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Glühend heiße Pellets und elektrische Heizungen

Bei der Stahlherstellung mit Methan, aus dem Erdgas hauptsächlich besteht, wird die Energie für die Dampfreformation im Allgemeinen einfach durch Verbrennen von noch mehr Methan gewonnen. Dabei entsteht noch mehr CO2, als bei der Eisenherstellung mit Methan ohnehin anfällt. Die Verbrennung lässt heißes Gas entstehen und bei der Reaktion von Kohlenmonoxid mit dem Eisenoxid wird ein Teil der Wärme wieder frei, die bei der Dampfreformation verloren ging.

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Bei der Stahlherstellung mit reinem Wasserstoff wird keine Wärme frei. Der Wasserstoff muss vor dem Reaktor mit den Eisenerz, das zuvor in Pellets gepresst wird, elektrisch aufgeheizt werden. Dann wird er von unten in den Reaktor eingebracht, wo sich der Wasserstoff mit dem Sauerstoff im Eisenerz verbindet. Dabei geht dem Gas Energie verloren und das 800 Grad Celsius heiße Gemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff kühlt sich ab, bis es an der Spitze des Reaktors wieder herauskommt.

Dort wird das Gas in einem Wärmetauscher noch weiter abgekühlt, damit das Wasser kondensiert und als Flüssigkeit vom übrigen Wasserstoff getrennt werden kann. Anschließend wird der verbrauchte Wasserstoff ersetzt und der kalte Wasserstoff erhält im Wärmetauscher die Wärmenergie zurück, bevor er mit elektrischen Heizern wieder auf die eigentliche Betriebstemperatur gebracht wird.

Nach dem Reaktor muss alles schnell gehen

Am Boden des Reaktors können dann die glühenden Pellets aus Eisen entnommen werden. Es fließt kein flüssiger Stahl aus dem Reaktor und auch keine Schlacke. Stattdessen ist das Ergebnis ein sogenannter Eisenschwamm, wie er von der Antike bis ins Mittelalter immer bei der Eisenherstellung entstanden ist. Er enthält noch alle Verunreinigungen des Eisenerzes. Aber anstatt den Eisenschwamm nun zu hämmern, wieder aufzuheizen, weiter zu hämmern, wieder aufzuheizen und immer weiter zu hämmern, bis die Verunreinigungen aus dem Eisen entfernt sind, wird der Eisenschwamm einfach in einem Lichtbogenofen geschmolzen und weiterverarbeitet.

Das muss schnell gehen und alles in einer Anlage stattfinden, damit der Eisenschwamm auf dem Weg zum Lichtbogenofen möglichst wenige Wärme verliert. Auch so muss nachgeheizt werden. Das geschieht in der Anlage mit Methan, das aus einer Biogasanlage stammen soll. Eine Umstellung auf elektrisches Heizen, das in solchen Anlagen noch nicht erprobt ist, wird in der Pilotanlage nicht geschehen. Wasserstoff könnte auch dafür genutzt werden, aber dessen Herstellung ist für den Einsatz bei solchen Aufgaben zu teuer.

Im Lichtbogenofen schließlich sind CO2-Emissionen derzeit unvermeidlich.

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 Energiewende: Stahlherstellung mit Wasserstoff geht in den TestbetriebIn Zukunft lässt sich noch mehr CO2 und Strom einsparen 
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Ofenrohr! 12. Sep 2020 / Themenstart

Weil Wasserstoff macht den Stahl spröde und das will man nicht! Grüße Ofenrohr!

pp 11. Sep 2020 / Themenstart

Ich will jetzt nicht auf den CO2 Impact von 300kwh Akkus rumreiten. Bei einer Picea...

Ach 09. Sep 2020 / Themenstart

Ja klar entstehen auch in den Sternen Elemente. Über die Lebensdauer von Mittelgroßen...

dbettac 09. Sep 2020 / Themenstart

https://www.heise.de/newsticker/meldung/Teslas-Riesenakku-in-Australien-macht-sich...

Eheran 07. Sep 2020 / Themenstart

Das macht grundsätzlich jeder Beton. Nur wird das CO2 (bzw. mehr) vorher bei der...

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