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Umgestaltung der Kokerei Duisburg-Huckingen durch Ersatzneubau der Koksofenbatterien und Koksklassierung sowie Beseitigung diffuser Emissionen in der Kohlenwertstoffanlage

Koks wird vor allem in der Eisenindustrie benötigt. Bei der Eisenerzeugung im Hochofen wird er als Reduktionsmittel eingesetzt, um Eisen aus dem Rohstoff Eisenerz zu erzeugen. Zugleich dient er als Stützgerüst für die "Möllersäule" (Schüttung der Einsatzstoffe im Hochofen), weil der Koks auch bei Temperaturen bis zu 1.500 °C im unteren Bereich des Hochofens seine Festigkeit behält und stückig bleibt. Neben der Eisenerzeugung gibt es noch weitere Koksverbraucher, zum Beispiel die Zucker-industrie, Gießereien, Kalkwerke, die chemische Industrie, Hersteller von Mineral-wolle sowie die Nicht-Eisen-Metallindustrie (die jedoch im Gegensatz zur Eisen- und Stahlindustrie ausschließlich importierten Koks einsetzen). Der zur Verhüttung benötigte Koks wird in Kokereien durch trockene Destillation hochwertiger Steinkohle – der sogenannten Kokskohle – erzeugt. Hierfür wird die Kohle in schmalen, nebeneinander stehenden Ofenkammern unter Luftabschluss sehr hoch erhitzt. Flüchtige Bestandteile der Kohle werden dabei ausgetrieben und so der kohlenstoffreiche, stark porige und stückige Koks gewonnen. Aus dem ent-stehenden Rohgas wiederum werden die sogenannten Kohlenwertstoffe (Teer, Benzol, Schwefelsäure, Ammoniak) abgespalten. Die verbleibenden heizwertrei-chen Bestandteile werden als "Koksofengas" energetisch genutzt. Früher entstanden bei der Kokserzeugung große Mengen an Schadstoffemissionen, u. a. beim Füllen der Koksöfen, beim Herausdrücken, Löschen und Klassieren des Kokses; ebenso an den Kohlenwertstoffanlagen durch undichte Verschlüsse und Leitungsverluste. Die Emissionen bestanden aus Stäuben, flüchtigen oder an den Stäuben und Rußpartikeln gebundenen organischen Verbindungen. Aufgrund der vielen diffusen Quellen war es nicht möglich, die Emissionen durch nachträgliche Maßnahmen – wie etwa Filter – wesentlich zu verringern. sie gefährdeten so Gesundheit und Um-welt erheblich. Die Stäube belasteten die Luft – sowohl auf dem Betriebsgelände als auch weiträumig beim Ferntransport. Ein besonderes Problem waren die flüchtigen organischen Verbindungen, wie etwa die krebserregenden polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Diese belasten die Luft, Böden, Pflanzen und Ge-wässer dauerhaft, weil sie in der Umwelt nur sehr langsam abgebaut werden. Anfang der 80er Jahre produzierten die Hüttenwerke der Mannesmann-Röhrenwerke AG (heute Hüttenwerke Krupp-Mannesmann) jährlich rund 3 Millionen Tonnen Roheisen. Dazu benötigten sie 1,5 Millionen Tonnen Koks. 1984 sollte ein Neubau die Kokerei Duisburg-Huckingen ersetzen. Ziel war, die Umwelt deutlich geringer zu belasten und gleichzeitig die Produktionskapazitäten zu vergrößern. Die Kokerei wurde komplett neu konzipiert. Ziel war, die Staubemissionen sowie diffuse gasförmige Emissionen direkt an der Quelle zu mindern. Hierzu ersetzte eine neue Großraumbatterie mit 70 Kammern vier Koksofenbatterien mit insgesamt 140 Kammern. Im Vergleich zur Altanlage halbierte sich so die Anzahl der Verschlus-selemente. Zugleich reduzierte sich die Häufigkeit der Füll- und Drückvorgänge auf ein Drittel. In den Kohlenwertstoffanlagen erhielten alle technisch unvermeidlichen Öffnungen einen Anschluss an ein zentrales Absaugsystem. Die Füllgase und Dämpfe, die sich beim Verladen der Kohlenwertstoffe bilden, wurden nunmehr abgesaugt und dem Produktionsgas zugeführt. Weiterhin bekamen die Ofentüren flexible Türkörper, die sich dem Rahmen anpassen. Auf diese Weise entstanden dort weniger Leckagen. Diese hatten zuvor einen Großteil der Emissionen an krebserregenden organischen Verbindungen verursacht. Um den Koks in den Löschwagen überzuleiten, wurde eine völlig neue Maschine entwickelt. Zusammen mit einer Einpunktlöschmaschine hielt sie nun das Koksdrücken weitgehend staubfrei. Zugleich senkte sie die Menge an Schwefelwasserstoff (H2S), der sich beim Löschen bildet, um über 60 Prozent. Die durchgeführten Maßnahmen machten es möglich, für viele Prozessschritte der Kokserzeugung den damaligen Stand der Technik fortzuschreiben. Die Innovation verringerte die Staubemissionen um 60 bis 70 Prozent. Zugleich sank die Schadstofffracht aus der Kokerei jährlich um insgesamt 155 Tonnen Stäube und 683 Tonnen organische Stoffe. Darüber hinaus reduzierte sie die Emissionen an krebserregenden PAK-verbindungen wie Benzol, ß-Naphtylamin und Benzo(a)pyren sogar um 96 bis 99 Prozent. Die Umweltschutzmaßnahmen waren auf andere Kokereien übertragbar. Bestehende Anlagen ließen sich stufenweise nachrüsten. Der Gesetzgeber passte die TA Luft 1986 dem neuen Stand der Technik an. Damit wurde in allen Kokereien in Deutschland ein besserer Umweltstandard verwirklicht. In den Folgejahren hat sich die Technik auch im Hinblick auf den Umweltschutz weiterentwickelt. Branche: Sonstiges verarbeitendes Gewerbe/Herstellung von Waren Umweltbereich: Luft Fördernehmer: HKM Hüttenwerke Krupp Mannesmann GmbH Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 1982 - 1986 Status: Abgeschlossen

Mineralisation von organischen und anorganischen Schlaemmen aus den Klaerwerken mit Hilfe hoeherer Pflanzen und einer besonderen Anlage

Das Projekt "Mineralisation von organischen und anorganischen Schlaemmen aus den Klaerwerken mit Hilfe hoeherer Pflanzen und einer besonderen Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Limnologische Arbeitsgruppe Dr. Seidel durchgeführt. Das Schadlosmachen der Schlaemme, gleich welcher Herkunft, ist noch schwieriger und teurer als das Abwasserproblem; eingebrachte Flockungsmittel erschweren es noch mehr; Schlaemme aus der Ernaehrungsindustrie, aus Faekalabwaessern und aus verschiedenen Eisenindustrien koennen durch die Wirkung von Pflanzen bei bestimmtem Aufbau voellig vererdet und frei von pathogenen Keimen gemacht werden; Patent erteilt.

Verbesserung der Qualitaet des Haematits zur Ressourcensicherung

Das Projekt "Verbesserung der Qualitaet des Haematits zur Ressourcensicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhr-Zink durchgeführt. Bei der hydrometallurgischen Zinkgewinnung stellt das Haematitverfahren derzeit das einzige technisch realisierte Verfahren dar, bei dem das aus dem Prozess ausgebrachte Eisen in Form eines verkaufsfaehigen Produktes, des Haematits, anfaellt. Der Hauptabnehmer fuer diesen Haematit ist zZt die Zementindustrie. Zur langfristigen Sicherung dieser Absatzmoeglichkeit war eine erste Verbesserung der Haematitqualitaet notwendig. Durch eine spezielle Klarfiltration der in die Haematitanlage vorlaufenden Loesung sowie durch eine Rezirkulierung der beim Haematitprozess anfallenden Loesung beim An- und Abfahren der Anlage wurde eine Erhoehung des Eisengehaltes im Haematit von 54 Prozent auf ca 58 Prozent und eine Verringerung der Gehalte an Blei und Cadmium von 0,6 bzw 0,05 Prozent auf je etwa 0,04 Prozent erzielt. Zur weiteren Absatzsicherung und zur Erschliessung neuer Absatzmaerkte (zB in der Eisenindustrie) wurde eine zweite Verbesserung der Haematitqualitaet erprobt. Durch eine Nachbehandlung des Haematits mit verduennter Zinksulfatloesung bei 200-250 Grad C konnten die Gehalte an Blei und Cadmium weiter verringert werden. Die vorgegebene Erhoehung des Eisengehaltes auf mindestens 62 Prozent wurde bis zum Projektende in der Produktionsanlage aus technischen Gruenden nur knapp erreicht. Bei Laborversuchen wurden Eisengehalte bis ueber 64 Prozent erzielt.

Teilprojekt 3: Vorkonditionierung und Logistik

Das Projekt "Teilprojekt 3: Vorkonditionierung und Logistik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RHM Rohstoff- und Handelsgesellschaft mbH durchgeführt. In dem thematisch aufeinander aufbauenden Verbundvorhaben COBI besteht das Ziel dieses Teilprojektes in der erfolgreichen Vorkonditionierung der Biorestmassen und der Ausarbeitung intelligenter Logistikkonzepte. Die Arbeitsplanung folgt der Logik des Rahmenantrages mit Zerkleinerungsversuchen in verschiedenen Aggregaten, bei Bedarf der Vortrocknung und einer optimierten Dosier-, Misch- und Einfördertechnik für Technikums- und industrielle Großversuche. Des Weiteren werden Transportkostenszenarien, logistische Strategien zur Stoffkreislaufschließung sowie Schnittstellenoptimierungen von der Agglomerationsanlage zur Stahl-, Eisen- und Gießereiindustrie entwickelt.

Untersuchungen ueber die Staubkreislaeufe bei Sinteranlagen der Eisenindustrie

Das Projekt "Untersuchungen ueber die Staubkreislaeufe bei Sinteranlagen der Eisenindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen durchgeführt.

Teilvorhaben: P0-VDEh-BFI: Flexibilitätsperspektiven für die Stahl- und Eisenindustrie

Das Projekt "Teilvorhaben: P0-VDEh-BFI: Flexibilitätsperspektiven für die Stahl- und Eisenindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH durchgeführt. SynErgie erweitert die Maßnahmen der deutschen Industrie zur Energieeffizienz hinsichtlich der Anforderungen einer energetischen Nachfrageflexibilität, sodass der Energiebedarf von Produktionsprozessen zukünftig mit dem fluktuierenden Angebot erneuerbarer Energie synchronisiert werden kann. Dies resultiert für Unternehmen in verbesserten Konditionen der Energiebeschaffung und erschließt für das Strom-, Gas- und Wärmesystem zusätzliche, systemdienliche und kosteneffiziente Flexibilitätskapazitäten. Die Prozesse der energieintensiven Grundstoffindustrie Deutschlands sind hocheffizient auf eine kontinuierliche Energieversorgung hin ausgerichtet und optimiert, um bei möglichst hoher Wertschöpfung die Kundenanforderungen an Produktqualität und Liefermenge optimal erfüllen zu können. Das Ziel des Vorhabens ist eine ganzheitliche Kosten-Nutzen-Bewertung von Flexibilisierungsoptionen in der energieintensiven Grundstoffindustrie. Die Erfassung realistischer Potenziale für den flexiblen Energieeinsatz in diesen Industrieprozessen resultiert aus einer detaillierten Betrachtung der Prozesse und ihres Umfeldes. Im Rahmen der Potenzialanalyse wird eine branchenübergreifende Methodik zur Identifikation und Bewertung realistischer Flexibilitätspotenziale der Grundstoffindustrie erarbeitet. Basierend auf prozessspezifischen Informationen aus energieintensiven Industriebranchen (insbesondere Stahl-, Chemie-, Zement-, Glas-, Feuerfestindustrie) werden theoretische Flexibilisierungspotenziale für Referenzprozesse erarbeitet. Anhand der abzuleitenden betriebswirtschaftlichen Parameter wird unter Berücksichtigung der spezifischen Situation des Betreibers und der relevanten Märkte das betriebswirtschaftlich erschließbare Flexibilisierungspotenzial ermittelt. Am BFI wird ein Beitrag zur Potentialanalyse für Flexibilisierungsoptionen in der Eisen- und Stahlindustrie in Abstimmung mit den VDEh entwickelt. Hierfür ist eine Datenerhebung von aktuellen und zukünftigen Prozessen notwendig.

Teilprojekt 1: Agglomeration, Ressourceneffizienz und Verbundkoordination

Das Projekt "Teilprojekt 1: Agglomeration, Ressourceneffizienz und Verbundkoordination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Verfahren und Maßnahmen, um Biorestmassenbriketts als innovative Alternative zum bisher üblichen Hochofenkoks in der Roheisen-/Stahlherstellung verwenden zu können. Dabei soll die Verfahrensentwicklung bereits ein über den Technikumsmaßstab hinausgehendes Scale-up mit industriellen Einzelversuchen enthalten, um die industrielle Anschlussfähigkeit sicherzustellen. Dadurch wird folgenden übergeordneten Zielstellungen Rechnung getragen: -Minimierung des fossilen Koksverbrauchs und somit eine Verbesserung der CO2-Bilanz der unterschiedlichen Hütten- und Gießereiprozesse -Verringerung der Roheisenherstellungskosten und eine Reduzierung der Abhängigkeit von zu importierenden fossilen Energieträgern Damit soll ein Beitrag zu einer verbesserten Bioökonomik in der Grundstoffindustrie geleistet werden, der nicht in Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelherstellung steht. Die Arbeitsplanung orientiert sich an den Arbeitspaketen 1 bis 8 und gestaltet sich wie folgt: 1. Erfassung, Bewertung und Auswahl geeigneter Biorestmassen in den Partnerländern Brasilien und Deutschland 2. Charakterisierung und zusammenfassende Evaluierung der ausgewählten Biorestmassen 3. Vorkonditionierung der Biorestmassen 4. Labor- und Technikumsversuche zur Biokoksherstellung 5. Agglomeration von Biokoks zu industriell einsetzbaren Briketts 6. Roheisenherstellung 7. Analyse der Ressourcen- und Energieeffizienz 8. Szenarienentwicklung zur Markteinführung.

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