TY - THES

T1 - Thermodynamische Simulation zur Systemauslegung von zukünftigen HPSR-Anlagen

AU - Farkas, Manuel

N1 - nicht gesperrt

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Die Technologieumstellung hin zu einer grünen Produktion stellt die gesamte Stahlindustrie in Europa vor enorme Herausforderungen. Durch mehrere Abkommen, wie z.B.: jenes von Paris, wurde als Ziel der Vereinten Nationen die Verringerung der klimaschädlichen Gase festgelegt. Als Ziel ist eine Klimaneutralität bis zum Jahr 2050 festgelegt worden. Um einen Teil dieser CO2-Emissionen zu verringern, wird eine grüne Stahlherstellung angestrebt. Um diesen Prozess des Umdenkens zu starten, wurden eine Serie von Forschungsprojekten in der Eisen- und Stahlindustrie eingeleitet. Einer dieser Ansätze dafür sind Untersuchungen, welche sich mit der Speicherung der erzeugten CO2-Emissionen beschäftigt. Weitere Ansätze sind die Elektrolyse von Erz, die Verwendung von biomassebasiertem Kohlenstoff und letztendlich die Reduktion von Eisenerz mittels Wasserstoffes. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellungsroute mittels Hydrogen Plasma Smelting Reactor (HPSR). Im Zuge der Literaturrecherche soll sowohl die Grundlage zur Simulation thermodynamischer Prozesse näher beschrieben, als auch ähnliche bereits bestehende Modelle einer HPSR-Anlage betrachtet werden. Anschließend wird im Rahmen des praktischen Teils dieser Arbeit die Erstellung eines variablen FactSage®-Modelles zur Massen- und Energiebilanz einer HPSR-Anlage im Pilot- und einer Massenproduktionsnäher beschrieben. Mit Hilfe der neuen dynamischen Simulation soll dabei ein Vergleich des neuen Anlagenlayouts mit den bereits bestehenden Modellen gezogen werden. Zusätzlich erfolgt in dieser Arbeit ein Vergleich verschiedener Anlagenlayouts mit unterschiedlichen Produktionskapazitäten

AB - Die Technologieumstellung hin zu einer grünen Produktion stellt die gesamte Stahlindustrie in Europa vor enorme Herausforderungen. Durch mehrere Abkommen, wie z.B.: jenes von Paris, wurde als Ziel der Vereinten Nationen die Verringerung der klimaschädlichen Gase festgelegt. Als Ziel ist eine Klimaneutralität bis zum Jahr 2050 festgelegt worden. Um einen Teil dieser CO2-Emissionen zu verringern, wird eine grüne Stahlherstellung angestrebt. Um diesen Prozess des Umdenkens zu starten, wurden eine Serie von Forschungsprojekten in der Eisen- und Stahlindustrie eingeleitet. Einer dieser Ansätze dafür sind Untersuchungen, welche sich mit der Speicherung der erzeugten CO2-Emissionen beschäftigt. Weitere Ansätze sind die Elektrolyse von Erz, die Verwendung von biomassebasiertem Kohlenstoff und letztendlich die Reduktion von Eisenerz mittels Wasserstoffes. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellungsroute mittels Hydrogen Plasma Smelting Reactor (HPSR). Im Zuge der Literaturrecherche soll sowohl die Grundlage zur Simulation thermodynamischer Prozesse näher beschrieben, als auch ähnliche bereits bestehende Modelle einer HPSR-Anlage betrachtet werden. Anschließend wird im Rahmen des praktischen Teils dieser Arbeit die Erstellung eines variablen FactSage®-Modelles zur Massen- und Energiebilanz einer HPSR-Anlage im Pilot- und einer Massenproduktionsnäher beschrieben. Mit Hilfe der neuen dynamischen Simulation soll dabei ein Vergleich des neuen Anlagenlayouts mit den bereits bestehenden Modellen gezogen werden. Zusätzlich erfolgt in dieser Arbeit ein Vergleich verschiedener Anlagenlayouts mit unterschiedlichen Produktionskapazitäten

KW - Wasserstoff

KW - Wasserstoffplamsmaschmelzreduktion

KW - Eisenerzreduktion

KW - HPSR

KW - Thermodynamische Simulation

KW - Factsage Macro

KW - Hydrogen

KW - Hydrogen plasma smelting reduction

KW - Iron ore reduction

KW - HPSR

KW - Thermodynamic simulation

KW - Factsage Macro

M3 - Masterarbeit

ER -