 Übernahmeprüfung der Schaftholzvolumenfunktion nach KNAPP (1973) 5.4.3 Modellierung einer baumartenspezifischen Schaftholzvolumenfunktion für die Baumart Aspe 5.4.4 Schaftholzvolumentafel 5.4.5 Unechte Ausbauchungsreihe 5.4.6 Schaftholzformzahl 5.5 Rohdichte 5.5.1 Altlandsberg (AS 10/1) 5.5.2 Thammenhain (AS 10/2) 5.5.3 Trenthorst (Bio 11) 5.5.4 Auswertung der gemeinsamen Prüfglieder aller Flächen 5.6 Zusammenhang zwischen d1,3 und mittlerer Eindringtiefe 5.7 Beurteilung der Bestandesnachkommenschaften mit Hilfe eines Selektionsindex als Grundlage für weitere Züchtungsbemühungen und als Voraussetzung zur Herleitung von Zulassungsempfehlungen 6. Diskussion 6.1 Ermittlung eines Modells zur Schätzung der Parameter a0 und a1 der Standardbiomassefunktion für die Pappeln der Sektion Populus 6.2 Wachstum der Pappeln der Sektion Populus 6.3 Perspektiven der Aspenzüchtung 6.4 Förmigkeit 6.5 Rohdichtebestimmung mittels Pilodyn 6.6 Anbauempfehlung 6.7 Grenzen der Zuchtwertbestimmung 6.8 Zulassungsempfehlungen 7. Zusammenfassung 8. Summary 9. Literaturverzeichnis 10. Anlagen / The cultivation and breeding of fast-growing tree species are becoming increasingly important again due to the steadily rising demand for renewable raw materials. Poplars in their different sections represent a possibility for the production of renewable woody biomass on agricultural sites. In the context of the present work, the growth performance of poplars from the section of white and trembling poplars (Populus) was examined. The Populus section includes the European aspen (Populus tremula L.), the American aspen (Populus tremuloides Michx.) and the white poplar (Populus alba L.). The growth superiority of hybrids from European and American aspen has been known for a long time. As part of the 'FastWOOD' project, funded by the Federal Ministry of Food and Agriculture through the “Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe” and carried out in three phases, a new program for breeding hybrid aspens has been running since 2009. This was based on the findings of earlier breeding periods. Breeding trees were selected in part from existing clone archives. Within the framework of the present work, the focus is on questions relating to the estimation of biomass, the stem shape, the raw density and the suitability for breeding of selected parent trees. A total of 982 trees from 50 selected aspen progenies on four trial plots in Brandenburg, Saxony, Mecklenburg-Western Pomerania and Schleswig-Holstein were examined with regard to their above-ground biomass. Additionally, the below-ground biomass was determined for 20 trees. The collected data were used to derive progeny-specific standard biomass functions. For this purpose, an allometric function was used due to the closeness of fit and the biologically plausible course. On this basis, an attempt was made to estimate the parameters a0 and a1 of the standard biomass function using simple input variables such as the mean stand height and the number of trees in order to be able to easily determine the stand volume. However, this was not feasible with the existing database. Possible reasons may be the small number of different sites and the low age range of the trees recorded. Further research is needed in this field. The volume function according to KNAPP (1973) is currently used to determine the volume of stem wood for individual trees in field. On the basis of 682 section-wise measured aspens ranging from 6 and 43 years, it was determined that the volume function according to KNAPP (1973) systematically underestimates the actual individ-ual tree volume. Therefore, two new volume functions were derived using the data collected. One function for the d1.3 range <7cm, the other one for the range ≥7cm and ≤36cm. These volume functions enable modeling of the relationship between stem volume, height and d1.3 free of bias. The raw density plays a decisive role regarding the material use as well as the ener-getic use of wood. Nevertheless, raw density tests so far played no role as a test criterion for progeny tests, since the procedures are usually complex and destructive. The Pilodyn method, which has been developed in the 1970s, uses the penetration depth of a 2.5 mm needle to determine the wood density. Density and penetration depth are inversely proportional. This means the lower the density, the deeper the test needle penetrates the wood. Using the stereometric wood density measurement according to the specifications of DIN 52182, a regression function was derived, which can be used to convert the Pilodyn values into raw densities. Regarding their wood density Aspen was examined with the Pilodyn 6J Forest (Proceq SA, Schwerzenbach, Switzerland) on three trial plots in Brandenburg, Saxony and Schleswig-Holstein. The investigations showed that the raw density is affected both by genetic and site factors. Hybrid aspen progeny generally had lower wood density. In addition, the same progeny had a lower density on better sites than on poor sites. Since the method has proven itself, it should be used in future as an additional means to identify breeding-relevant wood characteristics on trial plots. Based on the evaluated data, eight progenies were shortlisted. Two of these progenies have already been approved as propagation material. For the remaining six progenies, all hybrid aspen, an approval recommendation was made.:1. Einführung in den Problemkreis 2. Stand des Wissens 2.1 Die Gattung Populus 2.2 Vorkommen und Verbreitung der Pappeln der Sektion Populus 2.2.1 Europäische Aspe (Populus tremula L.) 2.2.2 Amerikanische Aspe (Populus tremuloides Michx.) 2.2.3 Silber-Pappel (Populus alba L.) 2.3 Standortsanforderungen 2.3.1 Europäische Aspe (Populus tremula L.) 2.3.2 Amerikanische Aspe (Populus tremuloides Michx.) 2.3.3 Silber-Pappel (Populus alba L.) 2.3.4 Hybridaspen 2.4 Holzeigenschaften der Aspe 2.5 Physikalische Kenngrößen 2.6 Verwendung des Aspenholzes 2.7 Geschichtliche Entwicklung des Aspenanbaus in Deutschland 2.8 Waldbauliche Behandlung 2.9 Anbau auf Kurzumtriebsflächen 2.10 Biotische und abiotische Risiken 2.11 Die Aspe im Klimawandel 2.12 Naturschutzfachliche Betrachtung 2.12.1 Ökologische Integration 2.12.2 Prädation und Herbivorie 2.12.3 Interspezifische Konkurrenz 2.12.4 Hybridisierung 2.12.5 Krankheits- und Organismenübertragung 2.12.6 Gefährdung der Biodiversität, Invasivität 2.12.7 Andere ökosystemare Auswirkungen 2.12.8 Möglichkeiten der Kontrolle 2.13 Wachstumskundliche Untersuchungen 2.13.1 Untersuchungen zur Massenleistung 2.13.2 Untersuchungen zur Form des Einzelbaums 2.13.3 Rohdichtebestimmung 3. Zielstellung der Arbeit 4. Material und Methoden 4.1 Flächenanlage und Versuchsdesign 4.2 Flächenvorbereitung und Pflegemaßnahmen 4.3 Standortcharakterisierung 4.4 Biomassefunktionen 4.5 Wurzelbiomassefunktion 4.6 Holzmesskundliche Untersuchungen am Einzelbaum 4.7 Rohdichtebestimmung mittels Pilodyn 4.8 Stereometrische Rohdichtebestimmung 4.9 Bestandesaufnahmen 4.9.1 Anwuchs- und Überlebensrate 4.9.2 Höhe 4.9.3 Durchmesser 4.9.4 Schaftform 4.9.5 Rostbonitur 4.10 Mathematisch-statistische Analyseverfahren 4.11 Berechnung von Selektionsindizes 5. Ergebnisse 5.1 Standardisierung von Biomassefunktionen 5.1.1 Eignung verschiedener Gleichungen zur Aufstellung von Biomassefunktionen 5.1.2 Lage und Form der Standardbiomassefunktion 5.1.3 Bestimmung der Parameter der Standard-Biomassefunktion 5.1.3.1 Beziehung zwischen der Mittelhöhe und den Parametern a0 bzw. a1 5.1.3.2 Beziehung zwischen der Stammzahl und den Parametern a0 bzw. a1 5.1.3.3 Zusammenhang zwischen den Parametern a0 und a1 5.2 Trockenmasseleistung ausgewählter Nachkommenschaften 5.3 Wurzelbiomassefunktion 5.4 Holzmesskundliche Untersuchungen 5.4.1 Volumenermittlung für die Probebäume 5.4.2 Übernahmeprüfung der Schaftholzvolumenfunktion nach KNAPP (1973) 5.4.3 Modellierung einer baumartenspezifischen Schaftholzvolumenfunktion für die Baumart Aspe 5.4.4 Schaftholzvolumentafel 5.4.5 Unechte Ausbauchungsreihe 5.4.6 Schaftholzformzahl 5.5 Rohdichte 5.5.1 Altlandsberg (AS 10/1) 5.5.2 Thammenhain (AS 10/2) 5.5.3 Trenthorst (Bio 11) 5.5.4 Auswertung der gemeinsamen Prüfglieder aller Flächen 5.6 Zusammenhang zwischen d1,3 und mittlerer Eindringtiefe 5.7 Beurteilung der Bestandesnachkommenschaften mit Hilfe eines Selektionsindex als Grundlage für weitere Züchtungsbemühungen und als Voraussetzung zur Herleitung von Zulassungsempfehlungen 6. Diskussion 6.1 Ermittlung eines Modells zur Schätzung der Parameter a0 und a1 der Standardbiomassefunktion für die Pappeln der Sektion Populus 6.2 Wachstum der Pappeln der Sektion Populus 6.3 Perspektiven der Aspenzüchtung 6.4 Förmigkeit 6.5 Rohdichtebestimmung mittels Pilodyn 6.6 Anbauempfehlung 6.7 Grenzen der Zuchtwertbestimmung 6.8 Zulassungsempfehlungen 7. Zusammenfassung 8. Summary 9. Literaturverzeichnis 10. Anlagen

Yes / Evaluation of economic aspects is one of the main milestones that affect taking rapid actions in dealing with GHGs mitigation; in particular, avoiding CO2 emissions from large source points, such as power plants. In the present study, three kinds of capturing solutions for coal power plants as the most common source of electricity generation have been studied from technical and economic standpoints. Aspen HYSYS (ver.11) has been used to simulate the overall processes, calculate the battery limit, and assess required equipment. The Taylor scoring method has been utilized to calculate the costliness indexes, assessing the capital and investment costs of a 230 MW power plant using anthracite coal with and without post-combustion, pre-combustion, and oxy-fuel combustion CO2 capture technologies. Comparing the costs and the levelized cost of electricity, it was found that pre-combustion is more costly, to the extent that the total investment for it is approximately 1.6 times higher than the oxy-fuel process. Finally, post-combustion, in terms of maturity and cost-effectiveness, seems to be more attractive, since the capital cost and indirect costs are less. Most importantly, this can be applied to the existing plants without major disruption to the current operation of the plants.

<p>Biomass liquefaction is a nascent field within biorefinery research and has arisen in response to the bottleneck created from materials handling at the front end of the biorefinery. The basic concept is that if the biomass were to be converted into a flowable slurry at the front-end of the process, then the material could smoothly flow into the biorefinery pretreatment and down time due to the material forming a plug would be minimized or eliminated. Three liquefaction routes were studied in this work. These routes were: enzyme route, enzyme mimetic route, and a combined route of enzyme and enzyme mimetic. Through a Techno-economic assessment (TEA), it is possible to determine which route is most-economical to scale up and also to understand the extent to which liquefaction increases/decreases of the price of the biorefinery product.</p> <p>Gasification is a bio-based technology that has recently acquired more attention as it is an efficient conversion process for a variety of feedstocks. As new techniques and process routes are discovered, it is important to analyze which process technique is feasible for commercial scale up, as the highest performing technique may not be the most economical option to pursue. Along the same philosophy, a process concept was developed on Aspen Plus® to treat syn-gas impurities and also recycle the spent solvents. A TEA study was performed to determine the unit cost of treatment and to explore avenues of cost saving.</p>

This dissertation describes the design and optimization of a CO2-capture unit using aqueous amines to remove of carbon dioxide from the flue gas of a coal-fired power plant. In particular we construct a monolithic model of a carbon capture unit and conduct a rigorous optimization to find the lowest solvent regeneration energy yet reported. Carbon capture is primarily motivated by environmental concerns. The goal of our work is to help make carbon capture and storage (CCS) a more efficient for the sort of universal deployment called for by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) to stabilize anthropomorphic contributions to climate change, though there are commercial applications such as enhanced oil recovery (EOR). We employ the latest simulation tools from Aspen Tech to rigorously model, design, and optimize acid gas systems. We extend this modeling approach to leverage Aspen Plus in the .NET framework through Microsoft's Component Object Model (COM). Our work successfully increases the efficiency of acid gas capture. We report a result optimally implementing multiple energy-saving schemes to reach a thermal regeneration energy of 1.67 GJ/tonne. By contrast, the IPCC had reported that leading technologies range from 2.7 to 3.3 GJ/tonne in 2005. Our work has received significant endorsement for industrial implementation by the senior management from the world's second largest chemical corporation, Sinopec, as being the most efficient technology known today. / Ph. D.

Master of Architecture

Résumé Les rejets des Usines à Zinc de Kolwezi contiennent majoritairement du zinc sous forme réfractaire (ferrite) au traitement hydrométallurgique conventionnel. Ils contiennent d’autres métaux « lourds » qui les rendent dangereux vis-à-vis de l’environnement dans lequel ils sont actuellement entreposés. Ces métaux, dont la plupart peuvent être valorisés, font de ces rejets un véritable gisement secondaire. Il est donc impératif de mettre au point un procédé adéquat de valorisation ; d’où le thème de la présente thèse : « Etude de valorisation des rejets des Usines à Zinc de Kolwezi, RDC ». A l’aide des techniques modernes de caractérisation (physico–chimique, minéralogique et morphologique), nous sommes arrivés à cibler, à adapter et à justifier l’utilisation d’une technique de valorisation des matières minérales existantes. Les minéraux utiles contenus dans les rejets UZK ont été sulfatés par digestion et sélectivement mis en solution après un grillage. La sulfatation s’est avérée l’étape déterminante du procédé et un intérêt particulier a été focalisé sur cette étape en réalisant une étude cinétique approfondie. Les données et informations récoltées tout le long de cette recherche nous ont permis de réaliser une simulation du procédé par le logiciel ASPEN PLUS. Ce qui a permis de faire une ébauche d’un schéma de traitement industriel. Ce dernier s’est avéré souple vis-à-vis de l’utilisation d’autres matières comme les calcines des concentrés sulfurés cuivre-zinc. Residues from the Kolwezi Zinc Plant (Usines à Zinc de Kolwezi UZK) essentially contain zinc in a refractory (ferrite) form, which is difficult to recover by conventional hydrometallurgical methods. « Heavy» metals are also present that make them hazardous towards the environment in which they are currently stored. Most of these metals are valuable; thus, the UZK residues are a real secondary deposit. It is therefore imperative to develop an appropriate method of treatment, hence the theme of the present thesis: « Recovery study of values metals from Kolwezi Zinc Plant residues, DRC ». Using modern techniques of characterization (physical and chemical, mineralogical and morphological), we focused, adapted and justified the use of a technique for efficient recovery of the existing valuable minerals. The minerals contained in UZK residues have been sulphated by digestion and thereafter selectively dissolved after roasting. Sulphatation proved to be the decisive step of the process and a particular attention has been given to this step by performing a detailed kinetic study. The data and information collected throughout this research allowed a simulation of the developed method by using the « Aspen Plus » software. This allowed us to propose a draft scheme of industrial processing. The latter proved flexible towards the use of other materials such as calcines of copper-zinc sulphide concentrates.

Aspen är en karpartad fiskart och lite är känt om dess ekologi, på rödlistan har den klassen nära hotad (ArtDatabanken 2012). I värmländska Glumman, en ca två mil lång övergödd å belägen väster om Väse, vandrar aspen upp på våren för att leka vid Väse kyrka där den enda kända lekplatsen i ån finns. Tre vandringshinder finns i ån varav det nedersta är beläget ca 500 m från den kända lekplatsen. Syftet med studien var att undersöka om asp som lyftes över det nedersta vandringshindret sökte sig till lekplatser högre upp i systemet och om de där lekte. Totalt radiomärktes tre asphanar varav två lyftes över det nedersta vandringshindret. Ingen av dem vandrade vidare uppströms för att undersöka möjligheterna till lek. Den asp som släpptes ut nedströms vandringshindret visade inte några tendenser på att vilja passera den kända lekplatsen och fortsätta mot vandringshindret. Leken skedde på det första lekområdet som aspen kommer till i Glumman. När aspen lämnat Glumman uppehöll de sig i sjön Panken. Den första aspen lämnade Panken efter 22 dagar, den andra efter 23 dagar, båda vandrade nedströms mot Vänern. Den tredje aspen var kvar i Panken vid studiens slut. En fiskväg förbi det första vandringshindret i Glumman skulle troligen inte vara det bästa sättet att gynna aspen på för tillfället. / The asp is a threatened cyprinid fish, of which little is known about its ecology (ArtDatabanken 2012). In Glumman, a nearly twenty kilometer long eutrophicated river located west of Väse in Värmland, asp migrate upstream for spawning in the spring to the only known spawning ground, located at Väse church. There are three migration barriers in the river, of which the lowermost is located about 500 m from the spawning ground. The purpose of this study was to investigate whether asp that were lifted over the lowermost migration barrier found their way to spawning grounds higher up in the system and if they spawned there. In total, two of three radio-tagged male asps were lifted above the lowermost migration barrier. None of them migrated further upstream, where they could explore opportunities for spawning. The asp that was placed downstream of the migration barriers did not swim upstream past the known spawning ground and continue to the migration barrier. Spawning occurred at the first spawning ground that the asps reached in Glumman. When the asps left Glumman they went into Lake Panken. The first one left LakePanken after 22 days, the second after 23 days and both migrated downstream towards LakeVänern. The third was still in LakePanken at the end of the study. A fishway at the lowermost migration barrier in Glumman is not likely the best way to help asp at the moment.