Implementation of Alternative Reducing Agents in Metallurgical Operations

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Aufgrund des Anstieges der anthropogenen Treibhausgasemissionen führte die Europäische Kommission das sogenannte Emissionshandelssystem ein. Die bei der verarbeitenden Industrie anfallenden CO2-Emissionen sind somit meldepflichtig und mittels erworbener Emissionsrechtzertifikate auszugleichen, weshalb natürlich eine Reduktion der Emissionen aufgrund einer Prozessoptimierung erstrebenswert ist. Die ebenso betroffene metallurgische Industrie ist nun auf der Suche nach Alternativen, da deren Prozesse hauptsächlich auf den Einsatz von fossilen Kohlenstoffträgern und somit einer anrechenbaren CO2-Emission basieren. Die vorliegende Arbeit versucht über die Implementierung von alternativen und CO2 neutralen Reduktionsmitteln in metallurgischen Recyclingprozessen eine Emissionsminimierung herbeizuführen. Das Hauptziel stellt dabei die Herstellung sowie die anschließende Charakterisierung von Holzkohle und Pyrolysegas aus Biomasseabfällen dar. Im Anschluss dessen erfolgt eine Evaluierung des Kohlenstoffträgers im entsprechenden metallurgischen Prozess. Speziell der entwickelte „2sDR“ (Two step dust recycling) –Prozess wurde dahingehend adaptiert, um mittels Holzkohle als Reduktionsmittel Schwermetalle simultan aus Stahlwerksstäuben rückzuführen und dabei die CO2-Emissionen gering zu halten. Dieses Verfahren wurde speziell entwickelt, um jeden Elektrolichtbogenstaub ohne Limitierung in Bezug auf Materialqualität aufzuarbeiten und dabei entsprechend dem „Zero Waste“ Gedanken keine neuen Abfälle zu generieren. Die zweite Einsatzmöglichkeit von Holzkohle und Pyrolysegas, die in dieser Arbeit beleuchtet wird, ist die notwendige Nachbehandlung von Wälzoxid sowie Wälzschlacke, um deren Produktqualität zu erhöhen. Damit Wälzoxid in der primären Zinkindustrie einsetzbar wird, muss ein Reinigungsschritt erfolgen, da es verschiedenste Verunreinigungen enthält. Die einfache Deponierung von Wälzschlacke ist wiederum aufgrund einer geänderten Gesetzgebung verboten, weshalb eine Aufarbeitung unumgänglich ist. Beide Produkte wurden mit Pyrolysegas bzw. Holzkohle nachbehandelt, wobei vielversprechende Ergebnisse das Resultat waren. Neben den bereits erwähnten Vorzügen beim Einsatz durch erneuerbare Rohstoffe in der Metallurgie, stellt auch der sehr niedrige Schwefelgehalt einen klaren Vorteil dar. Die angewandten Verfahren resultieren somit in schwefelfreien Produkten, womit kein Zwischenschritt notwendig ist, um diese direkt ihrer weiteren Verwertung zuzuführen.

Details

Titel in ÜbersetzungImplementierung von alternativen Reduktionsmitteln in metallurgischen Betrieben
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2015