Ausgangssituation: Einsatz metallischer Ventilatoren aufgrund hoher Temperaturwerte in Industrieöfen nur begrenzt möglich. Aufgrund der Kriechverformung muss die Drehzahl metallischer Ventilatoren […]
Clean hydrogen combustion and digital tools for reheating and heat treatment for steel (HYDREAMS)
- Ausgangssituation
- Die Stahlindustrie ist einer der emissionsstärksten (8 % der weltweiten CO2– Emissionen) und am schwersten zu dekarbonisierenden Sektoren.
- Neben Hochöfen und Elektrolichtbogenöfen tragen vor allem die Wiedererwärmung, das Glühen, das Schmieden usw. von Stahl zu den CO2-Emissionen bei.
- Grüner Wasserstoff (H2) könnte eine Lösung sein, um Erdgas zu ersetzen, wenn wirtschaftlich die Anlagensicherheit und Produktqualität konstant bleibt
- Eine H2-Infrastruktur zur Verteilung und Speicherung muss geschaffen werden.
- Projektziele
- Demonstration der sicheren, H2– basierten Verbrennung für die Herstellung von Stählen in verschiedenen Ofentypen mit verschiedenen Brennertypen
- Nachweis, dass die Stähle trotz der unterschiedlichen Ofenatmosphären und Temperaturen mit den erforderlichen Eigenschaften hergestellt werden können
- Demonstration von Lösungen, die bis 2032 eine möglichst kostengünstigere H2-Verbrennung als die mit Erdgas sicherstellt
- Bereitstellung von Modellen zur Vorhersage stabiler Betriebsbedingungen und Richtlinien zur Begrenzung von NOx und anderen Schadstoffemissionen
- Festlegung von benötigten praktikablen „Wegen“ zu sauberem Wasserstoff
- Innovativer Ansatz
- Erprobung von bis 100 % H2/O2, H2/OEC und HEC/OEC in Wiedererwärmungs- und Glühöfen
- Entwicklung neuer Brenner-Typen für die effiziente Verbrennung H2-angereicherter Brenngasgemische
- Untersuchung der Reduzierungsmöglichkeiten von CO2– und NOx-Emissionen, des Einflusses auf die Produktqualität, auf das Feuerfestmaterial sowie der erforderlichen Prozessänderungen mit Hilfe unterschiedlicher Pilotöfen
- Modellierungsansatz zur Bewertung der potenziellen Auswirkungen der neuen Verbrennungssysteme mittels experimentellen Verbrennungstests, fortgeschrittenen Verbrennungsmodellierungen und prädiktive Steuerungsansätzen
- Erstellung eines Prognosemodell zur Optimierung der Kosten, der NOx-Emissionen und der Stahlqualität
- Umbau/Anpassungen von Anlagen zum Einsatz von H2
- Möglicher Nutzen für die Industrie
- Reduzierung der direkten Emissionen um 212kt CO2/Jahr bis 2032 durch die drei teilnehmenden Stahlherstellern
- Einfache Übertragung der Lösungen in andere Unternehmen der Stahlindustrie bzw. in andere Industriezweige durch umfassende Modellierungen
- Brennerkonzepte für die flexible, sicherer und effiziente Verbrennung von H2 und H2/Brenngas-Gemischen
- Sicherheitskonzepte sowie Kosten- und Bedarfsanalyse durch Prognosemodelle
Fördermittelgeber:
Research Fund for Coal and Steel (RFCS).
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