Membranverfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid und Wasserstoff aus Industriegasen, Teilvorhaben: Wasserstoffabtrennung aus Prozessgasen der Eisen- und Stahlindustrie

Description: Membranverfahren für die Gasseparation haben das Potenzial eine Schlüsselrolle in einer zukünftigen Industriegesellschaft einzunehmen, die sich durch CO2-Emissionsvermeidung und -Kreislaufführung, der Verwendung von H2 sowie der Sektorenkopplung auszeichnet. Das Vorhaben MemKoWI adressiert dies durch die Erforschung von mehrstufigen Membranverfahren für die Abtrennung von CO2 aus: Rauchgas von Gichtgaskraftwerken der Stahlindustrie, Hochofengas der Stahlindustrie, Rauchgas von Frischholzkraftwerken, Abgasen der Zementindustrie und die Abtrennung von H2 aus Prozessgasen der Stahlindustrie. Hierbei sollen sowohl die modifizierte Anlage aus den Vorgängerprojekten zum Einsatz kommen als auch neue, modulare Membrananlagen konzipiert, gebaut und betrieben werden. Die darin verwendeten Membran- und Modultechnologien sollen weiter erforscht und ihre dauerstabile Eignung für die geschilderten Anwendungen soll nachgewiesen werden. Hierbei werden Polymer- und Keramikmembranen betrachtet und in Module integriert. Das Mehrstoffpermationsverhalten der Membranen wird experimentell untersucht werden und die Basis für die Modellierung des Trennverhaltens bilden. Diese wird zusammen mit der Beschreibung der Strömungsführung in Simulationstools für Membranmodule einfließen, welche wiederum in Prozesssimulationswerkzeuge integriert werden. Simulationen werden für die Auslegung der Anlagen, die Auswertung von Versuchsergebnissen, die Entwicklung von Verfahrensalternativen, die Übertragung auf andere Anwendungen und die Abschätzung der Wirtschaftlichkeit verwendet. Die Fernüberwachung der Anlagen wird es ermöglichen, experimentelle Daten fortlaufend mit Simulationsergebnissen abzugleichen und Regelungs- und Automatisierungsaspekte zu adressieren. Ziel des Vorhabens ist es, Membranverfahren als skalierbare, bedarfsgerecht einsetzbare und einfach zu integrierende Technologie für die CO2- und H2-Abtrennung in einer sich der CO2-Neutralität annähernden Industriegesellschaft zu etablieren.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Gichtgas ? Zementindustrie ? Eisen- und Stahlindustrie ? Stahlindustrie ? CO2-Neutralität ? Rauchgas ? Wasserstoff ? Kohlendioxid ? Membranverfahren ? Fernüberwachung ? CO2-Minderung ? Abgas ? Modellierung ? Keramikmembran ? Industriegesellschaft ? Abgas ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH (Betreiber*in)

Time ranges: 2022-11-01 - 2026-04-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Hydrogen separation from process gases of the iron and steel industry
  Description: Membrane processes for gas separation have the potential to play a key role in a future industrial society characterized by CO2 emission abatement and –circulation, the use of H2, and sector coupling. The MemKoWI project addresses this by researching multi-stage membrane processes for the capture of CO2 from: Flue gas from blast furnace gas power plants of the steel industry, blast furnace gas of the steel industry, flue gas from fresh wood power plants, waste gases of the cement industry and the separation of H2 from process gases of the steel industry. Here, both the modified plant from the previous projects will be used and new, modular membrane plants will be designed, built and operated. The membrane and module technologies used in these plants are to be further researched and their long-term stability for the applications described is to be demonstrated. Polymer and ceramic membranes will be considered and integrated into modules. The multicomponent permeation behavior of the membranes will be investigated experimentally and will form the basis for modeling the separation behavior. This, together with the description of flow routing, will be incorporated into simulation tools for membrane modules, which in turn will be integrated into process simulation tools. Simulations will be used for plant design, evaluation of experimental results, development of process alternatives, transfer to other applications, and estimation of economics. Remote monitoring of the plants will make it possible to continuously compare experimental data with simulation results and to address control and automation aspects. The aim of the project is to establish membrane processes as a scalable, demand-driven and easy-to-integrate technology for CO2 and H2 capture in an industrial society approaching CO2 neutrality. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1121506

Status

Aktiv

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