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Prozeßintegrierte Umweltschutzmaßnahmen in der Eisen und Stahlindustrie - Teil 1 - Teil 2

Prozeßintegrierte Umweltschutzmaßnahmen in der Eisen und Stahlindustrie - Teil 1 - Teil 2
Ansprechpartner:

PD Dr. Magnus Fröhling

Links:
Förderung:

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bonn

Förderkennzeichen 01RV9701

Partner:

Salzgitter AG Stahl und Technologie

Starttermin:

1995

1997

Endtermin:

1997

1999

Im Rahmen des durch das BMBF und einen Industriepartner geförderten Forschungsvorhabens wurde mit KOSIMEUS ein System zur Unterstützung strategischer Entscheidungen für die Eisen- und Stahlindustrie entwickelt und prototypisch angewendet. Die stoffum­wandelnden Aggregate eines integrierten Hüttenwerkes und eines Elektrostahlwerkes (Sinteranlage, Hochofen, Entschwefelung, Konverter, Elektrolichtbogenofen) wurden mit einem Flowsheetingsystem (Aspen Plus) modelliert und mit ebenfalls modellierten, aussichtsreichen produktionsintegrierten Umweltschutzmaßnahmen wie Heißbrikettierung, Niederschachtofen, INMETCO- und COMET-Verfahren im Prozessverbund simuliert. Die im Rahmen der Arbeiten entwickelte, gleichermaßen auf empirischen Zusammenhängen und thermodynamischen Grundlagen aufbauende Methodik der problemadäquaten Modellierung liefert aussagekräftige Stoff- und Energiebilanzen, die als Grundlage einer techno-ökonomischen Bewertung dienen. Neben der Berücksichtigung der Hauptelemente, der besonders umwelt- und prozessrelevanten Substanzen sowie der für die Produktqualität maßgeblichen Elemente erlaubt die Methodik insbesondere auch die Abbildung der vorherrschenden nicht­linearen Prozesszusammenhänge.

KOSIMEUS wurde zunächst proto­typisch im Referenzunternehmen, der Salzgitter AG Stahl und Technologie, eingesetzt. Dort wurden innovative Konzepte zur Kreislaufwirtschaft entwickelt, simuliert und umfassend bewertet. Dabei zeigte sich, dass der Einsatz produktionsintegrierter Umweltschutztechniken nicht zwangsläufig zu einer Erhöhung der spezifischen Produktionskosten führt. Durch geeignete technische Maßnahmen kann der Eiseninhalt der Reststoffe in Form von Aufbereitungsprodukten wie etwa Eisenschwamm in die Prozesskette zurückgeführt werden und so eine Verringerung des Verbrauchs an sonstigen Eisenträgern erreicht werden. Durch den Einsatz spezieller Aufbereitungsverfahren wie dem INMETCO- oder COMET-Verfahren kann Zink im Sekundärstaub derart angereichert werden, dass ein Verkauf an die Zinkindustrie möglich erscheint. Kurzstudien, die in Kooperation mit weiteren (Referenz-) Unternehmen erfolgreich durchgeführt wurden, zeigen weitere vielversprechende Einsatzmöglichkeiten der entwickelten Methodik. Dem System KOSIMEUS sollten daher weitere Bereiche der Prozessindustrie erschlossen werden. Gleichzeitig ist die Ausweitung des Systems für weitere Planungsaufgaben, etwa im operativen Bereich, zur Bewertung überbetrieblicher Kreislaufwirtschaftskonzepte oder zum Umweltcontrolling anzustreben.