Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften
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ERBA II: Optimierung von "Sorption Enhanced Reforming" zur Verbesserung der CO2-Bilanz in der Roheisenerzeugung mittels Biomasse

Schematische Darstellung des DFB Vergasers (Source J.C. Schmid TU Wien)

Projektbeschreibung:

Im Zuge des Forschungsprojektes „ERBA II“ wird ein Verfahren untersucht, das die Reduktion fossiler CO2-Emissionen in der Roheisenerzeugung ermöglicht. Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass „Sorption Enhanced Reforming (SER)“ die CO2-Bilanz eines integrierten Hüttenwerks verbessern kann. Im Rahmen des vorliegenden Projektes sollen bisher verborgende Potentiale des Prozesses hinsichtlich Wirkungsgrad, Wasserstoffproduktionsrate und selektivem CO2-Transport im Labormaßstab untersucht und erschlossen werden. Die Untersuchungen sollen dabei entscheidende Verbesserungen der Prozessparameter ermöglichen, um die technischen Voraussetzungen für eine deutliche Verbesserung der CO2-Bilanz in der Roheisenerzeugung zu schaffen. Die zuvor angeführten Verbesserungen sollen durch ein neuartiges Zweibett-Wirbelschicht-Reaktorsystem erreicht werden. Eine Kombination dieses neuen Systems mit einer integrierten O2-Verbrennung soll zudem das Potential einer innovativen „Below Zero Emission Technology“ betrachten.

Die geforderte Steigerung des Anteils an erneuerbare Energie am Energiemix, erfordert die Entwicklung neuer Verfahren, die die Einbindung erneuerbarer Energie ermöglicht. Das Know-How der voestalpine Stahl GmbH und der voestalpine Stahl Donawitz GmbH in der Roheisenerzeugung kann durch einen Vergleich von Hochofenkennzahlen z.B. EBFC (European Blast Furnace Committee) dargestellt und international verglichen werden. Die Hochöfen der voestalpine zählen dabei seit vielen Jahren zum Benchmark in Europa.

Im Rahmen des Vorprojekts ERBA konnte gezeigt werden, das „Sorption Enhanced Reforming (SER)“ ein geeignetes Verfahren ist um den Anteil erneuerbarer Energie im Hochofen zu steigern, ohne die Qualität der Endprodukte zu beeinträchtigen. Die Forschungsgruppe „Vergasung und Gasreinigung“ an der TU Wien ist eine der beiden weltweit führenden Gruppen im Bereich „Sorption Enhanced Reforming“. Im Rahmen des vorliegenden Projektes ERBA II sollen die umfassenden Kompetenzen des Konsortiums dazu eingesetzt werden, das untersuchte Verfahren gezielt für die vorgeschlagene Anwendung zu optimieren, um die Effizienz des Verfahrens zu steigern. Im Rahmen des Projektes werden:

•    Experimentelle Untersuchungen im Labormaßstab durchgeführt,
•    Erzielte Messdaten hinsichtlich der großtechnischen Anwendung interpretiert,
•    und die Weiterentwicklung als „Below Zero Emission-Verfahren“ vorbereitet.

Durch die angestrebten Untersuchungen werden grundlegende Mechanismen des Verfahrens im Labormaßstab optimiert, um der langfristige Zielsetzung „Sorption Enhanced Reforming (SER)“ als „Below Zero Emission-Verfahren“ für eine klimaschonendere Roheisenerzeugung einzusetzen, näher zu kommen.


        

Abbildung 1: Verfahrensprinzipien von SER (inks) und Oxy-SER (rechts), Source: J.C. Schmid 2016

Abbildung 2: Temperaturvariation: SER mit Holz als Brennstoff (Quelle: Schmid et al., 2017 EUBCE)

Abbildung 3: Vergleich konventionelle Vergasung zu SER mit Holz als Brennstoff (Quelle: Fuchs et al., Poster 2016 iSGA-5)

 

Medienecho nach Pressemeldung:

https://phys.org/news/2017-07-co2-neutral-hydrogen-biomass.html

Industriepartner und finanzielle Unterstützung:

  • voestalpine Stahl GmbH, Linz
  • voestalpine Stahl Donawitz GmbH

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms "Energieforschung" durchgeführt.

 

 

 

 

 

Kontakt:

Johannes Schmid

Mitarbeiter:

Nina Kieberger

Hugo Stocker

Thomas Bürgler

Anna Mauerhofer

Stefan Müller

Maximilian Kolbitsch

Josef Fuchs

Florian Benedikt

Hermann Hofbauer

Projektstatus:

finale Phase