Verbundvorhaben: FlexLadleHeat - Flexibler Einsatz von Wasserstoff und Ammoniak in Pfannenfeuern in der Stahlindustrie zur Reduktion der CO2-Emissionen; Teilvorhaben: Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Unterstützung des Entwicklungs- und Optimierungsprozesses
Zeitraum
2024-06-01 – 2027-05-31
Bewilligte Summe
906.777,84 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN2117A
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Eisen- und Stahlindustrie [EA3230]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Vorhabens FlexLadleHeat ist die Entwicklung eines brennstoffflexiblen Oxyfuel-Pfannenfeuersystems zur Vorwärmung und Trocknung von Pfannen in der Stahlindustrie. Das Pfannenfeuersystem soll mit Mischungen aus den wasserstoffbasierten Brennstoffen Wasserstoff und Ammoniak, sowie mit Erdgas betrieben werden können und so zu einer direkten Reduktion der CO2-Emissionen der Stahlindustrie beitragen. Neben der Verwendung wasserstoffbasierter Brennstoffe werden die Emissionen durch effizienzsteigernde Maßnahmen gesenkt. Hierzu zählen zum einen der Einsatz von Sauerstoff als Oxidator (Oxyfuel) und die Prozesssteuerung mittels eines Prozessmodells, das auf Basis numerischer Modelle entwickelt wird und eine effizientere Prozessführung bei gleichzeitig hoher Prozesssicherheit sicherstellen soll. Unterstützt wird der Entwicklungsprozess durch fundamentale Untersuchungen der Auswirkungen der flexiblen Brennstoffzusammensetzung auf den Prozess. Hierzu zählen der Aufbau von numerischen Verbrennungs- und Prozesssimulationen, die zu einem fundierteren Verständnis der Auswirkungen auf den Verbrennungsverlauf und die Wärmeübertragungsmechanismen in der Pfanne führen sollen. Experimentelle Werkstoffuntersuchungen der verwendeten Feuerfestsysteme quantifizieren die werkstofftechnische Reaktion des Feuerfests auf die veränderten Gaszusammensetzungen in der Pfanne sowie auf eventuelle Änderungen in den realisierten Temperaturänderungsraten. Die Ergebnisse der Entwicklungsarbeiten werden im industrienahen Umfeld am Standort der Badischen Stahlwerke (BSW) erprobt und abschließend evaluiert.