Umwelt-Campus und Stahlindustrie - wie passt das?

Projektdurchsprache am Umwelt-Campus; Teilnehmer von links: Daniel Kramer (PW), Peter Frey (Schütz engineering), Holger Kassebaum (PW), Michael Wahl, Hendrik Zeiger (Umwelt-Campus Birkenfeld), Jan Matthes (PW), Christian Maas, Alexander Uhde, (Schütz engineering)

Auf den ersten Blick passt eine Zusammenarbeit des Umwelt-Campus mit der Stahlindustrie nicht zusammen – aber nur auf den ersten Blick!

In der Stahlindustrie werden viele Schüttgüter unterschiedlicher Korngrößen gehändelt, erhitzt oder für den Transport oder  für nachfolgende Prozessschritte wieder abgekühlt. Solche Prozesse sind oft hervorragend für Wärmerückgewinnungsanlagen geeignet. Allerdings gilt es qualitative Randbedingungen einzuhalten. So muss z.B. eine bestimmte Abkühlkurve eingestellt oder Maßnahmen zur Arbeits- und Umweltsicherheit durchgeführt werden. Leider sind die Stoffeigenschaften der eingesetzten Produkte oft nur unzureichend bekannt. Eine effektiv arbeitende Produktionsanlage – so auch Wärmerückgewinnungsanlagen – ist allerdings auf genaue Stoffdaten angewiesen. So kann ein benötigtes Gebläse nur dann richtig ausgelegt werden, wenn der Druckverlust über ein Schüttgut bei den vorliegenden Temperaturen bekannt ist. Da in den Anlagen zur Stahlerzeugung oft mehrere hunderttausend Kubikmeter Luft umgesetzt werden, macht sich eine richtige Gebläseauslegung direkt finanziell bemerkbar.

An der Fragestellung nach genauen Stoffdaten zur Effizienzsteigerung arbeiten der Umwelt-Campus und die Paul Wurth Umwelttechnik GmbH (PW) eng zusammen. Die Paul Wurth Umwelttechnik GmbH ist eine Tochtergesellschaft des bekannten Luxemburger Anlagenbauers Paul Wurth S.A. und beschäftigt sich unter anderem mit dem Bau von umweltschonenden Anlagen im Bereich des Hochofens. Im Rahmen mehrerer Projekt- bzw. Abschlussarbeiten unterstützte der Umwelt-Campus bei der Konstruktion und Entwicklung einer Versuchsanlage zum definierten Erwärmen und Abkühlen von Schüttgütern. Die folgende Abbildung zeigt die Vertreter der Firmen Paul Wurth Umwelttechnik GmbH, Schütz engineering PLT GmbH und dem Umwelt-Campus bei einer Projektdurchsprache im Januar am Umwelt-Campus.

Nach dem Bau der Anlage durch die Firma Schütz engineering PLT GmbH wurde die Anlage zusammen beim Hersteller in Betrieb genommen, anschließend demontiert und am Campus wieder aufgebaut. Ab April werden am Campus Tests zur Ermittlung von Temperatur- und Druckverläufe bei verschiedenen Versuchsparametern durchgeführt. Für die Studenten bietet sich hiermit die Möglichkeit, die im Studium gewonnenen Kenntnisse an einem Praxisprojekt anzuwenden.

Mit Hilfe der experimentell gewonnen Erkenntnisse können im nächsten Schritt durch PW die entsprechenden Anlagen besser ausgelegt und Energien eingespart werden. Eine bessere Auslegung bzw. eine bessere Auslegung des Arbeitspunktes minimiert die erforderlichen Reserven der Aggregate und verbessert den Wirkungsgrad der Prozesse. Eine der Möglichkeiten bietet sich in der Wärmerückgewinnung bei der Durchströmung von Schüttgut mit Luft. Die durchgeführten Versuche bringen eine bessere Kenntnis der Stoffeigenschaften und somit eine fundiertere Grundlage zur Anlagenauslegung.

An dieser Stelle möchten wir uns recht herzlich bei allen Beteiligten für die gute Zusammenarbeit bedanken!

CAD Modell der Versuchsanlage

Am Umwelt-Campus aufgebaute Versuchsanlage

Ein Teil des Teams bei der Inbetriebnahme von links: Eugen Gerdt, Rufat Dema (UCB), Jan Matthes, Holger Kassebaum (PW), Hendrik Zeiger, Manuel Schmitt, vorne: Yanick Wagner (UCB)