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WEISS_4PN

Förderprojekt
WEISS_4PN

Integrative Anwendung von Innovationen und digitales Kühlleistungsmanagement zur Reduzierung des Wasserbedarfs in der Stahlproduktion

Überblick

Überwiegend wird in der Industrie Wasser zur Kühlung benötigt. In der Stahlindustrie beträgt der Anteil 75%. Durch die Klimaveränderungen muss künftig von einer zumindest temporär eingeschränkten Wasserverfügbarkeit ausgegangen werden. Um dennoch eine hohe Betriebssicherheit für die Stahlproduktion zu erreichen, muss der Frischwasserbedarf möglichst weitgehend von der Produktion entkoppelt und durch Rückgewinnung von Wasser aus Abwasserströmen des Standorts minimiert werden.

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Hierfür wird die aus dem WEISS Projekt vorhandene Pilotanlage (Kapazität: 1 m³/h) am Standort Eisenhüttenstadt aufgestellt und es werden bisher nicht betrachtete Abwässer entsalzt, um das Potenzial, die Verdunstungsverluste im offenen Kühlkreislauf durch interne Wasserströme zu ersetzen, maximal auszuschöpfen. Zunächst wird der Ablauf der Abwasserreinigung getestet werden. Hierfür werden zusätzlich erforderliche Vorbehandlungsschritte nach sorgfältiger Analyse der Wasserzusammensetzung festgelegt und deren Wirksamkeit im Labor getestet. Die erprobte Vorbehandlung wird anschließend realisiert, in die Pilotanlage integriert und das Abwasser entsalzt.

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Ein betriebswirtschaftlich für die Anwendung entscheidender Aspekt ist die sichere und kostengünstige Entsorgung der bei der Entsalzung entstehenden Konzentrate. Daher werden die Salzfraktionen in zwei unterschiedlichen Ansätzen voneinander getrennt.

Ein Optimierungs- und Prognosewerkzeug soll die Entwicklung der Zusammensetzung sowie der Verfügbarkeit des Frischwassers ermitteln, um Engpässe frühzeitig erkennen zu können. Durch ein in den Prozess integriertes, digitales Kühlleistungsmanagement sollen die Potentiale bestehender Kühlkreislaufsysteme optimal ausgeschöpft werden, indem die produktionsbedingte Wärmelast mit der aktuellen wetterbedingten Kühlkapazität verknüpft wird. Schließlich sind die Konzepte wirtschaftlich und ökologisch zu bewerten, um die ökonomisch günstigsten und ökologisch verträglichsten Lösungen zu selektieren.

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Ziele

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  • Sicherung der Wasserverfügbarkeit
  • Anwendung innovativer Technologien
  • Nutzung der Potenziale der Digitalisierung
  • Übertragbarkeit auf andere Standorte inkl. Konzentratbehandlung
  • Nachhaltigkeit in der Konzentratbehandlung
  • Etablierung eines Referenzprojektes

Arbeitsschwerpunkte

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Laboruntersuchungen

  • Vorbehandlung von Abwässer für die Umkehrosmose (RO)
  • Säurebeständige Antifouling-beschichte Membranen
  • Membranbasierte kapazitative Deionisation (mCDI)
  • Konzentrataufarbeitung
  • Beschichtung für radiativen Kühler
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Pilotversuche

  • Integration der Vorbehandlung in die Pilotanlage
  • Entsalzung von Absalzwasser
  • Vorbehandlung und 2-stufige Entsalzung von Abwässern
  • Testen des radiativen Kühlers
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Theoretische Betrachtungen

  • Konzepterstellung
  • Kostenvergleich
  • Multikriterielle Bewertungsanalyse (MCDA)
  • Life Cycle Assessment (LCA)
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Digitalisierung

  • Digitales Prognosewerkzeug
  • Digitales Kühlleistungsmanagement

Partner

Kontakt

SMSgroup Ante,Dr. Angela

Dr. Angela Ante

SMS group GmbH
Research & Development
Wiesenstraße 30
57271 Hilchenbach-Dahlbruch
Germany

Telefon : +49 2733 29 3009

Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert