Entwicklung von carbonisierten Biomasse-Rückständen als alternativer Energieträger für den Kupolofenprozess

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Der Kupolofen ist das meist eingesetzte Schmelzaggregat in der Gusseisenproduktion. Dort wird Gießereikoks als Energieträger und Aufkohlungsmittel verwendet. Seit 2004 sind deutsche Kupolöfen vollständig von Gießereikoksimporten abhängig. Steigende Preise des fossilen Energieträgers erhöhen den wirtschaftlichen Druck in der meist von kleinen und mittleren Unternehmen geprägten Gießereiindustrie. Durch die Nutzung biogener Kohlenstoffträger könnten die Schmelzkosten reduziert und CO2-Emissionen eingespart werden.

Seit Januar 2010 bearbeitete das TEER gemeinsam mit dem Institut für Gießereitechnik Düsseldorf ein Forschungsprojekt mit dem Ziel, fossilen Gießereikoks durch alternative Energieträger aus Biomasse zu ersetzen. Durch eine Verfügbarkeits- und Marktanalyse wurden geeignete Biomasserückstände identifiziert und mittels Carbonisierungs- und Agglomerationsmethoden für den Einsatz im Kupolofen konfektioniert. Die durch Pyrolyse hergestellten Biokokse wurden als Briketts oder Staub dem Kupolofenprozess zugeführt. Die nachhaltige und kostengünstige Beschaffung der Substrate sowie definierte Anforderungen an die chemische Zusammensetzung der hergestellten Energieträger spielten dabei eine wesentliche Rolle. 15 verschiedene Biomasserückstände, zum Beispiel Stroh, Restholz und Nussschalen, wurden untersucht.
Im Anschluss wurden Brikettierungsversuche mit unterschiedlichen Bindersystemen durchgeführt. Nach Auswertung dieser Untersuchungen wurden ausgewählte Biomassen in einer Pilotanlage carbonisiert und industriell brikettiert. Die erzeugten Biokoksbriketts wurden dann durch Praxisversuche an industriellen Kupolöfen erprobt.

Eine erfolgreiche Substitution von Gießereikoks durch biogene Energieträger würde zur Stärkung dieser für den Industriestandort Deutschland wichtigen Branche beitragen.

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