WO2014040989A2 - Verfahren zum erzeugen von stahl - Google Patents

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WO2014040989A2 PCT/EP2013/068726 EP2013068726W WO2014040989A2 WO 2014040989 A2 WO2014040989 A2 WO 2014040989A2 EP 2013068726 W EP2013068726 W EP 2013068726W WO 2014040989 A2 WO2014040989 A2 WO 2014040989A2
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing steel according to the preamble of claim 1 and a and method for storing discontinuous energy.
  • smelting reduction processes in which the melting process, the reduction gas production and the direct reduction are combined with one another, for example processes of the brands COREX, FINEX, HiSmelt or HiSarna.
  • Iron sponge in the form of HDRI, CDRI or HBI are usually further processed in electric furnace, which is extremely energy-intensive.
  • the direct reduction is carried out by means of hydrogen and carbon monoxide from methane and possibly Synthe ⁇ se gas.
  • methane is first reacted according to the following reaction: CH 4 + C0 2 2C0 + 2H and the iron oxide reacts with the reducing gas beispielswei ⁇ se for:
  • This process thus also emits CO 2 .
  • WO 2011/018124 discloses methods and systems for providing storable and transportable carbon-based energy carriers using carbon dioxide and using regenerative electrical energy and fossil fuels.
  • a proportion of regeneratively produced methanol and a proportion of methanol provided by means of non-regenerative electrical energy and / or is produced by direct reduction and / or partial oxidation and / or reforming.
  • the object of the invention is to provide a method by which pig iron, in particular steel, can be produced C02-neutral on an industrial scale.
  • the steel production is at least partially, preferably completely operated with regenerative energy, where ⁇ on the one hand a direct reduction process is operated and on the other hand, the intermediate product obtained in the direct reduction process in the example electric arc furnace further processed accordingly.
  • ⁇ on the one hand a direct reduction process is operated and on the other hand, the intermediate product obtained in the direct reduction process in the example electric arc furnace further processed accordingly.
  • use in the LD process and / or blast furnace would also be possible.
  • a particular advantage is that the intermediate product generated by means of regenerative energy can be stored until it is further processed, which means that storage of regenerative energy is possible with the method according to the invention. Exactly this storage of regenerative energy has been a very big problem so far, since in particular electrical energy, which is obtained from wind or sun, depends on climatic conditions, which are not always the same. Hydropower generated electrical energy is not always available.
  • the inventive method provides to use these generated from wind, water or solar energy electric energy for generating hydrogen from water by way of electrolysis.
  • a direct reduction plant is operated in the - be reduced stor ⁇ -refined ores - also preferable with such generated electric energy.
  • the thus obtained intermediate ⁇ product is an ideal memory of this renewable energy is and can be stored until its further processing and any form of transport accessible to a further processing device, in particular when it is needed there.
  • this intermediate can then be produced at the place of its formation in large quantities which exceed the current demand, if the corresponding electrical energy is sufficiently available. If this energy is not available, sufficient quantities of the intermediate and thus of the energy are available to meet the demand.
  • the intermediate product can also be used in the blast furnace or LD process.
  • the hydrogen from the regenerative processes with carbon or hydrogen-containing gas streams such as CH4, COG, syngas, etc.
  • carbon or hydrogen-containing gas streams such as CH4, COG, syngas, etc.
  • the ratio Zvi ⁇ rule hydrogen from the regenerative processes substance- to carbon- and hydrogen-containing gas streams can be continuously varied depending on availability. For example, when there is a great deal of hydrogen, almost 100% of this is used for direct reduction. The remainder is the minimum necessary carbon or hydrogen-containing gas stream for adjusting the carbon content. But .In case of need can also pure carbon- and hydrogen-containing gas streams ⁇ (such as natural gas, biogas and gas from pyrolysis for ⁇ renewable resources) to be changed.
  • the method is operated so that by means of regenerative energy in their presence as much hydrogen is generated, as it allows the existing energy and to use this hydrogen for the direct reduction.
  • a carbon- and hydrogen-containing gas streams and gas streams from the biogas production and pyrolysis of renewable resources come even ⁇ course in question.
  • This buffering of the hydrogen can be used, for example, in a gasometer, and the adjustment of the contents of carbon- or hydrogen-containing gas streams can take place via a forecasting control.
  • This prediction control can measure the predicted attack / generation amount of hydrogen and regenerative energy, further but also, for example, weather forecasts for the generation ⁇ amount of regenerative energy to be able to estimate.
  • forecast forecasts from other external consumers can be included in this forecasting control so that the generated data can be used electrical energy used from renewable sources efficiently in the host ⁇ economically sensible.
  • the prevailing temperatures of the gas stream are set by heating by means of, for example, reformer, heater or partial oxidation to 450 ° C to 1200 ° C, preferably 600 ° C to 1200 ° C in particular 700 ° C to 900 ° C and then introduced into the direct reduction process, to perform a chemical reaction there.
  • the gas stream which leaves the direct reduction process can also be recycled into the process as a gas stream containing carbon or hydrogen.
  • the resulting possible intermediates according to the invention are HBI, HDRI or CDRI.
  • overpressures of 0 bar to 15 bar are set.
  • overpressures of about 1.5 bar are preferred in the MIDREX process and about 9 bar in Energiron.
  • the carbon content can ideally be adjusted to 0.0005% to 6.3%, preferably 1% to 3% and directly as C or Fe 3 C im Intermediate be incorporated.
  • Such Zvi is ⁇ rule product ideally set in the carbon content and are particularly suitable for further processing as it contributes to not ⁇ agile carbon content for the metallurgical process.
  • FIG. 1 shows the inventive method in a beispielhaf ⁇ th embodiment (electric arc furnace) at a glance;
  • FIG. 2 shows an overview of the method according to the invention in a second exemplary embodiment (LD method);
  • the reduction of predominantly oxidi ⁇ rule iron carrier via hydrogen and optionally carbon ⁇ fabric handles either CO2 from industrial processes, which can not avoid a CC> 2 emissions, or methane, in particular from regenerative processes such as the production of biogas.
  • the iron ore reduction may be known to take place in three possible answer ⁇ th:
  • Iron ore reduction (hematite, iron (I I)) oxide is carried out by:
  • the intermediate product obtained in the direct reduction process can be so-called DRI (direct reduced iron) or HBI (hot briquetted iron), which according to FIG Electric arc furnace can be smelted to steel if necessary with the addition of scrap.
  • DRI direct reduced iron
  • HBI hot briquetted iron
  • FIG. 1 furthermore shows that HDRI or CDRI can also be fed directly into the electric furnace without the "detour" of HBI production.
  • HBI may also be used in other metallurgical processes other than the electric arc furnace such as e.g. in the blast furnace process or as a scrap set in the LD process.
  • CDRI or HDRI can also be fed directly to the blast furnace process or LD process.
  • these can be stored in the form of hydrogen, if it is present in excess. This storage can be done for example in a gasometer. Such a memory is then used in the event of fluctuations. Short term Swan ⁇ effects can be predicted, for example, occur in solar systems at night or unpredictable such as wind strength fluctuations in wind turbines.
  • Another advantage of the invention lies in the spatial decoupling of the places of production of regenerative energy and the use of this energy. For example, solar plants tend to be built in sun-warmed, warmer areas with a lot of space, whereas steelworks are often found near rivers or seas.

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Description

Verfahren zum Erzeugen von Stahl
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Stahl nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein und Verfahren zum Speichern diskontinuierlich anfallender Energie.
Die Stahlerzeugung wird zur Zeit auf unterschiedliche Arten vorgenommen. Die klassische Stahlerzeugung erfolgt über die Erzeugung von Roheisen im Hochofenprozess aus vorwiegend oxi¬ dischen Eisenträgern. Bei diesem Verfahren werden ca. 450 bis 600 kg Reduktionsmittel, zumeist Koks, pro Tonne Roheisen ver¬ braucht, wobei dieses Verfahren sowohl bei der Erzeugung von Koks aus Kohle als auch bei der Erzeugung des Roheisens ganz erhebliche Mengen CO2 freisetzt. Zudem sind sogenannte "Direkt- reduktionsverfahren" bekannt (Verfahren entsprechend der Marken, MIDREX, FINMET, ENERGIRON/HYL , etc . ) , bei denen aus vorwiegend oxidischen Eisenträgern der Eisenschwamm in der Form von HDRI (Hot Direct Reduced Iron) , CDRI (Cold Direct Reduced Iron) bzw. sogenanntes HBI (hot briquetted iron) erzeugt wird.
Zudem gibt es noch sogenannte Schmelzreduktionsverfahren, bei denen der Schmelzprozess, die Reduktionsgaserzeugung und die Direktreduktion miteinander kombiniert werden, beispielsweise Verfahren der Marken COREX, FINEX, HiSmelt oder HiSarna.
Eisenschwamm in der Form von HDRI , CDRI bzw. HBI werden üblicherweise in Elektroofen weiter verarbeitet, was außerordentlich energieintensiv ist. Die Direktreduktion wird mittels Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid aus Methan und ggf. Synthe¬ segas vorgenommen. Beispielsweise wird beim sogenannten MIDREX-Verfahren zunächst Methan entsprechend der folgenden Reaktion umgesetzt: CH4 + C02 2C0 + 2H und das Eisenoxid reagiert mit dem Reduktionsgas beispielswei¬ se nach:
Fe203 + 6CO(H2) 2Fe + 3C02 (H20) + 3 CO(H2).
Auch dieses Verfahren stößt somit CO2 aus.
Aus der DE 198 53 747 Cl ist ein kombinierter Prozess zur Direktreduktion von Feinerzen bekannt, wobei die Reduktion mit Wasserstoff oder einem anderen Reduktionsgas in einer liegenden Wirbelschicht erfolgen soll.
Aus der DE 197 14 512 AI ist eine Kraftwerksanlage mit Solar¬ gewinnung, Elektrolyseeinrichtung und einem industriellen Me- tallurgieprozess bekannt, wobei dieser industrielle Prozess entweder die stromintensive Metallherstellung von Aluminium aus Bauxit betrifft oder ein Metallurgieprozess mit Wasser¬ stoff als Reduktionsmittel bei der Herstellung von nichtheißen Metallen wie Wolfram, Molybdän, Nickel oder dergleichen oder ein Metallurgieprozess mit Wasserstoff als Reduktionsmittel unter Anwendung des Direktreduktionsverfahren bei der Herstellung von Eisenmetallen sein soll. Dies wird in dieser Schrift jedoch nicht weiter ausgeführt.
Aus der WO 2011/018124 sind Verfahren und Anlagen zum Bereitstellen speicherbaren und transportablen kohlenstoffbasierter Energieträger unter Einsatz von Kohlendioxid und unter Einsatz von regenerativer elektrischer Energie und von fossilen Brennstoffen bekannt. Hierbei werden ein Anteil von regenerativ erzeugtem Methanol und ein Anteil von Methanol bereitgestellt, der mittels nicht regenerativer elektrischer Energie und/oder mittels Direktreduktion und/oder über partielle Oxidation und/oder Reformierung erzeugt wird.
Bei allen bislang bekannten Verfahren zur Stahlherstellung ist von Nachteil, dass ein nachhaltiges, und umfassendes Herstel¬ lungskonzept auf Basis regenerativer Ressourcen für die Stahlherstellung im industriellen Maßstab fehlt.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zu schaffen, mit dem Roheisen insbesondere Stahl C02-neutral im industriellen Maßstab hergestellt werden kann.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unter¬ ansprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird die Stahlherstellung zumindest teilweise, bevorzugt vollständig mit regenerativer Energie betrieben, wo¬ bei hierbei einerseits ein Direktreduktionsverfahren betrieben wird und andererseits das im Direktreduktionsverfahren gewonnene Zwischenprodukt im beispielsweise Elektrolichtbogenofen entsprechend weiter verarbeitet wird. Jedoch wäre auch ein Einsatz im LD-Verfahren und/oder Hochofen möglich. Ein besonderer Vorteil ist, dass das mittels regenerativer Energie er¬ zeugte Zwischenprodukt bis zu seiner Weiterverarbeitung lagerbar ist, was bedeutet, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Speicherung regenerativer Energie möglich ist. Genau diese Speicherung regenerativer Energie stellt bislang ein sehr großes Problem dar, da insbesondere elektrische Energie, welche aus Wind oder Sonne gewonnen wird, von klimatischen Bedingungen abhängig ist, die nicht immer gleich sind. Auch aus Wasserkraft gewonnene elektrische Energie steht nicht immer zur Verfügung. Oftmals liegen die Verbraucher nicht an denselben Orten der Erzeugung von regenerativer Energie. Dieses Problem der Speicherung und des Transports der gespeicherten Energie wird mittels der Erfindung gelöst, da das erfindungs¬ gemäß erzeugte Zwischenprodukt in kleinen Einheiten in belie¬ biger Menge beispielsweise durch Schiffstransport effizient an beliebige Orte transportiert werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, diese aus Wind-, Wasser- oder Sonnenenergie erzeugte elektrische Energie dafür zu nutzen, Wasserstoff aus Wasser im Wege der Elektrolyse zu erzeugen. Vorzugsweise am Ort der Erzeugung des Wasserstoffs wird eine Direktreduktionsanlage betrieben, in der - ebenfalls bevorzugt mit derart erzeugter elektrischer Energie - aufbe¬ reitete Eisenerze reduziert werden. Das so gewonnene Zwischen¬ produktstellt einen idealen Speicher dieser regenerativen Energie dar und kann bis zu seiner Weiterverarbeitung gelagert werden und ist jeder Form des Transports zu einer weiterverarbeitenden Einrichtung zugänglich, insbesondere wenn es dort benötigt wird. Insbesondere kann dieses Zwischenprodukt am Ort seiner Entstehung dann in großen Mengen, die den momentanen Bedarf übersteigen, hergestellt werden, wenn die entsprechende elektrische Energie ausreichend zur Verfügung steht. Steht diese Energie nicht zur Verfügung, sind ausreichende Mengen des Zwischenprodukts und damit auch der Energie vorhanden, um den Bedarf erfüllen zu können.
Durch das Betreiben eines entsprechenden Elektrolichtbogens , ebenfalls vorzugsweise insbesondere vollständig mit Energie aus Wind-, Wasser- oder Solarenergie, gelingt es, eine CO2- freie Stahlerzeugung zu verwirklichen und zudem regenerative Energie zu speichern. Alternativ kann das Zwischenprodukt auch im Hochofen bzw. LD-Verfahren eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß kann der Wasserstoff aus den regenerativen Prozessen mit kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältigen Gasströmen wie beispielsweise CH4, COG, Synthesegas usw., , in einer Di- rektreduktionsanlage eingesetzt werden. Das Verhältnis zwi¬ schen Wasserstoff aus den regenerativen Prozessen zu kohlen- stoff- bzw. Wasserstoffhältigen Gasströmen kann je nach Verfügbarkeit kontinuierlich variiert werden. Beispielsweise wird bei Vorliegen von sehr viel Wasserstoff dieses zu fast 100 % für die Direktreduktion verwendet. Den Rest bildet der minimal notwendige kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältigen Gasstrom für die Einstellung des Kohlenstoffanteils . .Im Bedarfsfall kann aber auch auf reine kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältige Gas¬ ströme (beispielsweise Erdgas, Biogas, Gas aus Pyrolyse nach¬ wachsender Rohstoffe) umgestellt werden.
Bevorzugt wird jedoch das Verfahren so betrieben, dass mittels regenerativer Energie bei deren Vorhandensein so viel Wasserstoff erzeugt wird, wie es die vorhandene Energie zulässt und diesen Wasserstoff für die Direktreduktion zu verwenden. Als kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältige Gasströme kommen selbst¬ verständlich auch Gasströme aus der Biogaserzeugung und der Pyrolyse nachwachsender Rohstoffe in Frage.
Überschüssiger Wasserstoff, welche nicht unmittelbar verbraucht werden kann, kann zwischengespeichert werden.
Diese Zwischenspeicherung des Wasserstoffs kann beispielsweise in einem Gasometer verwendet werden und die Einstellung der Gehalte an kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältigen Gasströmen kann über eine Prognosesteuerung erfolgen. Diese Prognosesteuerung kann den prognostizierten Anfall/Erzeugungsmenge von Wasserstoff bzw. regenerativer Energie messen, des Weiteren aber auch beispielsweise Wettervorhersagen um die Erzeugungs¬ menge an regenerativer Energie abschätzen zu können. Darüber hinaus kann in diese Prognosesteuerung auch Bedarfsvorhersagen anderer externer Verbraucher einfließen, damit die erzeugte elektrische Energie aus regenerativen Quellen optimal am wirt¬ schaftlich sinnvollsten eingesetzt wird.
Die hierbei herrschenden Temperaturen des Gasstromes werden durch Erwärmung mittels beispielsweise Reformer, Heater oder partielle Oxidation auf 450°C bis 1200°C, bevorzugt 600°C bis 1200°C insbesondere 700°C bis 900°C eingestellt und dann in den Direktreduktionsprozess eingeführt, um dort eine chemische Reaktion durchzuführen. Auch der Gasstrom, welcher den Direktreduktionsprozess verlässt, kann in den Prozess als kohlen- stoff- bzw. Wasserstoffhältiger Gasstromrückgeführt werden.
Die sich hieraus ergebenden möglichen erfindungsgemäßen Zwischenprodukte sind HBI, HDRI oder CDRI .
Hierbei werden Überdrücke von 0 bar bis 15 bar eingestellt.. Beispielsweise sind Überdrücke von ca. 1,5 bar beim MIDREX Verfahren und etwa 9 bar bei Energiron bevorzugt.
Bei der Vermischung des regenerativ erzeugten Wasserstoffs mit kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältigen Gasströmen, kann der Kohlenstoffgehalt idealerweise eingestellt werden, und zwar auf 0,0005 % bis 6,3 %, bevorzugt 1 % bis 3 % und direkt als C oder Fe3C im Zwischenprodukt eingebaut sein. Ein solches Zwi¬ schenprodukt ist im Kohlenstoffgehalt ideal eingestellt und besonders gut zur Weiterverarbeitung geeignet da es den not¬ wendigen Kohlenstoffgehalt für den metallurgischen Prozess beisteuert .
Die Erfindung wird beispielhaft anhand einer Zeichnung erläu¬ tert. Es zeigen hierbei:
Figur 1 das erfindungsgemäße Verfahren in einer beispielhaf¬ ten Ausführungsform (Elektrolichtbogenofen) im Überblick; Figur 2 das erfindungsgemäße Verfahren in einer zweiten beispielhaften Ausführungsform (LD-Verfahren) im Überblick;
Figur 3 die Stoff- und Energieströme schematisch.
Erfindungsgemäß erfolgt die Reduktion der vorwiegend oxidi¬ schen Eisenträger über Wasserstoff und gegebenenfalls Kohlen¬ stoffträger entweder CO2 aus industriellen Prozessen, die einen CC>2-Ausstoß nicht vermeiden können, oder Methan, insbesondere aus regenerativen Prozessen wie der Biogaserzeugung.
Die Eisenerzreduktion kann bekannterweise in drei Möglichkei¬ ten erfolgen:
„klassischer" Hochofen Prozess - Erzeugung Roheisen aus Eisenträgern und Reduktionsmittel, vor allem Koks
Direktreduktion - beispielsweise MIDREX - Eisenschwamm (HDRI, CDRI und HBI -,
Schmelzreduktion - Kombination von Schmelzprozess, Reduktionsgaserzeugung und Direktreduktion beispielsweise COREX oder FINEX.
Eisenerzreduktion (Hämatit, Eisen ( I I I ) -Oxid erfolgt durch:
Kohlenmonoxid: Fe203 + 6C0 -> 2Fe + 3C0 + 3C02
Wasserstoff: Fe203 + 6H2 -> 2Fe + 3H2 + 3H20
Das im Direktreduktionsverfahren gewonnene Zwischenprodukt kann hierbei sogenanntes DRI (direct reduced iron) oder HBI (hot briquetted iron) sein, welches entsprechend Figur 1 im Elektrolichtbogenofen ggf. unter Zugabe von Schrott zu Stahl verhüttet werden kann.
Figur 1 zeigt des Weiteren, dass HDRI bzw. CDRI auch ohne den „Umweg" der HBI-Herstellung direkt in den Elektroofen geführt werden können.
Erfindungsgemäß kann HBI auch in anderen metallurgischen Prozessen außer dem Elektrolichtbogenofen wie z.B. im Hochofen- prozess oder als Schrottersatz im LD-Verfahren eingesetzt werden .
Eine solche Ausführungsform wird in Figur 2 dargestellt. Hierbei kann noch erwähnt werden, dass CDRI bzw. HDRI auch direkt dem Hochofenprozess bzw. LD-Verfahren zugeführt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann zum Ausgleich von kurzfristigen Schwankungen bei der Erzeugung der erneuerbaren Energie diese in Form von Wasserstoff gespeichert werden, wenn diese im Überschuss vorhanden ist.. Diese Speicherung kann beispielsweise in einem Gasometer erfolgen. Ein solcher Speicher wird dann bei Schwankungen genützt. Kurzfristige Schwan¬ kungen können vorhersehbar z.B. bei Solaranlagen in der Nacht oder unvorhersehbar wie z.B. Windstärkenschwankungen bei Windkraftanlagen auftreten.
Längerfristige Schwankungen welche unter anderem durch die unterschiedlichen Jahreszeiten sich ergeben können, können bevorzugt in die Energiespeicherung in Form von HBI erfolgen.
Auch kann im Bedarfsfall auf den Einsatz von kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältigen Gasen wie beispielsweise Erdgas zurückge¬ griffen werden und ein Einsatz von Wasserstoff optimalerweise nur bei bei ausreichend erneuerbarem Strom erfolgen. Vorteilhafterweise ergeben sich daraus die optimalen Einsatzmöglichkeiten der regenerativen Energie, da diese kontinuierlich je nach Verfügbarkeit der entsprechenden Energieform eingesetzt werden kann und die fehlende Restenergie durch andere Energieträger im Bedarfsfall ergänzt werden kann. Dadurch kann die Emission von C02 jederzeit auf das in diesem Moment mögli¬ che Minimum durch die Nutzung regenerativer Energiequellen reduziert werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der räumlichen Entkopplung der Orte der Herstellung der regenerativen Energie und der Nutzung dieser Energie. Beispielsweise werden Solaranlagen eher in sonnenbegünstigten, wärmeren Gegenden mit viel Platz errichtet, wohingegen Stahlwerke oftmals in der Nähe von Flüssen oder Meeren zu finden sind.
Da die produzierte Energie beispielsweise in HBI gespeichert vorliegt ist diese leicht und effizient zu transportieren.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Erzeugen von Stahl, wobei Eisenerz mit Wasserstoff reduziert wird und das so gewonnene Zwischenpro¬ dukt aus reduziertem Eisenerz und gegebenenfalls Begleit¬ stoffen metallurgisch weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser erzeugt ist, wobei die zur Elektrolyse notwendige elektrische Energie regenerative Energie ist, welche aus Wasserkraft und/oder Windkraft und/oder Fotovoltaik oder anderen regenerativen Energieformen stammt und wobei der Wasserstoff und/oder das Zwischenprodukt unab¬ hängig von der momentanen Nachfrage immer dann erzeugt wird, wenn ausreichend regenerativ erzeugte elektrische Energie vorhanden ist, wobei
nicht nachgefragtes Zwischenprodukt bis zur Nachfra¬ ge/Verwendung gelagert wird, so dass auch die rege¬ nerative Energie, die darin gespeichert ist, gela¬ gert wird.
Verfahren zum Erzeugen von Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Reduktion des Eisenerzes zum Zwischenprodukt, dem Wasserstoff ein kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältiges Gas zugesetzt wird, um Kohlenstoff im Zwischenprodukt einzubauen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoff- bzw. Was¬ serstoffhältige GasMethan oder andere Kohlenstoffträgergase aus industriellen Prozessen oder der Biogaserzeugung oder Pyrolyse oder Synthesegas aus Biomasse sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasserstoff zur Redukti¬ on mindestens so viel kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhälti- ges Gaszugesetzt wird, dass der Kohlenstoffgehalt im Zwi¬ schenprodukt 0,0005 Masse-% bis 6,3 Masse-% bis vorzugs¬ weise 1 Masse-% bis 3 Masse-% beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsgas aus Was¬ serstoff und gegebenenfalls Kohlenstoffträgergas mit 450°C bis 1200°C, bevorzugt 600°C bis 1200°C insbesondere 700°C bis 900°C in den Reduktionsprozess eingeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck bei der Reduktion zwischen 0 bar und 15 bar beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen Was¬ serstoff aus regenerativer Herstellung und kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältigen Gasströmen nach Verfügbarkeit kontinuierlich variiert wird, wobei bei ausreichenden regenerativen Energie Wasserstoff aus der Erzeugung mit re¬ generativer Energie eingesetzt wird und beim Ausbleiben von regenerativer Energie auf rein kohlenstoff- bzw. Was¬ serstoffhältige Gasströme umgestellt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Gehalte an Wasserstoff und/oder kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhäl¬ tigen Gasströmenim Gesamtgasstrom über eine Prognosesteuerung erfolgt, wobei mit der Prognosesteuerung der prognostizierte Anfall/Erzeugungsmenge von Wasserstoff und/oder regenerativer Energie und/oder kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältigen Gasströmenaus der Biogaserzeugung o- der der Pyrloyse von nachwachsenden Rohstoffen gemessen wird und/oder Wettervorhersagen in die Abschätzung regenerativer Energie einfließen, wobei auch Bedarfsvorhersa¬ gen anderer externer Verbraucher einfließen wodurch die elektrische Energie aus regenerativen Quellen optimal und am wirtschaftlichsten verteilt werden kann.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom, der von der Direktreduktionsanlage als Abgas emittiert wird in den Prozess als kohlenstoff- bzw. Wasserstoffhältiger
Gasstrom geführt wird.
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