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Verfahrens- und anlagentechnische Demonstration eines neuartig integrierten Heißgasfilter-Katalysator-Systems (HGF-SCR) zur ressourcenschonenden und hochverfügbaren Reduktion von NOx- und NH3-Emissionen in Zementdrehofenabgasen

Das hessische Unternehmen wurde im Jahr 1889 gegründet und stellt verschiedene Produkte aus Kalkstein her, u.a. Zement. Es ist mehrheitlich in Familienbesitz und gilt gemäß EU Definition als Großunternehmen, da die HeidelbergCement AG eine maßgebliche Beteiligung hält. Das Unternehmen betreibt in Großenlüder-Müs ein Zementwerk. Die Zementproduktion ist einer der größten Emittenten von CO 2 und Luftschadstoffen, insbesondere Stickoxide und Ammoniak. Die Potentiale des bislang zur Abgasreinigung überwiegend eingesetzten SNCR Verfahrens für einen umweltverträglichen Umbau der Zementindustrie sind jedoch begrenzt. Die Zementwerke Otterbein planen daher eine innovative Anlage zur Abgasreinigung, die einen Heißgasfilter mit einem Katalysator in einer Funktionseinheit kombiniert (HGF-SCR). Dies ermöglicht eine hocheffiziente Reduktion der bei der Zementherstellung entstehenden Emissionen deutlich unter die geltenden Grenzwerte. Im Vergleich zu anderen innovativen Technologien der Abgasreinigung in diesem Bereich ist das hier geplante Verfahren robuster und energieeffizienter. Die großtechnische Umsetzung gibt darüber hinaus wichtige Erkenntnisse für die umweltfreundliche Ausgestaltung von Zukunftstechnologien zur Abscheidung und Speicherung von CO 2 , die eine Dekarbonisierung der Zementindustrie ermöglichen sollen. Branche: Glas und Keramik, Verarbeitung von Steinen und Erden Umweltbereich: Luft Fördernehmer: Zement- und Kalkwerke OTTERBEIN GmbH & Co. KG Bundesland: Hessen Laufzeit: seit 2021 Status: Laufend

KlimPro: Karbonatisierungshärtung, Teilprojekt 2: Herstellung und Optimierung des Zementklinkers

KlimPro: Karbonatisierungshärtung, Teilprojekt 5: Umsetzung im Industriellen Maßstab

MIN4EU LGRB-BW: near-surface mineral raw material occurrences - harmonized dataset

Since 1999, the Geologic Survey of Baden-Württemberg publishes a statewide geological map series 1 : 50 000 "Karte der mineralischen Rohstoffe 1 : 50 000 (KMR 50)". On it, the distribution of near-surface mineral raw material prospects and occurrences (mainly) and deposits (subordinate) is shown. This continuously completed and updated map currently covers around 60% of the federal state. It is the base for the regional associations in the task of mineral planning. The prospects and occurrences are classified according to different raw material groups (e.g. raw material for crushed stone (limestone, igneous rocks, metamorphic rocks, sand and gravel), raw materials for cement, dimension stone, high purity limestone, gypsum ...). Their spatial delineation is based on various group-specific criteria such as minimum workable thickness, minimum resources, ratio overburden/workable thickness, and so on. It is assumed that they contain deposits as a whole or in parts. In the vast majority of cases, the data is not sufficient for the immediate planning of mining projects, but it does facilitate the selection of exploration areas. The name of each area (e.g. L 6926-3) consists of three parts. L = roman rnumeral fo 50, 6926 = sheet number of the topographic map 1 : 50 000, 3 = number of the area/mineral occurrence shown on this sheet. Co-occurring land-use conflicts, e.g. water protection areas and nature conservation areas, forestry and agriculture, are not taken into account in the processing of KMR 50. Their assessment is the task of land use planning, the licensing authorities and the companies interested in mining. The data is stored in the statewide raw material area database "olan-db" of the LGRB.

Recycling von Kartuschen

Zielsetzung: Dicht- und Klebstoffkartuschen finden in sehr vielen Bereichen zunehmende Anwendung. Kartuschen sind eine vom Endnutzer sehr gut akzeptierte Verpackung und Verarbeitungshilfe der Produkte. Sie zeichnen sich einerseits durch eine hohe Homogenität des Kartuschenmaterials, vorwiegend hochwertiges Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE), und andererseits durch eine extrem variable chemische Zusammensetzung der Inhaltsstoffe aus. In ersten Voruntersuchungen wurde festgestellt, dass etwa 90 % der gesammelten Kartuschen MS (modifizierte Silan-)Polymer , Acryl- und Silikon-haltige Restinhaltstoffe aufwiesen. Die restlichen 10 % beinhalten eine Vielzahl anderer Inhaltsstoffe (u. a. Bitumen, Polyurethan, Zement). Die Menge und der Zustand der in den Kartuschen verbliebenen Restinhaltstoffe variiert stark. Dichtstoffkartuschen werden als „nicht recyclingfähig“ eingestuft. Dies liegt an der sehr variablen Zusammensetzung der Inhaltsstoffe und deren Rückstände in der Kartusche, die bei der Kreislaufführung des HDPEs zu massiven Problemen führen (z. B. Silikonrückstände). Deshalb werden Kartuschen in Deutschland derzeit thermisch verwertet, in anderen europäischen Ländern auch deponiert. Marktanalysen gehen davon aus, dass in Deutschland jährlich 60- 70 Mio. Stück Kartuschen in Verkehr gebracht werden. In Europa fallen pro Jahr rund 45.000 t Kartuschenabfälle an. Aufgrund der hohen Mengen und des ungelösten Entsorgungsproblems sollen die Hersteller verstärkt in die Pflicht genommen werden. Für die Verwendung von Kunststoffen werden von der EU zwischenzeitlich Aufschläge von 800 €/t erhoben. Es ist absehbar, dass diese Aufschläge früher oder später an die Hersteller weitergereicht werden. Auf EU-Ebene wurden und werden auch Diskussionen über ein Verbot nicht-recyclingfähiger Kunststoffverpackungen geführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll die Recyclingfähigkeit von Dicht- und Klebstoffkartuschen untersucht werden. Dies setzt zunächst ein effizientes Erfassungssystem voraus, das gleichermaßen beim Fachhandel, Handwerk und Sortieranlagen ansetzt und die gebrauchten Kartuschen als Monostrom separiert. Bei der Entwicklung des Recyclingprozesses sollen vorzugsweise mechanische und chemische, nachgeordnet thermische Verfahren betrachtet werden. Ziel ist die Kreislaufführung des hochwertigen HDPEs. Konkret: Aus gebrauchten Kartuschen neue Kartuschen produzieren. Wenn es gelingt HDPE in ausreichender Qualität zu gewinnen, existiert für das Rezyklat bereits ein Absatzmarkt.

Förderprogramm Dekarbonisierung in der Industrie: klimafreundliche Stahlproduktion

Bundesumweltministerin Svenja Schulze hat heute dem Vorstandsvorsitzenden der Salzgitter AG, Prof. H.J. Fuhrmann, einen Förderbescheid in Höhe von über 5 Mio. Euro für ein Projekt zur Herstellung klimafreundlichen Stahls übergeben. Im Beisein des Ministerpräsidenten des Landes Niedersachsen, Stephan Weil, fiel damit auch der offizielle Startschuss des BMU-Förderprogramms 'Dekarbonisierung in der Industrie'. Mit diesem Programm sollen schwer vermeidbare, prozessbedingte Treibhausgasemissionen in den energieintensiven Branchen wie Stahl, Zement, Kalk und Chemie durch den Einsatz innovativer Techniken möglichst weitgehend und dauerhaft reduziert werden. Bundesumweltministerin Svenja Schulze: 'Für ein klimaneutrales Deutschland brauchen wir eine Industrie, die ohne fossile Energie- und Rohstoffe auskommt. Mit unserem neuen Dekarbonisierungsprogramm fördern wir eine grundlegende Neuausrichtung der Produktionsprozesse. Der Klimaschutz wird so zum Innovationstreiber für die Wirtschaft, macht den Industriestandort Deutschland zukunftsfähig und erhält hochqualifizierte Arbeitsplätze. Das Projekt in Salzgitter ist ein wichtiger, erster Schritt in diese Richtung, dem weitere folgen werden. Es zeigt auch, dass wir den Ausbau der erneuerbaren Energien und den Markthochlauf von grünem Wasserstoff beschleunigen müssen, damit wir unsere anspruchsvollen Ziele erreichen können.' Die Anlage der Salzgitter Flachstahl GmbH mit einem Gesamtinvestitionsvolumen von rund 13 Mio. Euro soll innerhalb der nächsten zwei Jahre in Betrieb gehen und zeigen, wie die sukzessive Umstellung eines integrierten Hochofenwerks auf die CO2-arme Stahlerzeugung erfolgen kann. Mit dem von der Salzgitter AG entwickelten Verfahren wird die konventionelle Roheisengewinnung im Hochofen auf die emissionsarme Direktreduktion umgestellt. Beim Einsatz von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien wird so die Herstellung von grünem Stahl ermöglicht. Innovative Projekte wie dieses sollen auch als Vorbilder dienen und als Multiplikatoren auf die ganze Branche ausstrahlen. Im Projekt ProDRI soll der flexible Betrieb mit Wasserstoff und Erdgas demonstriert und optimiert werden. Langfristiges Ziel von Salzgitter ist die ausschließliche Nutzung erneuerbaren Wasserstoffs zur Herstellung von grünem Stahl. Steht erneuerbarer Wasserstoff noch nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung, kann auch Erdgas zur Reduktion eingesetzt werden und dabei bereits erhebliche Mengen CO2 gegenüber der herkömmlichen Hochofen-Route einsparen. Die Stahlindustrie war 2019 mit über 36 Mio. Tonnen für etwa 30% der direkten Industrieemissionen in Deutschland verantwortlich. Mit dem Förderprogramm Dekarbonisierung im Industriesektor wird eine Maßnahme des Klimaschutzplans 2050 sowie des Klimaschutzprogramms 2030 umgesetzt. Das BMU wird - vorbehaltlich der Verabschiedung des Bundeshaushalts in der kommenden Woche - über den Energie- und Klimafonds in den kommenden Jahren rund 2 Mrd. Euro zur Verfügung stellen. Text gekürzt

Bindung des Schwefels beim Brennen von Zementklinker

Beim Brennen des Zementklinkers tritt praktisch keine SO2-Emission auf, da der aus den Roh- und Brennstoffen stammende Schwefel mit den Alkalien des Brennguts unter Bildung von schwerverdampfbarem Alkalisulfat reagiert. Um ohne Erhoehung der SO2-Emission auch schwefelreiche Abfaelle (Oelrueckstaende, Saeureharz) als Brennstoff Verwenden zu koennen, muss in Betriebsversuchen geprueft werden, ob der Schwefel nicht nur von den Alkalien, sondern auch vom Kalk gebunden werden kann. Ausserdem ist zu Untersuchen, ob der dann hoehere Sulfatgehalt im Zementklinker die Eigenschaften des Zements veraendert.

Entwicklung eines mathematischen Modells zur Minimierung des Energieverbrauchs bei Zementdrehrohröfen mit Ketteneinbauten

Zement wird mit Hilfe des Trocken- oder Nassverfahrens im Drehrohrofen hergestellt. Beim Nassverfahren ist der spezifische Energiebedarf zum Brennen des Klinkers ca. 40 Prozent höher als beim Trockenverfahren, da im Gegensatz zum Trockenverfahren das feuchte Vormaterial direkt in den Drehrohrofen eingebracht wird und so das Wasser im Drehrohrofen sehr energieintensiv verdampft werden muss. Eine Möglichkeit den Energiebedarf beim Nassverfahren zu senken, ist die Verbesserung des Wärmeübergangs von den heißen Rauchgasen auf das Vormaterial im Drehrohrofen, indem im Drehofen Ketten angebracht werden. Die Ketten werden im heißen Rauchgas aufgeheizt und durch die Drehbewegung des Ofens in das kältere Vormaterial gefördert, wo sie ihre Wärme entsprechend abgeben. Dadurch sind Energieeinsparungen von rd. 15 Prozent möglich. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts soll ein mathematisches Modell, basierend auf Stoff-, Massen-, Energie- und Impulsbilanzen, zur Beschreibung des Betriebsverhaltens dieser Kettensysteme formuliert werden, um durch eine verbesserte Auslegung des Kettensystems im Drehofen den Energiebedarf und damit Umweltbelastungen und Energiekosten bei der Zementherstellung zu minimieren.

Eigenschaften von Boden-Abfallstoff-Gemischen und Abfallstoff-Bindemittel-Gemischen

Damit hoeherwertige oder beschraenkt verfuegbare Baustoffe eingespart und gleichzeitig Abfallstoffe wiederverwendet werden koennen, sollen geeignete Mischungen gefunden werden, in denen die Abfallstoffe entweder Mineralstoffersatz oder Bindemittelzusatz darstellen. Die Mischungsverhaeltnisse sind so zu waehlen, dass nicht nur die technischen Vorschriften erfuellt werden (mechanische Festigkeit, Frostsicherheit), sondern auch fuer moegliche Abnehmer der finanzielle Vorteil bei Einsatz der Abfallstoffe gegenueber Industrieprodukten deutlich wird. Nach Untersuchung der Ausgangsstoffe soll erreicht werden: 1. Bodenverbesserung: a) Loess und Braunkohlenflugasche, B) Loess und Huettensand; 2. Verfestigung von Abfallstoffen: a) Waschberge und Zement, b) Muellasche und Zement, c) Vorsiebmaterial und Zement; 3. Verfestigung von Abfallstoffen: a) Sand und Flugasche, b) Sand und Huettensand und Kalk, c) Vorsiebmaterial und Huettensand und Kalk.

Innovative Kupferschlackenaufbereitung für die Rohstoffversorgung, Teilvorhaben 2: Entwicklung eines Prozessschemas sowie Umweltverträglichkeitsprüfungen mittels Life Cycle Assessment

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