Forschungsvorhaben zur Wärmerückgewinnung mittels Trockenschlackegranulation

Ziel von FORWÄRTS ist die Weiterentwicklung eines Verfahrens, um die beim Hochofenprozess erzeugte und beim Abstich ca. 1500°C heiße Schlacke einerseits trocken zu granulieren um ein Produkt mit gleichen oder besseren Eigenschaften gegenüber dem herkömmlich (bei der Nassgranulation erzeugten) Hüttensand zu erzeugen, und andererseits gleichzeitig die erhebliche thermische Energie der Schlacke (rd. 1,5 GJ/t) für Wärmerückgewinnung zu nutzen. Dies soll durch experimentelle Untersuchungen mit schmelzflüssigen Hochofenschlacken am Gelände eines Hüttenwerkes erreicht werden. Es ist heute Stand der Technik, dass schmelzflüssige Hochofenschlacken in Granulationsanlagen unter Verwendung von großen Wassermengen schnell abgekühlt werden. Dabei entsteht glasiger Hüttensand, der vor einer weiteren Verarbeitung in der Zement- und Betonindustrie mit hohem Energieaufwand getrocknet werden muss. Bei dieser konventionellen Nassgranulationstechnik, wie auch bei der alternativen Beetabkühlung zu kristalliner Stückschlacke, besteht nicht die Möglichkeit das erhebliche Wärmepotential der flüssigen Schlacke zu nutzen. Die flüssigen Hochofenschlacken stellen eine der größten, noch ungenutzten Hochtemperaturpotentiale der Eisen- und Stahlindustrie dar, wodurch die Wärmerückgewinnung aus Schlacken für diese Industrie von großer Bedeutung ist. Durch den Einsatz des alternativen Kühlmediums Luft ermöglicht FORWÄRTS die Wärmerückgewinnung aus Schlacken auf hohem Temperaturniveau. FORWÄRTS wird demnach bislang ungenutzte Abwärmequellen (~ 1,5 GJ/t Schlacke) durch ein neues Verfahren (Trockengranulation) nutzbar machen, sodass Hüttensand mit mindestens der gleichen Produktqualität (&gt, 95% Glasgehalt, Festigkeitseigenschaften, Abriebverhalten, Korngröße, Abbindeverhalten) wie bei Nassgranulation (Stand der Technik) entsteht. Weltweit wird rund 400 Mio. t Hochofenschlacke p.a. produziert, davon wäre ein Anteil von ca. 210 Mio. t p.a. für FORWÄRTS nutzbar. Dadurch ergibt sich ein weltweites Energieeinsparungspotential von 284 PJ thermisch oder 68 PJ elektrisch p.a. Durch die Generation von elektrischer Energie besteht für die Eisen- und Stahlindustrie ein CO2 Einsparungspotential von 10,7 Mio. t p.a. Weiters ergeben sich durch die Einsparung der Trocknungsenergie des Hüttensandes (132 kWh/t Hüttensand bei 10M% Restfeuchte) einen zusätzliche CO2-Reduktion von 6,3 Mio. t p.a. Wasserverunreinigungen werden gänzlich vermieden und der Wasserkonsum wird bis zu 95% verringert. Für die Markteinführung von industriellen Anlagen zur trockenen Granulation von Hochofenschlacke mit Wärmerückgewinnung wird ein Zeitrahmen von 1 bis 2 Jahren nach dem Abschluss dieses Forschungsprojektes angestrebt. Durch FORWÄRTS kann eine weltweite CO2-Reduktion von insgesamt 17 Mio. Tonnen pro Jahr erreicht werden.