Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Ziel des geplanten FuE-Projektes besteht in der Entwicklung einer neuen, effektiveren Technologie zur Vorw\u00e4rmung des in den Hochofen einzublasenden Kohlenstaubes auf Temperaturen von 200 220 \u00b0C. Die Umsetzung des eingesetzten Kohlenstaubes wird dadurch erheblich verbessert und folglich der Koksverbrauch sowie die CO2-Emission gesenkt. Zur Verminderung des Verbrauchs an fossilen Energietr\u00e4gern soll f\u00fcr die Erhitzung des W\u00e4rmetr\u00e4gers Sekund\u00e4renergie in Form von Gichtgas genutzt werden, welches f\u00fcr diesen Zweck in ausreichender Menge zur Verf\u00fcgung steht.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZum Erreichen des o. g. Projektzieles m\u00fcssen im Rahmen der Projektdurchf\u00fchrung folgende Schwerpunkte bearbeitet werden:
\n(1)\tZun\u00e4chst wird die optimale Kohleeinblastemperatur f\u00fcr den Hochofenprozess aus metallurgischer Sicht ermittelt, d. h. welche Kohleart bei welcher Vorw\u00e4rmtemperatur die beste Verbrennung erzielt. Dazu m\u00fcssen in einer vorhandenen Anlage, die zur Bestimmung der Kohlenstaubumsetzung dient und die Bedingungen von der Einblaslanze bis zum Eintritt in die Wirbelzone eines Hochofens simuliert, Versuche mit verschiedenen Kohlen durchgef\u00fchrt werden.
\n(2)\tEin weiterer Schwerpunkt ist die Untersuchung der wirtschaftlich erreichbaren Vorw\u00e4rmtemperaturen unter den Randbedingungen einer hohen technischen Stabilit\u00e4t und Anlagenverf\u00fcgbarkeit. Dazu sollen zwei Versuchsanlagen zur Vorw\u00e4rmung konzipiert und gebaut werden, an denen dann die entsprechenden Vorw\u00e4rmversuche durchzuf\u00fchren sind.
\n(3)\tBei der Zusammenf\u00fchrung der Ergebnisse aus den Projektpunkten 1 und 2 ist das Ziel, die – m\u00f6glicherweise von der Kohleart abh\u00e4ngige – Vorw\u00e4rmtemperatur zu ermitteln. Diese ist aus den optimalen Kohletemperaturen aus metallurgischer Sicht und aus den verfahrenstechnisch m\u00f6glichen und wirtschaftlich sinnvollen Vorw\u00e4rmtemperaturen zu bestimmen. Auf dieser Basis kann dann das Anlagenkonzept f\u00fcr eine Pilotanlage erstellt werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen der durchgef\u00fchrten Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass eine Vorw\u00e4rmung von Kohlenst\u00e4uben in einer Wirbelschicht f\u00fcr den Einsatz als Ersatzreduktionsmittel am Hochofen technisch realisierbar ist. Die in den Technikumsversuchen ermittelten W\u00e4rmedurchgangskoeffizienten sind gro\u00df genug, um technisch relevante Kohlenstaubmengen im Durchsatzbereich zwischen 10 und 100 t\/h vorzuw\u00e4rmen.
\nTrotz der starken Preisschwankungen am Brennstoffmarkt in den letzten Jahren l\u00e4sst der langfristige Trend den Schluss zu, dass das gr\u00f6\u00dfte wirtschaftliche Potential vorwiegend in der Vorw\u00e4rmung von Braunkohlenstaub liegen k\u00f6nnte, da hierdurch dessen Koksersatzverh\u00e4ltnis deutlich verbessert werden kann. Das durch die E.S.C.H. GmbH entwickelte und bereits zum Patent angemeldete Verfahren erm\u00f6glicht ein kombiniertes Vorw\u00e4rmen, F\u00f6rdern und Einblasen von Kohlenstaub. Die f\u00fcr die Vorw\u00e4rmung notwendige W\u00e4rmeenergie kann aus beliebiger Quelle, so auch als Sekund\u00e4r- oder Terti\u00e4renergie aus dem Produktionsprozess eines Hochofenwerkes, bereitgestellt werden. Da sich das Einblasen des Kohlenstaubes unmittelbar an das Vorw\u00e4rmen anschlie\u00dft, werden W\u00e4rmeverluste gering gehalten. Au\u00dferdem ist es insbesondere f\u00fcr die Vorw\u00e4rmung von Braunkohlenstaub optimal, da eine erneute Wasseraufnahme praktisch ausgeschlossen ist.
\nAusgehend von f\u00fcr moderne Hoch\u00f6fen angestrebten Einblasraten von 220 kg Kohlenstaub pro Tonne Roheisen und unter der Annahme, dass davon 50 Ma.-% Braunkohle sind, k\u00f6nnen durch die Vorw\u00e4rmung ca. 15,5 kg Koks pro Tonne Roheisen eingespart werden. F\u00fcr einen gro\u00dfen Hochofen mit einer Produktion von 8.000 t Roheisen pro Tag und einem angenommenen Kokspreis von 300 \u0080 pro Tonne entspricht das eine j\u00e4hrliche Einsparung von 13,5 Mio. Euro.
\nVon einer schnellen Amortisation der Investition kann deshalb ausgegangen werden.
\nDas \u00f6kologische Potential der Vorw\u00e4rmtechnologie besteht in der sich aus der Kokseinsparung ergebenden CO2-Minderung. Bei einem Kohlenstoffgehalt des Hochofenkokses von durchschnittlich 85 Ma. % werden dadurch je Tonne erzeugtem Roheisen 48,3 kg an emittiertem CO2 vermieden. Bei einer mittleren j\u00e4hrlichen Roheisenproduktion von 30 Mio. t ergibt sich daraus allein f\u00fcr Deutschland ein Min-derungspotential von 1,45 Mio. Tonne pro Jahr. Bezogen auf die spezifische CO2-Emission bei der Roheisenherstellung von 1480 kg je Tonne Roheisen [AIC01] entspricht das einer Reduzierung um 3,3 %.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das im Rahmen des Projektes erprobte Verfahren zur Kohlevorw\u00e4rmung in der Wirbelschicht wurde durch die E.S.C.H. GmbH zum Patent angemeldet.
\nDie Ergebnisse des Projektes wurden am 13.12.2012 dem Hochofenausschuss des VDEh vorgetragen.
\nWeiterhin ist geplant, wesentliche Projektergebnisse in einem Beitrag in der internationalen Fachzeitschrift Steel Research zu ver\u00f6ffentlichen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Es wird eingesch\u00e4tzt, dass die Vorw\u00e4rmung von Blaskohlen technisch m\u00f6glich und sinnvoll ist. Durch die Vorw\u00e4rmung kann das Ersatzverh\u00e4ltnis der Kohlenst\u00e4ube deutlich erh\u00f6ht werden, was zu einer Kokseinsparung f\u00fchrt. Damit sind sowohl \u00f6konomische als auch \u00f6kologische Effekte verbunden, welche den technischen und energetischen Aufwand der Vorw\u00e4rmung rechtfertigen.
\nZiel der zweiten Projektphase muss es nun sein, eine Pilotanlage an einem Hochofen zu installieren und zu betreiben. Dazu m\u00fcssen in weiteren Versuchen noch einige technischen Fragen, wie zum Beispiel die des Druckeinflusses auf die Vorw\u00e4rmung, gekl\u00e4rt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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