Einbindung eines optischen Spektrometers zur Charakterisierung von Plasmen bei der Wasserstoffplasmaschmelzreduktion (HPSR)

Einbindung eines optischen Spektrometers zur Charakterisierung von Plasmen bei der Wasserstoffplasmaschmelzreduktion (HPSR)

Bernhard Adami

Nr.: 138

Kurzbeschreibung der Problemstellung:

Konventionelle Verfahren zur Herstellung von Stahl basieren auf fossile Energieträger, sodass derzeit die Stahlerzeugungsprozesse 6% des anthropogenen CO2-Austoßes verursachen. Das Übereinkommen von Paris, welches eine CO2-Reduktion von 80 Prozent bis zum Jahr 2050 verlangt, zwingt somit auch die Eisen- und Stahlindustrie ihre Kohlendioxid-Emissionen zu verringern.

Ein Lösungsansatz für diese Problematik ist die Wasserstoffplasmaschmelzreduktion bei dem Eisenerz durch ionisierten Wasserstoff reduziert wird und als gasförmiges Produkt klimaneutrales Wasser entsteht. Das bei diesem Verfahren genutzte Argon-Wasserstoffplasma entsteht zwischen einer hohlen Graphitelektrode (Kathode) und dem geschmolzenen Eisenoxidbad (Anode). Das Edelgas hat aufgrund seiner niedrigen Ionisierungsenergie und hoher Leitfähigkeit, die Aufgabe den Plasmabogen aufrecht zu erhalten. Der Wasserstoff dient als Reduktionsmittel.

Kurzbeschreibung/Zielsetzung:

Ziel dieser Arbeit ist es eine kontinuierliche optische Messung des Plasmas durchzuführen sowie das erhalte Spektrum zu interpretieren. Aus den gewonnenen Erkenntnissen sollen Prozessoptimierungen hinsichtlich der Stabilität durchgeführt werden.

Advisors

Johannes Schenk

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn.
Head of Chair - Primary Metallurgy and Metallurgical Processes

Daniel Ernst

Dipl.-Ing.
PhD-candidate - Hydrogen Plasma Smelting Reduction
2020-09-14T13:26:30+02:00