CO₂-Abscheidung am Hochofen mit über 90 Prozent Erfolgsquote

ArcelorMittal hat gemeinsam mit Mitsubishi Heavy Industries (MHI), BHP und Mitsubishi Development (MDP) die erste Phase eines Pilotprojekts zur CO₂-Abscheidung am belgischen Stahlstandort Gent erfolgreich abgeschlossen. Über mehr als 4.500 Betriebsstunden wurde Kohlendioxid aus dem Hochofengas abgeschieden. Dabei erreichte die Anlage Abscheideraten von über 90 Prozent.

Zum Einsatz kam das von Mitsubishi Heavy Industries entwickelte Advanced KM CDR Process. Das Verfahren wurde unter den anspruchsvollen Bedingungen eines integrierten Hüttenwerks erprobt. Hochofengas enthält neben Kohlendioxid und Kohlenmonoxid auch Staub, Schwefelverbindungen und weitere Verunreinigungen, die bei der CO₂-Abscheidung berücksichtigt werden müssen.

Die Ergebnisse liefern nach Angaben der Projektpartner wichtige Betriebs- und Engineeringdaten für die Bewertung einer möglichen großtechnischen Anwendung.

Bis zu 24 Prozent geringere CO₂-Intensität möglich

Auf Grundlage der Versuchsergebnisse haben die Projektpartner das Potenzial einer industriellen Umsetzung am Hochofen in Gent untersucht. Demnach könnte die CO₂-Intensität des Standorts um bis zu 24 Prozent reduziert werden, wenn die Technologie im großtechnischen Maßstab auf das Hochofengas vor dessen Verbrennung angewendet wird.

Die im Pilotversuch erreichte Abscheiderate von über 90 Prozent darf dabei nicht mit einer entsprechenden Verringerung der gesamten Hochofenemissionen gleichgesetzt werden. Denn abgeschieden wurde ausschließlich das bereits im Hochofengas enthaltene CO₂.

Das ebenfalls vorhandene Kohlenmonoxid bleibt im Gas zurück und kann weiterhin zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. Bei seiner Verbrennung entsteht allerdings zusätzliches Kohlendioxid.

Die mögliche Reduktion um bis zu 24 Prozent bezieht sich auf die Emissionsintensität warmgewalzter Produkte und wurde nach der Life-Cycle-Inventory-Methodik des Weltstahlverbands worldsteel berechnet.

Zweite Projektphase untersucht Abgase des Warmbandwerks

Nach Abschluss der ersten Testphase soll die CO₂-Abscheidung auf weitere Emissionsquellen des Stahlwerks ausgeweitet werden. Im Mittelpunkt steht zunächst der Wiedererwärmungsofen des Warmbandwerks, in dem Stahlbrammen vor dem Walzen auf die erforderliche Temperatur gebracht werden.

Der Ofen wird mit einer Mischung aus Prozessgasen der Stahlherstellung und Erdgas betrieben. Dazu gehören Kokereigas, Hochofengas und Konvertergas.

Anders als beim Hochofengas soll das Kohlendioxid hier aus den Abgasen nach der Verbrennung abgeschieden werden. Die zweite Versuchsphase untersucht deshalb, wie sich die Technologie bei veränderten und stärker schwankenden Abgasbedingungen verhält.

Die Ergebnisse sollen zeigen, wie sich CO₂-Abscheideanlagen an mehreren Emissionsquellen eines integrierten Stahlwerks miteinander kombinieren lassen. Nach Einschätzung der Projektpartner könnte ein solcher Ansatz langfristig dazu beitragen, die Emissionsintensität der Hochofenroute weiter in Richtung nahezu emissionsfreier Stahlproduktion zu senken.

Technische Grundlage für eine mögliche Großanlage

ArcelorMittal stellt für die Versuche den Standort Gent zur Verfügung. Mitsubishi Heavy Industries liefert die Abscheidetechnologie und verantwortet die verfahrenstechnische Entwicklung sowie die technische Bewertung. Die Rohstofflieferanten BHP und Mitsubishi Development beteiligen sich an der Finanzierung.

Mit dem Abschluss der ersten Projektphase ist die technische Machbarkeit der CO₂-Abscheidung aus Hochofengas im Pilotmaßstab nachgewiesen. Ob und wann eine großtechnische Anlage realisiert wird, ist damit noch nicht entschieden. Die gewonnenen Daten sollen zunächst in weitere technische Untersuchungen und Planungen einfließen.

Quelle und Foto: ArcelorMittal Belgium