BFI VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH

Wasserstoffgetriebene Direktreduktion (DR) ist die Schlüsseltechnologie für die Dekarbonisierung integrierter Stahlwerke. Erdgasbetriebene DR ist in der Industrie vor allem außerhalb Europas etabliert. Es gibt jedoch keine Erfahrungen mit hoher H₂-Anreicherung von über 80 %.

Für die industrielle DR mit H₂-Anreicherung ist problematisch, dass die Abläufe in Summe endotherm und die Einflüsse auf Morphologie sowie die effektive Kinetik unbekannt sind. Auch die Temperaturverteilung und die Strömungen von Partikeln und Gas im Reaktor sind unbekannt und Probleme, wie das Verkleben von Partikeln, können noch nicht bewertet werden. Es sind noch keine zuverlässigen Prognosen möglich, insbesondere im Hinblick auf die lokale Permeabilität, die Prozessstabilität und die Produktqualität von Schachtöfen industrieller Größe.

MaxH₂DR liefert fehlendes Wissen und Daten über Reduktionsprozesse. Die Bestimmung von Materialeigenschaften unter Prozessbedingungen und die Wechselwirkung von Feststoff- und Gasfluss in einem physikalischen Demonstrator liefern unter anderem Daten für die digitalen Modelle, die auf FEM, FVM oder der Schlüsseltechnologie DEM-CFD basieren. Ziele des Projektes sind, physikalisch verifizierte Modelle zu entwickeln und damit das Scale-up zu untersuchen, das Design zukünftiger Anlagen zu verbessern und den Betriebspunkt von DR-Öfen zu optimieren. Diese Grundlage wird genutzt, um im letzten Schritt die Integration des Prozesses in bestehende Prozessketten mit einem kombinierten digitalen Toolkit zu optimieren.

MaxH₂DR wurde mit dem Net-Zero Industries Award 2024 ausgezeichnet!