In der Prozessindustrie sind die Anforderungen an die Verfahren wie preiswertes Design und umweltschonenden Betrieb vielseitig, und teilweise auch gegenläufig. Hierdurch steigt der Bedarf an flexibleren Produktionsanlagen, um den steigenden Anforderungen bezüglich der schnell wechselnden Marktanforderungen und der Umweltverträglichkeit gerecht zu werden. Ressourcenschonung und Reduzierung der Umweltbelastung sind Ziele, die die gängigen Verfahren aufgrund der sich ändernden Umweltauflagen (Reinheit der Gasemission) an die Grenzen der Wirtschaftlichkeit bringen. Die Reaktivabsorption und die anschließende Desorption stellt durch die Kombination von Stofftrennung und chemischer Reaktion in Mehrkomponentensystemen ein sehr komplexes Verfahren mit einem hohen Optimierungspotential dar. Dies gilt insbesondere für die im Rahmen des Forschungsprojektes zu untersuchende Ammoniak-Schwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche zur Reinigung von Kokereiabgasen. Bei diesem industriell relevanten und hier exemplarisch ausgewählten Prozess basiert der konventionelle Betrieb integrierter Kolonnensysteme auf der vorherigen Auslegung für einen konstanten Betriebspunkt. In der Realität ändern sich jedoch die Randbedingungen, so dass die Prozesse am vorgegebenen Betriebspunkt nicht optimal betrieben werden können. Hier liegt die besondere wissenschaftliche Herausforderung bezüglich der Online-Optimierung, die Umweltrestriktionen sowie alle Produktanforderungen unter den gegebenen Anlagenbegrenzungen und den sich ändernden Echtzeit-Randbedingungen zur Minimierung der Betriebskosten gleichzeitig einzuhalten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird eine Methodik zur Online Optimierung entwickelt und an einer realen Anlage (AS-Kreislaufwäsche) im Pilotmaßstab erprobt und bewertet. Als Ergebnis ist ein effizientes robustes Online-Optimierungssystem zur Ermittlung optimaler Prozessführungsstrategien für dynamische nichtlineare große Systeme unter Echtzeit-Randbedingungen zu erwarten. Die zu entwickelnde Methodik der Online-Optimierung ist allgemeingültig und soll für die Optimierung anderer Prozesse übertragbar sein.
Gastrennmembranen stellen eine Querschnittstechnologie für die Energiewende dar. Sie erlauben es, eine modular skalierbare und dynamisch betreibbare Gastrenntechnologie an verschiedenste Anlagentypen und -größen anzupassen und dabei durch die unterschiedlichen zur Verfügung stehenden Membranmaterialien zahlreiche Trennaufgaben zu adressieren. Aus diesem Grunde sind sie bestmöglich geeignet, unterschiedliche Industrie- und Energieerzeugungssegmente im Sinne der Sektorkopplung zu verbinden. Dieser Querschnittsgedanke wird im geplanten Vorhaben MemKoWI durch die Untersuchung von Membranverfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid und Wasserstoff aus verschiedenen, in der Industrie und der regenerativen Energieerzeugung auftretenden Abgas- und Prozessgasströmen verfolgt. Beide Gaskomponenten, CO2 und H2, stellen im Kontext der Energie- und Rohstoffwende Einsatzstoffe für die Erzeugung von Energieträgern und industriellen Grundstoffen mittels Power-to-X Verfahren dar. Im geplanten Vorhaben sollen dazu exemplarisch relevante Abgas- und Prozessgasströme folgender ausgewählter Industrieprozesse betrachtet werden: - Regenerative Energieerzeugung: Frischholzkraftwerk CO2-Abtrennung aus dem Abgas. - Zementindustrie: CO2-Abtrennung aus dem Abgas. - Eisen- und Stahlindustrie o Gichtgaskraftwerk: CO2-Abtrennung aus dem Abgas o Hochofengas: CO2-Abtrennung und Aufbereitung für anschl. Synthesegasherstellung o Hochofengas: H2-Abtrennung und prozessinterne Rückführung als Reduktionsmittel o Koksofengas: H2-Abtrennung zur Aktivierung von CO2 für die Erzeugung von Grundchemikalien und Kraftstoffen sowie zur Nutzung als Reduktionsgas im Hochofen und Direktreduktion. Der Fokus des Vorhabens liegt auf der experimentellen Untersuchung des Gastrennverfahrens im Miniplant- und Testanlagenmaßstab. Dabei sollen ein- und zweistufige Verfahrensführungen getestet werden. Begleitet werden sollen die experimentellen Aktivitäten durch theoretische Arbeiten zur Modellierung und Simulation der Trennverfahren.
Die Open Grid Europe GmbH (OGE), mit Sitz in Essen, plant im Auftrag der Kokereigasnetz Ruhr GmbH den Neuanschluss für den Glashersteller Verallia Deutschland AG an die Kokereigas transportierende Rohrfernleitungsanlage LNR 1+7 DN 80-800 in Bottrop/Essen. Hierfür wurde mit Datum vom 22.11.2022 (zuletzt geändert mit Schreiben vom 29.09.2023) der Antrag auf Plangenehmigung gem. § 65 Abs. 2 UVPG für die Errichtung und den Betrieb der Rohrfernleitungsanlage LNR 1/8/14 DN 250 eingereicht. Der entsprechende Plangenehmigungsbescheid erging mit Datum vom 13.10.2023 durch die Bezirksregierung Münster. Nachfolgend wurden drei Planänderungen während der laufenden Errichtung der Anlage beantragt. Mit Bescheiden vom 15.12.2023, 03.07.2024 und 14.08.2024 wurde die Plangenehmigung vom 13.10.2023 entsprechend geändert. Insbesondere wurde mit Bescheid vom 03.07.2024 unter anderem die Errichtung und der Betrieb einer Gasdruckregel- und Messanlage (GDRM-Anlage) als Übergabestation auf dem Werksgelände der Verallia Deutschland AG genehmigt. Im Zuge der Abstimmungen mit der Verallia Deutschland AG bzgl. der Inbetriebnahme und der entsprechenden Druckeinstellwerte der GDRM-Anlage ist festgestellt worden, dass der zum Zeitpunkt der Antragstellung am 03.06.2024 in den Erläuterungsbericht aufgenommene Ausgangsdruck der GDRM-Anlage, d. h. der Betriebsdruck des werksseitigen Netzes, von 1,5 – 3 bar (Normalbetrieb bei 3 bar), nicht den werksseitigen Anforderungen entspricht. Stattdessen ist ein Betriebsdruck von 3,0 – 3,8 bar (Normalbetrieb bei 3,6 bar) anzusetzen, welcher mit dem ebenfalls im Erläuterungsbericht des Antrags vom 03.06.2024 angegebenen maximalen Ausgangsdruck der GDRM-Anlage sowie dem maximal zulässigen Betriebsdruck (MOP) des nachgelagerten Werksnetzes von 3 bar nicht realisierbar ist. Zur Realisierung des Betriebsdrucks des Werksnetzes, wird eine Erhöhung sowohl des maximalen Ausgangsdrucks auf 4,5 bar erforderlich.
Die Kokereigasnetz Ruhr GmbH (KGNR), Alexander-von-Humboldt-Str. 1 in 45896 Gelsenkirchen, betreibt Kokereigasfernleitungen im Ruhrgebiet. Das in den Kokereigasfernleitungen transportierte Gas fällt bei der Verkokung von Steinkohle in der Kokerei Prosper in Bottrop der ArcelorMittal Bremen GmbH an. Derzeit kann das anfallende Kokereigas nur zum Teil einer energetischen Verwertung zugeführt werden. Überschüssiges Kokereigas wird auf dem Kokereigelände über eine Fackel verbrannt. Vor diesem Hintergrund akquiriert die KGNR derzeit neue Abnehmer für das Kokereigas. Ein potenzieller Abnehmer ist der Standort Essen der Verallia Deutschland AG. Der Standort liegt rund 1,5 km östlich der Kokerei Prosper.
Änderungsgenehmigung einer Anlage zur Erzeugung von Strom, Dampf, Warmwasser, Prozesswärme oder erhitztem Abgas in einer Verbrennungseinrichtung (wie Kraftwerk, Heizkraftwerk, Heizwerk, Gasturbinenanlage, Verbrennungsmotoranlage, sonstige Feuerungsanlage), einschließlich zugehöriger Dampfkessel, ausgenommen Verbrennungsmotoranlagen für Bohranlagen und Notstromaggregate, durch den Einsatz von gasförmigen Brennstoffen (insbesondere Koksofengas, Grubengas, Stahlgas, Raffineriegas, Synthesegas, Erdölgas aus der Tertiärförderung von Erdöl, Klärgas, Biogas), ausgenommen naturbelassenem Erdgas, Flüssiggas, Gasen der öffentlichen Gasversorgung oder Wasserstoff, mit einer Feuerungswärmeleistung von 1 Megawatt bis weniger als 10 Megawatt, bei Verbrennungsmotoranlagen oder Gasturbinenanlagen; Anlagen zur biologischen Behandlung, soweit nicht durch Nummer 8.5 oder 8.7 erfasst, von Gülle, soweit die Behandlung ausschließlich zur Verwertung durch anaerobe Vergärung (Biogaserzeugung) erfolgt, mit einer Durchsatzkapazität von weniger als 100 Tonnen je Tag, soweit die Produktionskapazität von Rohgas 1,2 Mio. Normkubikmetern je Jahr oder mehr beträgt sowie einer Anlage zur biologischen Behandlung, soweit nicht durch Nummer 8.5 oder 8.7 erfasst, von nicht gefährlichen Abfällen, soweit nicht durch Nummer 8.6.3 erfasst, mit einer Durchsatzkapazität an Einsatzstoffen von 10 Tonnen bis weniger als 50 Tonnen je Tag (Errichtung und des Betriebs eines weiteren Feststoffdosierers, der Errichtung und des Betriebs einer Hammermühle, der Errichtung und des Betriebs eines Separators sowie die Erhöhung der Input- und Biogasmengen)
Änderungsgenehmigung einer Anlage zur Erzeugung von Biogas, soweit nicht von Nummer 8.6 erfasst, mit einer Produktionskapazität von 1,2 Million Normkubikmetern je Jahr Rohgas oder mehr; Anlagen zur Erzeugung von Strom, Dampf, Warmwasser, Prozesswärme oder erhitztem Abgas in einer Verbrennungseinrichtung (wie Kraftwerk, Heizkraftwerk, Heizwerk, Gasturbinenanlage, Verbrennungsmotoranlage, sonstige Feuerungsanlage), einschließlich zugehöriger Dampfkessel, ausgenommen Verbrennungsmotoranlagen für Bohranlagen und Notstromaggregate, durch den Einsatz von gasförmigen Brennstoffen (insbesondere Koksofengas, Grubengas, Stahlgas, Raffineriegas, Synthesegas, Erdölgas aus der Tertiärförderung von Erdöl, Klärgas, Biogas), ausgenommen naturbelassenem Erdgas, Flüssiggas, Gasen der öffentlichen Gasversorgung oder Wasserstoff, mit einer Feuerungswärmeleistung von 1 Megawatt bis weniger als 10 Megawatt, bei Verbrennungsmotoranlagen oder Gasturbinenanlagen; Anlagen zur biologischen Behandlung, soweit nicht durch Nummer 8.5 oder 8.7 erfasst, von Gülle, soweit die Behandlung ausschließlich zur Verwertung durch anaerobe Vergärung (Biogaserzeugung) erfolgt, mit einer Durchsatzkapazität von weniger als 100 Tonnen je Tag, soweit die Produktionskapazität von Rohgas 1,2 Mio. Normkubikmetern je Jahr oder mehr beträgt und Anlagen zur Lagerung von Gülle oder Gärresten mit einer Lagerkapazität von 6 500 Kubikmetern oder mehr
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
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 47 |
| Land | 17 |
| Weitere | 1 |
| Wissenschaft | 10 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 21 |
| Text | 19 |
| Umweltprüfung | 9 |
| unbekannt | 8 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 10 |
| Offen | 20 |
| Unbekannt | 27 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 56 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 19 |
| Datei | 10 |
| Dokument | 28 |
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| Webseite | 10 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 52 |
| Lebewesen und Lebensräume | 53 |
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| Mensch und Umwelt | 57 |
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| Weitere | 57 |