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Die großtechnische Abscheidung von CO2 aus Kraftwerks- und Industrieabgasen ist nicht unumstritten, aber immer mehr als unumgänglich anzusehen, um die Ziele aus dem Pariser Klimaabkommen zu erreichen. Unabhängig von der politischen Diskussion ist jedoch allgemein anerkannt, dass speziell die Abscheidung von CO2 aus verdünnten Abgasströmen eine große Herausforderung darstellt. Zwar gibt es mit der CO2 Rauchgaswäsche mittels wässriger Aminlösung bereits eine ausgereifte Technologie, jedoch bringt diese einige Nachteile mit sich. Prozessbedingt ist der Energiebedarf für die Abscheidung von CO2 nicht zuletzt aufgrund der hohen Wärmekapazität der eingesetzten Amin Lösung hoch. Neben dem hohen Energieverbrauch bedingt der Einsatz von wässrigen Aminlösungen aber auch zusätzliche Emissionen von potenziell gesundheitsgefährdenden Stoffen, führt zu Korrosionsproblemen und bedingt hohe Investitions- und Betriebskosten. Aus oben genannten Gründen beschäftigen sich viele Studien der letzten Jahre mit neuen Technologien zur CO2 Abscheidung. Eine vielversprechende und oft zitierte Technologie ist die Abscheidung von CO2 mittels Temperaturwechseladsorption (TSA). Im Gegensatz zur Aminwäsche, zirkuliert bei TSA ein pulverförmiger Feststoff zwischen einem Adsorptionsreaktor, wo das CO2 aus dem Abgas aufgenommen wird und einem Regenerationsreaktor, wo das auf dem Feststoff gebundeneCO2 meist in konzentrierter Form wieder freigegeben wird. Der Einsatz eines Feststoffes anstelle der wässrigen Lösung bietet das Potential einerseits den Energiebedarf deutlich zu senken, und andererseits auch einige der obengenannten Probleme zu eliminieren oder zumindest deutliche Verbesserungen zu erzielen. TSA ist zwar kein grundlegend neuer Prozess und in verschiedenenIndustriebereichen schon seit langem im Einsatz, der Einsatz der Technologie für die großtechnischeCO2 Abscheidung aus Industrie- und Kraftwerksabgasen birgt jedoch viele Herausforderungen, die eingut durchdachtes Anlagenkonzept bedürfen.Im Jahr 2015, wurde ein neuartiges Konzept zur Abscheidung von CO2 mittels TSA in mehrstufigen Wirbelschichtreaktoren von der TU Wien vorgestellt und innerhalb einer eigens entwickelten Laboranlage erfolgreich demonstriert. Das neue Konzept konnte eine vielversprechende Abscheideleistung erzielen und wurde im Zuge zahlreicher Parametervariationen im Detail untersucht. Im Zuge dieser Arbeit, wird das Design einer darauf basierenden TSA Pilotanlage erarbeitet und vorgestellt. Im Vergleich zu den flüssigen Aminlösungen, ist die Prozessführung mit pulverförmigen Adsorbenzien jedoch deutlich komplizierter. Auf die damit verbundenen technologischen Herausforderungen wird im Detail eingegangen und Lösungen für die verschiedenen Subsysteme werden erarbeitet. Wesentlicher Bestandteil dieser Arbeit ist dabei die Zusammenführung von verschiedenen Detailuntersuchungen zur wirbelschichttechnischen Auslegung der Hauptkomponenten, Untersuchungen zum Wärmeübergang, sowie Ergebnissen von Laborexperimenten und Prozessmodellierung. Aus den gewonnenen Erkenntnissen der Detailuntersuchungen wird eine Designstrategie für eine TSA Pilotanlage mit einer Abscheidekapazität von einer Tonne CO2 pro Tag abgeleitet und die Prozesshauptkomponenten dimensioniert. Des Weiteren wird ein Überblick über die Detailplanung der Anlage sowie Ergebnisse der Errichtungs- und Inbetriebnahme Phase präsentiert., Although, carbon capture and storage is not undisputed, it is more and more seen as inevitable to achieve climate targets of the Paris Climate Agreement. On the other side, what is broadly accepted is, that especially the capture part of CCS is a major challenge. CO2 scrubbing by utilization of aqueous amine solutions is still seen as the current state of the art technology. But due to the utilization of a water-based liquid, some inherent drawbacks come with this technology. Besides the large energy demand required to achieve the temperature swing necessary for removal of the CO2 and subsequent regeneration of the liquid, the process also suffers from additional emissions of harmful species, corrosion and fouling issues as well as high investment and operating costs. Therefore, many studies in the past two decades focused on the identification of alternative paths for separation of CO2. One emerging technology with high potential is temperature swing adsorption(TSA). Instead of a liquid solvent, TSA for CO2 capture utilizes a solid sorbent (usually in form of a powder) which is circulated between an adsorption reactor, where CO2 is loaded onto the sorbent, anda regenerator, where the CO2 is released preferably in a concentrated form. The utilization of a solid sorbent has the potential to eliminate above mentioned drawbacks or to bring a significant improvement at least. Although, TSA is not new at all, the application of TSA for capture of CO2 from large scale sources is novel and comes with many challenges. To fully exploit advantages of solid sorbents, a sophisticated process set-up is required. In 2015 a novel TSA set-up based on multistage fluidized beds was presented by TU Wien and a proveof concept was delivered by continuous operation of a bench scale unit. Several parameter variations indicated highly promising process performance, but various limitations and uncertainties of results atbench scale hindered further process development. Within this work, the design of a TSA pilot plant based on multistage fluidized beds for capture of CO2 is elaborated. Although some of the advantages of a solid sorbent over a liquid amine solvent are evident, the handling of powdery material within a continuous process is more complicated. Ininvestigations of the process sub systems the special requirements and challenges for the multistage fluidized bed columns, sorbent transport sections, and a heat recovery system are investigated, and design solutions are derived. An essential part of this work is the integration of detailed studies on the fluid-dynamic design of multistage fluidized bed systems, heat exchanger design, as well as experimental results from bench scale and modelling results. With the gained knowledge, a design strategy for a TSA pilot unit with a capture capacity of 1 ton/day is elaborated and the main equipment is dimensioned. Furthermore, an overview of results from detailed engineering, erection and commissioning phase are presented.

Forum Classicum, Nr. 1 (2020): Forum Classicum

We present EduClust, a visualization application for teaching clustering algorithms. EduClust is an online application that combines visualizations, interactions, and animations to facilitate the understanding and teaching of clustering steps, parameters, and procedures. Traditional classroom settings aim for cognitive processes like remembering and understanding. We designed EduClust for expanded educational objectives like applying and evaluating. Educators can use the tool in class to show the effect of different clustering parameters on various datasets while animating through each algorithm's steps, but also use the tool to prepare traditional teaching material quickly by exporting animations and images. Students, on the other hand, benefit from the ability to compare and contrast the influence of clustering parameters on different datasets, while seeing technical details such as pseudocode and step-by-step explanations., Eurographics 2019 - Education Papers, Educate to Visualize, 9, 16, Johannes Fuchs, Petra Isenberg, Anastasia Bezerianos, Matthias Miller, and Daniel Keim, CCS Concepts: Theory of computation --> Unsupervised learning and clustering; Applied computing --> Interactive learning environments

Forum Classicum, Nr. 4 (2018): Forum Classicum

3D heightmaps can be considered as an extension of heatmaps using the third dimension to encode the respective value by height, often in addition to encoding it by color. In contrast to 2D heatmaps, 3D heightmaps allow a superposition without aggregation. However, they also have the general disadvantages of 3D visualizations, such as occlusion and perceptual distortion. Previous research has revealed various advantages of stereoscopic displays and virtual reality (VR) in the context of 3D visualizations, for example, concerning memorization, depth perception, and collaboration. In this paper, we present a novel technique to compare heightmaps in VR by introducing a multi-layer approach of stacked heightmaps. We demonstrate the applicability and usefulness of our method by means of a use case on comparative crime data analysis., EuroVis 2019 - Posters, Posters, 97, 99, Matthias Kraus, Juri Buchmüller, Daniel Schweitzer, Daniel A. Keim, and Johannes Fuchs, CCS Concepts: Human-centered computing --> Virtual reality; General and reference --> Design

In order to analyze an analyst's behavior in an immersive environment, his or her eye movements can be monitored using eye trackers. Hereby, points of individual interest can be objectively identified, for instance, to assess the usability and intuitiveness of a framework. However, this technique can be used not only as a post-event analysis tool but also to assist an ongoing exploration of a virtual environment. With this poster, we present a technique that allows a real-time gaze map creation which supports the immersed analyst by providing real-time feedback on the user's own activity. In our approach, all surfaces in the virtual environment are enwrapped with a mesh structure. The grid structure recognizes when a user drifts with his or her eyes above it and increments weights of activated node points. This allows highlighting areas that have been observed, but also those that have not been observed - also when they are occluded by other objects or surfaces. We tested our technique in a preliminary qualitative expert study and received helpful feedback for further improvements., EuroVis 2019 - Posters, Posters, 17, 19, Matthias Kraus, Timon Urs Kilian, and Johannes Fuchs, CCS Concepts: Human-centered computing --> Virtual reality; General and reference --> Design

Aktuelle Diskussionen in der Neuen Kulturgeographie brechen mit der Vorstellung von objektiv gegebenen Räumen und Raumstrukturen. Dabei verweisen insbesondere diskurstheoretische Ansätze auf die Möglichkeit und Bedeutung von räumlichen Vorstellungsbildern. So werden Räume nicht mehr mittels einer deskriptiven Beschreibung des physisch-materiellen aufgefasst, sondern als durch Vorstellungen und machtvolle Zuschreibungen gesellschaftlich konstruiert angesehen. Speziell ländliche Räume und Forschungen zu ländlichem Raum stehen dabei oftmals nicht im Fokus. Vor diesem Hintergrund möchte die Dissertationsschrift "Ländlichen Raum neu entdecken - Roadmap für eine imaginative Reise" - sofern vorhanden - einseitige Ideologisierungen oder Stereotypisierungen ländlicher Räume aufdecken und entgegenwirken. Es geht darum präformative Annahmen aufzubrechen, um eine Offenheit für eine vielfältige diskursive Landschaft von ländlichen Räumen zu ermöglichen. Dabei steht in der Untersuchung im Vordergrund, wie Imaginative Geographien über Sprache in Form vom Zeitungsartikeln überregionaler Printmedien hegemoniale Diskurse und diskursive Repräsentationen über die beiden Untersuchungsregionen erzeugen und wie oder ob Materialien des regionalen Eigenmarketings der beiden Untersuchungsregionen eine (Gegen-)Stimme zu den diskursiven Repräsentationen der Fremdwahrnehmung darstellen können. Als Untersuchungsräume wurden die unterschiedlich strukturierten Regionen Hannoversches Wendland und Oldenburger Münsterland herangezogen. Die empirischen Ergebnisse offenbaren eine heterogene Zusammensetzung der diskursiven Repräsentationen für beide Untersuchungsregionen. Dabei bringen überregionale Printmedien und Eigenmarketing sowohl divergente als auch konvergente Vorstellungen über die Untersuchungsregionen hervor.

While glyph design is well researched and several placement techniques have been suggested, how to place glyphs in practice is not straightforward. Based on literature, we structure the problem space of glyph placement in three main categories: context-driven placement, placement of data collections, and placement of data samples. Following this categorization, we discuss several design considerations. Additionally, we highlight dependencies on task, user and data that prohibit the formulation of generally applicable guidelines. published

Forum Classicum, Nr. 4 (2015): Forum Classicum

Many visualizations have proven to be effective in supporting various software related tasks. Although multiple media can be used to display a visualization, the standard computer screen is used the most. We hypothesize that the medium has a role in their effectiveness. We investigate our hypotheses by conducting a controlled user experiment. In the experiment we focus on the 3D city visualization technique used for software comprehension tasks. We deploy 3D city visualizations across a standard computer screen (SCS), an immersive 3D environment (I3D), and a physical 3D printed model (P3D). We asked twenty-seven participants (whom we divided in three groups for each medium) to visualize software systems of various sizes, solve a set of uniform comprehension tasks, and complete a questionnaire. We measured the effectiveness of visualizations in terms of performance, recollection, and user experience. We found that even though developers using P3D required the least time to identify outliers, they perceived the least difficulty when visualizing systems based on SCS. Moreover, developers using I3D obtained the highest recollection.

Visual Analytics (VA) is a collaborative process between human and computer, where analysts are performing numerous interactions and reasoning activities. This paper presents our current progress in developing a note taking environment (NTE) that can be plugged to any VA system. The NTE supports the analysis process on the one hand, and captures user interactions on the other hand. Our aim is to integrate human lower- (exploration) with higher- (verification) level analytic processes and to investigate those together related to further human factors, such as trust building. We conducted a user study to collect and investigate analytic provenance data. Our early results reveal that analysis strategies and trust building are very individual. However, we were able to identify significant correlations between trust levels and interactions of particular participants. published