Maßnahmen zur Dekarbonisierung des Hochofenprozesses durch Einsatz von Wasserstoff

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Der Übergang zu einem nachhaltigen Energiesystem und die damit einhergehende Reduktion der anthropogenen Treibhausgasemissionen ist eine der zentralen Aufgaben der Weltgemeinschaft im 21. Jahrhundert. Eine aussichtsreiche Möglichkeit, die CO2-Emissionen in der Stahlindustrie zu senken, ist die Nutzung von Wasserstoff als Reduktionsmittel. In der vorliegenden Arbeit werden diesbezüglich zwei Konzepte zum Einsatz von Wasserstoff bei der Roheisenerzeugung im Hochofen untersucht. Zum einen wird das Einblasen von Wasserstoff als Ersatzreduktionsmittel in die Formenebene oder den Schacht des Hochofens betrachtet. Zum anderen wird die Nutzung von direkt reduziertem Eisen als Möllerbestandteil im Hochofen untersucht, welches zum Großteil mit Wasserstoff hergestellt wird. Den Kern der Arbeit stellt dabei die Ermittlung hinsichtlich des Wasserstoffbedarfs effizienter Betriebsfälle zur Minderung der CO2-Emissionen des Hochofenprozesses dar. Für diesen Zweck wird ein geeignetes Prozessmodell des Hochofens erstellt und anhand von Betriebsdaten validiert.