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WEISS_4PN

Förderprojekt
WEISS_4PN

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt „WEISS_4PN“ zur Fördermaßnahme „WavE“ im Rahmen des Bundesprogramms „Wasser: N“. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)“.

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WEISS_4PN: Integrative Anwendung von Innovationen und digitales Kühlleistungsmanagement zur Reduzierung des Wasserbedarfs in der Stahlproduktion

Projektlaufzeit: 01.04.2021-31.03.2022
Kennziffer: 02WV1570A

Partner

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

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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Arbeitsschwerpunkte

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Laboruntersuchungen

  • TUB + BFI | Konzentrataufarbeitung
  • WEHRLE | Vorbehandlung von Abwässer für die Umkehrosmose (RO)
  • UDE | Säurebeständige Antifouling-beschichte Membranen
  • FEM | Beschichtung für radiativen Kühler
  • BFI | Membranbasierte kapazitative Deionisation (mCDI)
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Pilotversuche

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

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

  • AIXPROCESS + SMS | Digitales Kühlleistungsmanagement
  • BFI | Digitales Prognosewerkzeug

Downloads

Kontakte

SMSgroup Ante,Dr. Angela

Dr. Angela Ante

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

Telefon : +49 2733 29 3009

SMS group GmbH (SMS) 
Anlagenbauunternehmen (Metallurgie)/Koodinator
Eduard-Schloemann-Str. 4,
40088 Düsseldorf

Dr. Angela Ante
angela.ante(at)sms-group.com
Fon: +49 2733 29 30 09
Mobile: +49 151 171 419 82

aixprocess GmbH
Alfonsstr. 44,
52070 Aachen

Dr. Martin Weng
weng(at)aixprocess.de
Fon: +49 241 413 449 21 0
Fax: +49 241 413 449 23 9

ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH (AMEh)
Werkstraße 1,
15890 Eisenhüttenstadt

Steffi Marquardt
steffi.marquardt(at)arcelormittal.com
Fon: +49 3364 372 131
Mobile: +49 162 204 08 38

VDEh-Betriebsforschungsinstitut (BFI)
Forschungsinstitut / Koordinator
Sohnstr. 65,
40237 Düsseldorf

Martin Hubrich
martin.hubrich(at)bfi.de
Fon: +49 211 670 73 43
Mobile: +49 170 582 58 05

fem | Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie
Katharinenstraße 17,
73525 Schwäbisch Gmünd

Christof Langer
langer(at)fem-online.de
Fon: +49 7171 100 65 00

TRUMPF GmbH + Co. KG (TRU)
Johann-Maus-Straße 2,
71254 Ditzingen

Dr. Mostafa Biglari
mostafa.biglari(at)trumpf.com
Fon: +49 151 655 325 55
Mobile: +49 7156 303 344 28

Technische Universität Berlin (TUB)
Institut für Technischen Umweltschutz,
FG Umweltverfahrenstechnik
Hochschule, Sekr. KF2,
Straße des 17. Juni 135,
10623 Berlin

Moritz Münch
m.muench(at)tu-berlin.de
Fon. +49 30 314 250 59
Fax: +49 30 314 254 87

Universität Duisburg-Essen (UDE)
Lehrstuhl für Technische Chemie II
Hochschule
Universitätsstr. 7,
45141 Essen

Prof. Dr. Mathias Ulbricht
mathias.ulbricht(at)uni-essen.de
Fon: +49 201 183 31 51
Fax: +49 201 183 31 47

WEHRLE Umwelt GmbH
Anlagenbauunternehmen (Umwelttechnik),
Bismarckstr. 1-11,
79312 Emmendingen

Dr. Miriam Weissroth
weissroth(at)wehrle-umwelt.com
Fon: +49 7641 585 151
Mobile: +49 172 745 55 91

 

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