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Neukonzeption und betriebstechnische Optimierung einer elektrischen Gasreinigung fuer hochohmige Feinstaeube aus offenen Ferrolegierungs-Niederschachtoefen

Optimierung des Abscheidesystems fuer hochohmige Feinstaeube aus einem offenen FeSiCr-Niederschachtofen. Ermittlung optimaler Betriebsbedingungen im Konditionierturm. Versuche zum Recycling des abgeschiedenen Staubes unter Beruecksichtigung verschiedener Staubvorbehandlungen.

Schachtofen zur thermischen Altreifenverwertung

Altreifenverwertung im Schachtofen

CO2-Minderung in der Kalkindustrie durch den Einsatz wasserstoffbasierter Brennstoffe (H2, NH3) in Schachtöfen

Effizienzverbesserung des Kupolofens durch inline Sauerstofferzeugung unter Nutzung eigener Prozessabwärme

Ermittlung der Grundlagen der Pyrolyse von Abfaellen im Drehrohr und Modellbildung

Zur Minimierung der zu deponierenden Abfallmengen sowie zur Inertisierung der organischen Inhaltsstoffe kommen in der Abfallwirtschaft thermische Abfallbehandlungsverfahren zur Anwendung. Der Muellverbrennung als technisch ausgereiftem System steht die Pyrolyse als neu entwickelte Verfahrensalternative gegenueber. Pyrolyse oder Entgasung ist die Zersetzung von organischer Substanz durch Waermeeinwirkung unter Luft- bzw. Sauerstoffausschluss. Als Pyrolyseprodukte entstehen Pyrolysegas, Pyrolysekoks und Pyrolyseoel bzw. -teer in Abhaengigkeit der Betriebsparameter wie Aufheizgeschwindigkeit, Endgasungstemperatur sowie in Abhaengigkeit der Muellzusammensetzung. Die im Ausgangsprodukt enthaltene Energie ist somit auf den Heizwert und die fuehlbare Waerme der Endprodukte verteilt. Die bei der Pyrolyse ablaufenden chemischen Reaktionen sind im einzelnen weitgehend unbekannt. Bei Temperaturen zwischen 400 Grad Celsius und 500 Grad Celsius setzen primaere Zersetzungsreaktionen ein, die zur Spaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe und zur Abspaltung von Radikalen fuehren. Diese Spaltprodukte polymerisieren teilweise im Bereich niedrigerer Temperaturen wieder zu Oelen und Teeren. Bei Temperaturen um 800 Grad Celsius werden anorganische Karbonate zersetzt. Die restlichen aromatische Verbindungen werden aufgespalten und eine teilweise Vergasung des freien Kohlenstoffs setzt ein. Ab Temperaturen von 1200 Grad Celsius beginnen die Pyrolysereststoffe, die noch verblieben sind, schmelzfluessig zu werden. Die Hausmuellpyrolyse wird gewoehnlich bei Temperaturen um 500 Grad Celsius durchgefuehrt. Als Reaktoren dienen neben Schachtoefen oder Wirbelschichtanlagen hauptsaechlich Drehrohroefen. Als Ergebnis der experimentellen Untersuchungen werden fuer die Bestandteile Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff Umsatzfunktionen erstellt. Fuer die Verteilung auf die Komponenten des Pyrolysegases als Funktion des C-H-O-Verhaeltnisses und der Temperatur werden Splitfunktionen ermittelt. Mit Hilfe der Messergebnisse soll ein Modell erstellt werden, das eine vollstaendige mathematische Beschreibung und ein Simulation der Stoff- und Energiebilanz des Pyrolyseprozesses ermoeglicht. Mit Hilfe von Sensitivitaetsanalysen koennen komplette Kennfelder fuer die Pyrolysegas- und Reststoffzusammensetzung erstellt werden. Diese sind als Grundlage fuer die Auslegung von Drehrohren zur Pyrolyse von Abfaellen nutzbar.

Teilprojekt 1, Teilprojekt 4

Mit der Technologie können alle phosphorhaltigen Einsatzstoffe verwertet werden. In der Pilotanlage im halbtechnischen Maßstab wird die Verwertung von Klärschlammasche getestet. Es ist insbesondere zu untersuchen, wie die Asche zu Stückgut gebunden und verdichtet werden kann. Ferner wird das Prozessverhalten im Schachtofen analysiert, sowie die alternative Bewirtschaftung mit und ohne Synthesegaserzeugung geklärt. Die Qualität der Ein- und Ausgangsstoffe wird mit dem Analytikprogramm dokumentiert und die verfahrenstechnischen Messdaten bilanziert. Die Ziele sind: - Nachgewiesene Funktions- und Praxistauglichkeit der Technologie für die Verwertung von Klärschlammaschen - Bestätigte Eignung des Verfahrens für die spätere Verwertung monodeponierter Klärschlammaschen aus der Monoverbrennung. Die Arbeitsschwerpunkte sind: - Funktionsnachweis der Verarbeitung von Klärschlamm-Aschen verschiedener Zusammensetzung mit den Teilprozessen Brikettierung der Aschen und anschließende Schmelzvergasung in der Pilotanlage - Klärung der rechtlichen Rahmenbedingungen für die Verwertung weiterer Stoffe wie z.B. Tier- und Knochenmehl.

RENSODYN - Rationellere Energieausnutzung in Schachtöfen durch dynamische Steuerung von Positionierung und Zeitfolge der Einsatzstoffe, Teilvorhaben: Entwicklung und Optimierung eines regelbasierten Systems zur dynamischen Steuerung der Einsatzstoffe am Hochofen

Ziel des Vorhabens ist die Verbesserung der Energieausnutzung in den Hochöfen beider Industriepartner durch ein neues regelbasiertes Steuerungssystem, das auf Basis aktueller Messdaten eine Prozessbewertung durchführt und sinnvolle Stelleingriffe frühzeitig vorschlägt. Hierdurch werden die vorhandenen Schwankungen des Energieverbrauchs erheblich vermindert. Das regelbasierte Steuerungssystem wird auf Anfahr- und Übergangszustände erweitert und zur Überwachung der Mess- und Regeltechnik in Bezug auf die Optimierung des Reparatur- und Wartungsaufwandes eingesetzt. Über Betriebsversuche und erweiterte Messtechnik werden neue Strategien und Betriebsbedingungen integriert. Die lokalen Zustände im Prozess werden automatisch analysiert und die Einsatzstoffe gezielt positioniert. Zeitfolge und Mengenanteile für die Chargierung der Einsatzstoffe werden optimal an den Prozess angepasst. Die geplanten Regelvorschläge werden durch Betriebsversuche und durch praktische Prozesskenntnis verifiziert. Die Arbeiten der Industriepartner DK Recycling GmbH und ThyssenKrupp Steel Europe AG umfassen Messtechnik, betriebliche Erprobung und Anwendung. Die Arbeiten des BFI umfassen die begleitende wissenschaftliche Auswertung von Betriebsversuchen, die Entwicklung der logischen Konsequenz der regelbasierten Steuerung sowie Programmierung und Ausgestaltung der Software.

RENSODYN - Rationellere Energieausnutzung in Schachtöfen durch dynamische Steuerung von Positionierung und Zeitfolge der Einsatzstoffe, Teilvorhaben: Installation und Erprobung eines regelbasierten Systems zur dynamischen Steuerung an einer Sinteranlage und einem kleinem Hochofen

Ziel des Vorhabens ist die Verbesserung der Energieausnutzung in den Hochöfen beider Industriepartner durch ein neues regelbasiertes Steuerungssystem, das auf Basis aktueller Messdaten eine Prozessbewertung durchführt und sinnvolle Stelleingriffe frühzeitig vorschlägt. Hierdurch werden die vorhandenen Schwankungen des Energieverbrauchs erheblich vermindert. Das regelbasierte Steuerungssystem wird auf Anfahr- und Übergangszustände erweitert und zur Überwachung der Mess- und Regeltechnik in Bezug auf die Optimierung des Reparatur- und Wartungsaufwandes eingesetzt. Über Betriebsversuche und erweiterte Messtechnik werden neue Strategien und Betriebsbedingungen integriert. Die lokalen Zustände im Prozess werden automatisch analysiert und die Einsatzstoffe gezielt positioniert. Zeitfolge und Mengenanteile für die Chargierung der Einsatzstoffe werden optimal an den Prozess angepasst. Die geplanten Regelvorschläge werden durch Betriebsversuche und durch praktische Prozesskenntnis verifiziert. Die Arbeiten der Industriepartner DK Recycling GmbH und ThyssenKrupp Steel Europe AG umfassen Messtechnik, betriebliche Erprobung und Anwendung. Die Arbeiten des BFI umfassen die begleitende wissenschaftliche Auswertung von Betriebsversuchen, die Entwicklung der logischen Konsequenz der regelbasierten Steuerung sowie Programmierung und Ausgestaltung der Software.

RENSODYN - Rationellere Energieausnutzung in Schachtöfen durch dynamische Steuerung von Positionierung und Zeitfolge der Einsatzstoffe, Teilvorhaben: Aufbau eines regelbasierten Systems zur Steigerung der Verfügbarkeit der Messungen als Grundlage für eine kontinuierliche optimale Steuerung des Hochofenprozesses

Ziel des Vorhabens ist die Verbesserung der Energieausnutzung an einem Hochofen durch ein neues regelbasiertes Steuerungssystem, das auf Basis aktueller Messdaten eine Prozessbewertung durchführt und sinnvolle Stelleingriffe frühzeitig vorschlägt. Hierdurch sollen die vorhandenen Schwankungen des Energieverbrauchs erheblich vermindert werden. Das regelbasierte vorhandene Steuerungssystem wird auf Anfahr- und Übergangszustände erweitert und zur Überwachung der Mess- und Regeltechnik in Bezug auf die Optimierung des Reparatur- und Wartungsaufwandes eingesetzt. Über Betriebsversuche und erweiterte Messtechnik werden neue Strategien und Betriebsbedingungen integriert. Die lokalen Zustände im Prozess werden automatisch analysiert und die Einsatzstoffe gezielt positioniert. Zeitfolge und Mengenanteile für die Chargierung der Einsatzstoffe werden optimal an den Prozess angepasst. Die geplanten Regelvorschläge werden durch Betriebsversuche und durch praktische Prozesskenntnis verifiziert.

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