B (PRIMINREP) Primärressourcenminimierte Roheisenproduktion

01.04.2009 - 31.12.2012
Auftragsforschungsprojekt
Im Hochofenprozess wird Roheisen durch Schmelzreduktion aus Eisenoxide gewonnen. Die Reduktion erfolgt hauptsächlich durch Kohlenmonoxid und zu einem kleinen Teil durch Wasserstoff, die durch Vergasung mit Sauerstoff vor den Windformen aus Kohlenwasserstoffen (z.B. Koks und Schweröl) gebildet werden. Der Vergasungsvorgang liefert zusätzlich die für den Prozess benötigte Energie. Ein "idealer" Hochofenprozess würde rund 374 kg Kohlenstoff pro Tonne Roheisen benötigen. Dieser Wert beschreibt das thermodynamische und somit das theoretische Minimum des Prozesses. Unter realen Prozessbedingungen liegt der Kohlenstoffbedarf im "best case" bei rund 400 kg pro Tonne Roheisen. Eine weitere Senkung des Kohlenstoffbedarfs unter diese prozesstechnische Grenze kann nur durch die Substitution von konventionellen Eisenträgern durch vorreduzierte Materialien erreicht werden. Die Substitution von Primärrohstoffen als Kohlenstoffträger im Hochofenprozess durch den Einsatz von Sekundärrohstoffen und nachwachsende Rohstoffe in der Form von Biomasse beschreiben einen zukunftsweisenden Weg zur Reduktion des Verbrauchs fossiler Energie-träger, nachhaltiger Produktion und globalem Klimaschutz. Im Vergleich zur Verbrennung, wo nur Wärme und CO2 entsteht, wird im Hochofen Kohlen-stoff zu Kohlenmonoxid vergast, das den größten Teil der Reduktionsarbeit leistet. Abfälle und Biomasse sind damit wertvolle Rohstoffe, die nicht nur zur Erzeugung von Energie sondern auch zur Erzeugung eines Produktes genutzt werden. Fossile Primärrohstoffe wie Koks und Schweröl werden im Hochofen substituiert und die CO2-Emissionen, die durch eine Beseitigung der Reststoffe bzw. Abfälle entstehen, eingespart werden. Der Einsatz von Sekundärrohstoffen und Biomasse in der Roheisenerzeugung ist ein zukunftsweisender Weg in Richtung Einsparung von fossilen Energieträgern, globaler Senkung der Treibhausgasemissionen und nachhaltiger Produktion in der Industrie. Diese Potentiale sollen durch die Zusammenarbeit mehrerer Partner aus Industrie und Wissenschaft erhoben, erprobt und zukünftig als aktiver Beitrag zu den Energie- und Klimazielen der EU für 2020 genutzt werden.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Auftrag/Kooperation

  • Voestalpine Stahl GmbH

Forschungsschwerpunkte

  • Computational Science and Engineering
  • Energy and Environment

Schlagwörter

DeutschEnglisch
RoheisenproduktionIron Making
primärressourcenminimiertprimary resources minimization