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DE102018212015A1 - Anlagenverbund zur Stahlerzeugung sowie ein Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes - Google Patents

Anlagenverbund zur Stahlerzeugung sowie ein Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes Download PDF

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DE102018212015A1
DE102018212015A1 DE102018212015.3A DE102018212015A DE102018212015A1 DE 102018212015 A1 DE102018212015 A1 DE 102018212015A1 DE 102018212015 A DE102018212015 A DE 102018212015A DE 102018212015 A1 DE102018212015 A1 DE 102018212015A1
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gas
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production
blast furnace
coke oven
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Inventor
Stefan Gehrmann
Nils Tenhumberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anlagenverbund zur Stahlerzeugung mit einem Hochofen (1) zur Roheisenerzeugung, einem Konverterstahlwerk (2) zur Rohstahlerzeugung, einem Verbundleitungssystem (3) für Gase, die bei der Roheisenerzeugung und/oder der Rohstahlerzeugung anfallen, eine an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Chemieanlage (4) und eine an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Biotechnologieanlage (5), wobei der Anlagenverbund eine Reihenschaltung der an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossenen Chemieanlage (4) und der an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossenen Biotechnologieanlage (5) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Anlagenverbund zur Stahlerzeugung sowie ein Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes.
  • Stand der Technik
  • Der Anlagenverbund zur Stahlerzeugung umfasst einen Hochofen zur Roheisenerzeugung, ein Konverterstahlwerk zur Rohstahlerzeugung, ein Verbundleitungssystem für Gase, die bei der Roheisenerzeugung und/oder der Rohstahlerzeugung anfallen, sowie eine an das Verbundleitungssystem angeschlossene Chemieanlage und Biotechnologieanlage.
  • In der Chemieanlage können chemische Produkte aus den zugeführten Gasmengenströmen erzeugt werden, welche jeweils die Komponenten des Endproduktes enthalten. In der Biotechnologieanlage können biochemische Produkte aus den zugeführten Gasmengenströmen erzeugt werden, welche jeweils die Komponenten des Endproduktes enthalten.
  • Im Hochofen wird aus Eisenerzen, Zuschlägen sowie Koks und anderen Reduktionsmitteln wie Kohle, Öl, Gas, Biomassen, aufbereiteten Altkunststoffen oder sonstigen Kohlenstoff und/oder Wasserstoff enthaltenden Stoffen Roheisen gewonnen. Als Produkte der Reduktionsreaktionen entstehen zwangsläufig CO, CO2, und insbesondere Wasserstoff und Wasserdampf. Ein aus dem Hochofenprozess abgezogenes Hochofengichtgas, welches auch als Gichtgas und/oder Hochofengas bezeichnet wird, weist neben den vorgenannten Bestandteilen häufig einen hohen Gehalt an Stickstoff auf und kann auch Verunreinigungen enthalten. Die Gasmenge und die Zusammensetzung des Hochofengichtgases sind abhängig von den Einsatzstoffen und der Betriebsweise und unterliegen Schwankungen. Typischerweise enthält Hochofengichtgas jedoch 35 bis 60 Vol.-% N2, 20 bis 30 Vol.-% CO, 20 bis 30 Vol.-% CO2 und 2 bis 15 Vol.-% H2. Rund 30 bis 40% des bei der Roheisenerzeugung entstehenden Hochofengichtgases werden im Regelfall zum Aufheizen des Heißwindes für den Hochofenprozess in Winderhitzern eingesetzt; die verbleibende Gichtgasmenge kann beispielsweise in anderen Werksbereichen auch extern zu Heizzwecken oder zur Stromerzeugung genutzt werden.
  • Im Konverterstahlwerk, das dem Hochofenprozess nachgeschaltet ist, wird Roheisen zu Rohstahl umgewandelt. Durch Aufblasen von Sauerstoff auf flüssiges Roheisen werden störende Verunreinigungen wie Kohlenstoff, Silizium, Schwefel und Phosphor entfernt. Da die Oxidationsprozesse eine starke Wärmeentwicklung verursachen, wird häufig Schrott in Mengen bis zu 25% bezogen auf das Roheisen als Kühlmittel zugesetzt. Ferner werden Kalk zur Schlackenbildung und Legierungsmittel zugegeben. Aus dem Stahlkonverter wird ein Konvertergas abgezogen, welches einen hohen Gehalt an CO aufweist und ferner Stickstoff, Wasserstoff und CO2 enthält. Eine typische Konvertergaszusammensetzung weist 50 bis 70 Vol.-% CO, 10 bis 20 Vol.-% N2, ca. 15 Vol.-% CO2 und ca. 2 Vol.-% H2 auf. Das Konvertergas wird entweder abgefackelt oder bei modernen Stahlwerken aufgefangen und einer energetischen Nutzung zugeführt.
  • Der Anlagenverbund kann optional im Verbund mit einer Kokerei betrieben werden. In diesem Fall umfasst der eingangs beschriebene Anlagenverbund zusätzlich eine Koksofenanlage, in der Kohle durch einen Verkokungsprozess in Koks umgewandelt wird. Bei der Verkokung von Kohle zu Koks fällt ein Koksofengas an, welches einen hohen Wasserstoffgehalt und beachtliche Mengen an CH4 enthält. Typischerweise enthält Koksofengas 55 bis 70 Vol.-% H2, 20 bis 30 Vol.-% CH4, 5 bis 10 Vol.-% N2 und 5 bis 10 Vol.-% CO. Zusätzlich weist das Koksofengas Anteile von CO2, NH3 und H2S auf. In der Praxis wird das Koksofengas beispielsweise in verschiedenen Werksbereichen zu Heizzwecken und im Kraftwerksprozess zur Stromerzeugung genutzt. Darüber hinaus ist es bekannt, Koksofengas zusammen mit Hochofengichtgas oder mit Konvertergas zur Erzeugung von Synthesegasen zu verwenden. Gemäß einem aus WO 2010/136313 A1 bekannten Verfahren wird Koksofengas aufgetrennt in einen wasserstoffreichen Gasstrom und einen CH4 und CO enthaltenen Restgasstrom, wobei der Restgasstrom dem Hochofenprozess zugeführt wird und der wasserstoffreiche Gasstrom mit Hochofengichtgas gemischt und zu einem Synthesegas weiterverarbeitet wird. Aus EP 0 200 880 A2 ist es bekannt, Konvertergas und Koksofengas zu mischen und als Synthesegas für eine Methanolsynthese zu nutzen.
  • In einem integrierten Hüttenwerk, welches im Verbund mit einer Kokerei betrieben wird, werden etwa 40 bis 50% der als Hochofengichtgas, Konvertergas und Koksofengas anfallenden Rohgase für verfahrenstechnische Prozesse eingesetzt. Etwa 50 bis 60 % der entstehenden Gase werden dem Kraftwerk zugeführt und zur Stromerzeugung genutzt. Der im Kraftwerk erzeugte Strom deckt den Strombedarf für die Roheisen- und Rohstahlerzeugung. Im Idealfall ist die Energiebilanz geschlossen, so dass abgesehen von Eisenerzen und Kohlenstoff in Form von Kohle und Koks als Energieträger kein weiterer Eintrag von Energie notwendig ist und außer Rohstahl und Schlacke kein Produkt den Anlagenverbund verlässt.
  • Problematisch im Stand der Technik ist eine ineffiziente Nutzung von aus dem Gesamtprozess anfallenden Restgasen und/oder Zwischen-/Nebenprodukten als auch Schwankungen im Verbundleitungssystem insbesondere von chemischen Eigenschaften wie beispielsweise Gaskonzentration, Gaszusammensetzung, Gasverunreinigung oder einer Kombination hiervon und/oder von physikalischen Eigenschaften wie beispielsweise Gastemperatur, Gasdruck oder einer Kombination hiervon, was den Betrieb von an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlagen und/oder Biotechnologieanlagen beeinflusst.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Stabilität, Prozessführung und Nachhaltigkeit des Gesamtprozesses, insbesondere die Effizienz und ökologischen Bedingungen des Gesamtprozesses zu verbessern und insbesondere einen Anlagenverbund zur Stahlerzeugung anzugeben, mit dem es möglich ist, einen kontinuierlichen und nachhaltigen Betrieb von Anlagen zu gewährleisten.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird mit einem Anlagenverbund zur Stahlerzeugung nach Anspruch 1 und einem Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes nach Anspruch 10 gelöst.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist ein Anlagenverbund zur Stahlerzeugung mit einem Hochofen zur Roheisenerzeugung, einem Konverterstahlwerk zur Rohstahlerzeugung, einem Verbundleitungssystem für Gase, die bei der Roheisenerzeugung und/oder der Rohstahlerzeugung anfallen, eine an das Verbundleitungssystem angeschlossene Chemieanlage und eine an das Verbundleitungssystem angeschlossene Biotechnologieanlage, wobei der Anlagenverbund eine Reihenschaltung der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlage und der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Biotechnologieanlage umfasst.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes, der einen Hochofen zur Roheisenerzeugung, ein Konverterstahlwerk zur Rohstahlerzeugung, ein Verbundleitungssystem für Gase, die bei der Roheisenerzeugung und/oder der Rohstahlerzeugung anfallen und eine Chemieanlage und eine Biotechnologieanlage aufweist, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage und/oder der Biotechnologieanlage und/oder des Hochofens zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks zur Rohstahlerzeugung verwendet wird und wobei eine Reihenschaltung der Chemieanlage und der Biotechnologieanlage erfolgt.
  • Die vorliegende Erfindung kann in einem Anlagenverbund zur Stahlerzeugung sowie in einem Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes verwirklicht sein. Die Vorrichtungen des Anlagenverbundes können in einfacher und/oder mehrfacher Ausführung vorhanden sein.
  • Der erfindungsgemäße Anlagenverbund zur Stahlerzeugung weist gegenüber konventionellen Anlagenverbunden die Vorteile auf, dass durch die Reihenschaltung der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlage und der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Biotechnologieanlage eine effizientere Nutzung von aus dem Gesamtprozess anfallenden Restgasen und/oder Zwischen-/Nebenprodukten möglich ist und die Stabilität, Prozessführung und Nachhaltigkeit des Gesamtprozesses, insbesondere die ökonomischen und/oder ökologischen Bedingungen des Gesamtprozesses verbessert werden kann und insbesondere ein Anlagenverbund zur Stahlerzeugung ermöglicht wird, mit dem ein kontinuierlicher und nachhaltiger Betrieb von Anlagen gewährleistet ist. Insbesondere kann mit der Reihenschaltung der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlage und der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Biotechnologieanlage eine effiziente Nutzung von aus dem Gesamtprozess anfallenden Restgasen und/oder Zwischen-/Nebenprodukten erreicht werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes weist gegenüber konventionellen Verfahren die Vorteile auf, dass durch die Reihenschaltung der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlage und der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Biotechnologieanlage eine effizientere Nutzung von aus dem Gesamtprozess anfallenden Restgasen und/oder Zwischen-/Nebenprodukten möglich ist und die Stabilität, Prozessführung und Nachhaltigkeit des Gesamtprozesses, insbesondere die ökonomischen und/oder ökologischen Bedingungen des Gesamtprozesses verbessert werden kann und insbesondere ein Anlagenverbund zur Stahlerzeugung ermöglicht wird, mit dem ein kontinuierlicher und nachhaltiger Betrieb von Anlagen gewährleistet ist. Insbesondere können mit der Reihenschaltung der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlage und der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Biotechnologieanlage eine effiziente Nutzung von aus dem Gesamtprozess anfallenden Restgasen und/oder Zwischen-/Nebenprodukten erreicht werden.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • In der Chemieanlage können chemische Produkte aus den zugeführten Gasmengenströmen erzeugt werden, welche jeweils die Komponenten des Endproduktes enthalten. Chemische Produkte können beispielsweise Ammoniak oder Methanol oder höhere Alkohole oder auch andere Kohlenwasserstoffverbindungen sein. Die Leistung, insbesondere der Output der Chemieanlage wird in Abhängigkeit der diesen Anlagen zugeführten Gasmengen geregelt. Eine wesentliche Herausforderung für die Chemieanlage ist die dynamische Fahrweise bei wechselnden Anlagenlasten, wobei der erfindungsgemäße Anlagenverbund/das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes eine verbesserte Effizienz von aus dem Gesamtprozess anfallenden Restgasen und/oder Zwischen-/Nebenprodukten und/oder eine Stabilisierung der Fahrweise ermöglicht. Die Betriebsweise bei wechselnden Anlagenlasten kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass die Chemieanlage eine Mehrzahl parallel geschalteter kleiner Einheiten aufweist, die je nach zur Verfügung stehenden Nutzgasmengenstrom einzeln zu- oder abgeschaltet werden. Beispielsweise können in einer oder mehreren Einheiten auch unterschiedliche chemische Produkte hergestellt werden.
  • Zur Herstellung von Ammoniak muss ein Gasgemisch bereitgestellt werden, welches Stickstoff und Wasserstoff im richtigen Verhältnis enthält. Der Stickstoff kann aus Hochofengichtgas gewonnen werden. Als Wasserstoffquelle kann Hochofengichtgas und/oder Konvertergas und/oder Koksofengas verwendet werden, wobei zusätzlicher Wasserstoff durch Konvertierung des CO-Anteils durch eine Wasser-Gas-Shift-Reaktion (CO + H2O <=> CO2 + H2) erzeugt werden kann. Beispielsweise kommen auch weitere Wasserstoffquellen, insbesondere die Wasserelektrolyse in Betracht. Zur Herstellung von Kohlenwasserstoffverbindungen, beispielsweise Methanol oder höheren Alkoholen, muss ein im Wesentlichen aus CO und/oder CO2 und H2 bestehendes Gasgemisch bereitgestellt werden, welches die Komponenten Kohlenmonoxid und/oder Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff im richtigen Verhältnis enthält. Als Wasserstoffquelle kann Hochofengichtgas und/oder Konvertergas und/oder Koksofengas verwendet werden, wobei zusätzlicher Wasserstoff durch Konvertierung des CO-Anteils durch eine Wasser-Gas-Shift-Reaktion erzeugt werden kann. Beispielsweise kommen auch weitere Wasserstoffquellen, insbesondere die Wasserelektrolyse in Betracht. Zur Bereitstellung von CO kann beispielsweise Konvertergas herangezogen werden. Als CO2-Quelle kann beispielsweise Hochofengichtgas und/oder Konvertergas dienen.
  • In der Biotechnologieanlage können biochemische Produkte aus den zugeführten Gasmengenströmen erzeugt werden, welche jeweils die Komponenten des Endproduktes enthalten. Biologische Produkte können beispielsweise Alkohole, insbesondere Ethanol, Butanol, Kohlenwasserstoffe, Aceton, organische Säuren oder eine Kombination hiervon sein. Insbesondere ist eine Biotechnologieanlage eine Fermentationsanlage ggf. auch ein Photobiologische Anlage.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Verbundleitungssystem ein Leitungssystem verstanden, in welchem Zwischen- und/oder Endprodukte eines Anlagenverbundes, insbesondere Gase, Fluide und/oder Flüssigkeiten gefördert werden können. Beispielsweise kann ein Verbundleitungssystem ein Gas-, ein Fluid- und/oder ein Flüssigkeitsleitungssystem sein.
  • Unter einer Reihenschaltung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Hintereinanderschaltung von Vorrichtungen, insbesondere einer Chemie- und Biotechnologieanlage in einem Anlagenverbundsystem, insbesondere einem Verbundleitungssystem verstanden, wobei die Reihenfolge und Anzahl der hintereinandergeschalteten Vorrichtungen beliebig ist. Beispielsweise sind in einem Verbundleitungssystem in einer Reihenschaltung angeordnete Vorrichtungen nacheinander in dem Verbundleitungssystem angeordnet. Insbesondere werden bei Beaufschlagung mit einem Gas-, Fluid- und/oder Flüssigkeitsmengenstrom einer in Reihe vorher in dem Verbundleitungssystem angeordneten Vorrichtung nachfolgend ein aus der in Reihe vorher in dem Verbundleitungssystem angeordneten Vorrichtung austretender Gas-, Fluid- und/oder Flüssigkeitsmengenstrom einer in Reihe nachgeordneten Vorrichtung zugeführt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der Reihenschaltung die an das Verbundleitungssystem angeschlossene Chemieanlage in Reihe vor oder in Reihe nach der Biotechnologieanlage angeordnet. Insbesondere wird darunter, wenn die Chemieanlage in Reihe vor der Biotechnologieanlage angeordnet ist, verstanden, dass durch die Anordnung in der Reihenschaltung zuerst die Chemieanlage und in Strömungsrichtung danach die Biotechnologieanlage in dem Verbundleitungssystem beaufschlagt wird. Insbesondere wird darunter, wenn die Chemieanlage in Reihe nach der Biotechnologieanlage angeordnet ist, verstanden, dass durch die Anordnung in der Reihenschaltung zuerst die Biotechnologieanlage und in Strömungsrichtung danach die Chemieanlage in dem Verbundleitungssystem beaufschlagt wird.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine an das Verbundleitungssystem angeschlossene Koksofenanlage.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine an das Verbundleitungssystem angeschlossene Anlage zur Wasserstofferzeugung.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Anlage zur Wasserstofferzeugung eine Anlage verstanden, welche Wasserstoff bereitstellt. Beispielsweise kann eine Anlage zur Wasserstofferzeugung eine Pyrolyseanlage, eine Dampfreformierungsanlage, eine Anlage zur Partiellen Oxidation, ein autothermer Reformer, eine Vergasungsanlage, eine Wassergas-Shift-Anlage, oder einer Kombination hiervon sein. Beispielsweise kann auch das Biogas einer Biogasanlage zur Wasserstofferzeugung eingesetzt werden. Insbesondere kann die Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse, vorzugsweise durch Wasserelektrolyse erfolgen, wobei die Wasserelektrolyse zweckmäßig mit elektrischem Strom betrieben wird, der aus erneuerbarer Energie erzeugt wurde.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine Biogasanlage.
  • Unter einer Biogasanlage wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Anlage verstanden, welche aus Biomasse Biogas bereitstellt. Beispielsweise wird Biogas durch mikrobiellen Abbau organischer Stoffe, insbesondere von Biomasse unter anoxischen Bedingungen hergestellt. Hierbei setzen Mikroorganismen die in der Biomasse enthaltenen Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette in die Hauptprodukte Methan und Kohlenstoffdioxid um. Beispiele für Biomasse sind Abfälle als auch nachwachsende Rohstoffe jeder Art. Beispielsweise kann eine Biogasanlage auch eine Speichervorrichtung, insbesondere Transportleitung für Biogas sein. Insbesondere kann der Biogasanlage zusätzlich auch eine Vorrichtung zur Gasreinigung vorgeschaltet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine Anlage zur Biosynthesegaserzeugung.
  • Unter einer Anlage zur Biosynthesegaserzeugung wird in der vorliegenden Erfindung eine Anlage verstanden, welche aus Biogas ein Synthesegas herstellt. Beispielsweise kann eine Anlage zur Biosynthesegaserzeugung eine Dampfreformierungsanlage, eine Anlage zur Partiellen Oxidation ein autothermer Reformer oder eine Kombination hiervon sein. Insbesondere weist ein Biosynthesegas eine Zusammensetzung auf, welche Wasserstoff und CO und/oder CO2 umfasst. Insbesondere besteht die Möglichkeit zur Stabilisierung der Biosynthesegasanlage durch Zuführung von aus Koksofengas erhaltenen Methan unter der Voraussetzung, dass Koksofengas und erneuerbare Energie in ausreichender Menge bereitgestellt sind.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich ein Kraftwerk zur Stromerzeugung, wobei das Kraftwerk als Gasturbinenkraftwerk oder Gasturbinen- und Dampfturbinenkraftwerk ausgelegt ist und mit einem Gas betrieben wird, welches eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des in dem Konverterstahlwerk anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des in der Biogasanlage anfallenden Biogases und/oder eine Teilmenge des in der Koksofenanlage anfallenden Koksofengases und/oder eine Teilmenge des in der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung anfallenden Biosynthesegases und/oder eine Teilmenge des in der Anlage zur Wasserstofferzeugung anfallenden Wasserstoffs umfasst.
  • Beispielsweise kann der in dem Kraftwerk erzeugte Strom einzelnen und/oder mehreren Vorrichtungen des Anlagenverbundes zugeführt werden. Insbesondere kann die Verteilung des erzeugten Stromes über Stromleitungen erfolgen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verbundleitungssystem mindestens eine betrieblich steuerbare Gasverteilungsvorrichtung zur Aufteilung der der Chemieanlage und/oder der Biotechnologieanlage und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung und/oder dem Kraftwerk und/oder der Koksofenanlage und/oder dem Hochofen und/oder dem Konverterstahlwerk und/oder der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung zugeführten Gasmengenströme. Insbesondere ist eine betrieblich steuerbare Gasverteilungsvorrichtung eine betrieblich steuerbare Gasweiche zur Aufteilung von Gasmengenströmen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Verbundleitungssystem in Strömungsrichtung vor der mindestens einen betrieblich steuerbaren Gasverteilungsvorrichtung mindestens eine Mischvorrichtung zur Herstellung eines aus Hochofengichtgas und/oder Konvertergas und/oder Biogas und/oder Koksofengas und/oder Wasserstoff und/oder Biosynthesegas bestehenden Mischgases auf und sind mittels der betrieblich steuerbaren Gasverteilungsvorrichtung die der Chemieanlage und/oder der Biotechnologieanlage und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung und/oder dem Kraftwerk und/oder der Koksofenanlage und/oder dem Hochofen und/oder dem Konverterstahlwerk und/oder der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung zugeführten Gasmengenströme steuerbar.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Mischvorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung verstanden, welche Gase und/oder Fluide miteinander mischt. Insbesondere kann eine Mischvorrichtung ausgewählt sein aus einer Gruppe von einer Venturidüse, einem Mischbehälter, einer Mixing Station, einem statischen Mischer, einem Ejektor, einem Rohrleitungs-T-Stück oder einer Kombination hiervon.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Anlagenverbund zusätzlich einen Energiespeicher zur Deckung zumindest eines Teils des Strombedarfs des Anlagenverbundes auf. Beispielsweise kann der Energiespeicher auch als ein Gasspeicher ausgebildet, insbesondere mit einer Vorrichtung zur Umwandlung von gespeichertem Gas in Strom, sein.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Anlagenverbund zusätzlich eine Anlage zur Gasreinigung und/oder Gaskonditionierung auf.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Anlage zur Gasreinigung eine Anlage verstanden, welche diejenigen Bestandteile eines Gases wenigstens teilweise abtrennt, welche sich unvorteilhaft, insbesondere den Wirkungsgrad betreffend in nachgeordneten Prozessschritten auswirken könnten. Insbesondere wird unter einer Gasreinigung eine ein- oder mehrstufige Reinigung, insbesondere durch mechanische Sortierverfahren wie beispielsweise einer Trennung ausgewählt aus einer Gruppe von Dichte, Partikelgröße, Partikelträgheit, Oberflächenbenetzbarkeit, Magnetisierbarkeit, elektrischer Beweglichkeit, durch absorptive Verfahren, durch katalytische Prozesse oder einer Kombination hiervon verstanden.
  • Unter einer Gaskonditionierung im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Einstellung von Gaszusammensetzungen und/oder von physikalischen Gaseigenschaften verstanden. Beispielsweise wird im Rahmen der Gaskonditionierung der Anteil der Komponenten CO, CO2, H2 innerhalb der Gasströme verändert. Die Gaskonditionierung umfasst beispielsweise eine Druckwechseladsorption zur Abtrennung und Anreicherung von H2 und/oder eine Wasser-Gas-Shift-Reaktion zur Umwandlung von CO und H2O in H2 und CO2 und/oder einen Steam-Reformer zur Umwandlung des CH4-Anteils in CO und Wasserstoff, insbesondere im Koksofengas. Insbesondere kann die Einstellung eines bevorzugten Gasdruckes mit einem Kompressor erfolgen. Eine Temperatureinstellung kann beispielsweise in einen thermischen Schritt durchgeführt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist/sind die Anlage zur Gasreinigung und/oder Gaskonditionierung in Strömungsrichtung vor der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlage und/oder der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Biotechnologieanlage angeordnet.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Anlagenverbundes erfolgt in der Reihenschaltung eine Hintereinanderschaltung der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlage in Reihe vor oder in Reihe nach der Biotechnologieanlage.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Anlagenverbundes umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine an das Verbundleitungssystem angeschlossene Koksofenanlage, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des bei der Kokserzeugung in der Koksofenanlage anfallenden Koksofengases als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage und/oder der Biotechnologieanlage und/oder des Hochofens zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks zur Rohstahlerzeugung und/oder der Koksofenanlage verwendet wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Anlagenverbundes umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine an das Verbundleitungssystem angeschlossene Anlage zur Wasserstofferzeugung, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des bei der Kokserzeugung in der Koksofenanlage anfallenden Koksofengases und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Wasserstofferzeugung anfallenden Wasserstoffs als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage und/oder der Biotechnologieanlage und/oder des Hochofens zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks zur Rohstahlerzeugung und/oder der Koksofenanlage und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung verwendet wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Anlagenverbundes umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine Biogasanlage zur Biogaserzeugung, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Biogasanlage anfallenden Biogases und/oder eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder des bei der Kokserzeugung anfallenden Koksofengases und/oder des bei der Anlage zur Wasserstofferzeugung anfallenden Wasserstoffs und/oder des bei der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung anfallenden Biosynthesegases als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage und/oder der Biotechnologieanlage und/oder des Hochofens zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks zur Rohstahlerzeugung und/oder der Koksofenanlage verwendet wird.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Anlagenverbundes umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine an das Verbundleitungssystem angeschlossene Anlage zur Biosynthesegaserzeugung, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des bei der Kokserzeugung in der Koksofenanlage anfallenden Koksofengases und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Wasserstofferzeugung anfallenden Wasserstoffs und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung anfallenden Biosynthesegases als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage und/oder der Biotechnologieanlage und/oder des Hochofens zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks zur Rohstahlerzeugung und/oder der Koksofenanlage und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung und/oder der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung verwendet wird.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Anlagenverbundes umfasst der Anlagenverbund zusätzlich ein an das Verbundleitungssystem angeschlossenes Kraftwerk, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des bei der Kokserzeugung in der Koksofenanlage anfallenden Koksofengases und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Wasserstofferzeugung anfallenden Wasserstoffs und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung anfallenden Biosynthesegases als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage und/oder der Biotechnologieanlage und/oder des Hochofens zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks zur Rohstahlerzeugung und/oder der Koksofenanlage und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung und/oder des Kraftwerks verwendet wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Anlagenverbundes umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine an das Verbundleitungssystem angeschlossene Anlage zur Gasreinigung und/oder Gaskonditionierung, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des bei der Biogasanlage anfallenden Biogases und/oder eine Teilmenge des bei der Kokserzeugung in der Koksofenanlage anfallenden Koksofengases und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Wasserstofferzeugung anfallenden Wasserstoffs und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung anfallenden Biosynthesegases gereinigt und/oder konditioniert wird.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Anlagenverbundes erfolgt eine Hintereinanderschaltung der Anlage zur Gasreinigung und/oder Gaskonditionierung in Strömungsrichtung vor der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlage und/oder der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Biotechnologieanlage.
  • Beispiele
  • Nachfolgend angeführte Konstellationen sind erfindungsgemäße Beispiele. Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die nachfolgenden Beispiele beschränkt. Vielmehr können auch lediglich Teilströme von der Chemie- in die Biotechnologieanlage oder von der Biotechnologie- in die Chemieanlage zur ökonomischen oder ökologischen Optimierung des Gesamtsystems geführt werden. Weiterhin können auch mehrere Chemie- und/oder Bioreaktoren in Reihe betrieben werden. Außerdem kann es vorteilhaft sein, dass derjenigen Anlage, die in Reihe weiter hinten angeordnet ist, neben Nebenprodukten, Endprodukten und Restgasen zusätzlich auch Hüttengase oder Wasserstoff als Edukt zugeführt wird. Weiterhin können zusätzliche Edukte, die extern hergestellt werden, zusätzlich zugegeben werden.
    1. 1. Beispiel: Ausnutzung unterschiedlicher Druck- und/oder Temperaturniveaus
      1. a) Anordnung der Biotechnologieanlage in Reihe vor der Chemieanlage Beispielsweise können die unterschiedlichen Druck- und Temperaturniveaus einer Chemie- und Biotechnologieanlage auch bei einer Reihenschaltung bestehend aus Biotechnologie- und Chemieanlage ausgenutzt werden. Die weitestgehend drucklos und bei Umgebungstemperatur anfallenden Hüttengase könnten zunächst nach geringer Druckerhöhung und/oder Temperierung durch eine Biotechnologieanlage, insbesondere einen Bioreaktor geführt werden, wo sie teilweise umgesetzt werden, sodass nur eine verminderte Teilgasmenge, nämlich das Restgas aus der Biotechnologieanlage, auf die hohen Prozessdrücke bzw. -temperaturen der Chemieanlage komprimiert bzw. aufgeheizt werden müsste.
      2. b) Anordnung der Chemieanlage in Reihe vor der Biotechnologieanlage Beispielsweise wird das Restgas der Chemieanlage teilweise durch Entspannung und/oder Temperaturabsenkung von dem Produktgas abgetrennt. In einem solchen Fall müsste das Restgas vor Rückführung in den Reaktor erneut komprimiert und/oder aufgeheizt werden. Da Biotechnologieanlagen bei deutlich niedrigeren Drücken und Temperaturen gefahren werden als Chemieanlagen, könnte eine biotechnologische Verwertung des Restgases einer Chemieanlage Komprimierungs- und/oder Heizenergie einsparen.
      Insbesondere kann eine Ausnutzung von unterschiedlichen Druckniveaus auch für eventuelle Zwischenprodukten vorteilhaft sein und ist damit nicht nur auf gasförmige Komponenten beschränkt.
    2. 2. Beispiel: Ausnutzung von unterschiedlichem Reinigungsbedarf Organismen, die zur Verwertung von Gassubstraten befähigt sind, weisen im Gegensatz zu chemischen Katalysatoren meist eine deutlich stärker ausgeprägte Toleranz gegenüber Verunreinigungen im Feedgas auf. Es kann daher vorteilhaft sein, einen wenig aufgereinigten Gasstrom zunächst durch einen oder mehrere Bioreaktoren zu leiten, das Restgas anschließend für eine chemisch-katalytischen Umsatz bedarfsgerecht aufzureinigen und anschließend chemisch umzusetzen.
    3. 3. Beispiel: Nebenproduktverwertung zur ökonomischen und/oder ökologischen Wertschöpfung
      1. a) Anordnung der Biotechnologieanlage in Reihe vor der Chemieanlage Beispielsweise kann aus einer Gasfermentation zu Ethanol in der Biotechnologieanlage anfallende Essigsäure in der nachgeschalteten Chemieanlage zu Ethanol umgesetzt und damit eine Wertschöpfung erzielt werden.
      2. b) Anordnung der Chemieanlage in Reihe vor der Biotechnologieanlage Eine Verschaltung von Chemieanlage und Biotechnologieanlage könnte bspw. so gestaltet werden, dass Nebenprodukte der Chemieanlage in der Biotechnologieanlage verwertet werden. Bei einer Chemieanlage fällt bei der chemisch-katalytischen Herstellung von höheren Alkoholen u.a. Methan an, das energetisch verwertet werden kann. Eine solche energetische Verwertung könnte in Abhängigkeit des Bilanzkreises der Ökobilanz aber dazu führen, dass der CO2-Fußabdruck des Stahls und/oder der höheren Alkohole verschlechtert wird. Eine biotechnologische Nutzung des Methans durch bspw. methanotrophe Bakterien könnte dieses Problem vermindern, indem die Emissionen verringert und/oder auf mehr Produkte verteilt werden oder auch zum Beispiel in Form von Kunststoffen oder Kraftstoffen länger gespeichert werden.
    4. 4. Beispiel: Effizientere Restgasverwertung durch sich ergänzende Anforderungen an die Gaszusammensetzung Beim Durchgang durch den Chemie- oder Bioreaktor werden die Komponenten des Gases unterschiedlich stark abgereichert, sodass die Zusammensetzung des Restgases von der ursprünglichen Zusammensetzung des Eduktgases abweicht. Hierbei könnten sich Chemie- und Biotechnologieanlage in derart ergänzen als dass das Restgas der einen Anlage ein geeignetes Eduktgas für die andere darstellt. Eine Reihenschaltung aus Chemie- und Biotechnologieanlage könnte in diesem Fall einer Rückführung des Restgases vorzuziehen sein. So könnte beispielsweise die Verwertung eines CO-reichen Restgases mit geringen H2-Konzentrationen mit Bakterien, die zur biologischen Wasser-Gas-Shift-Reaktion befähigt sind und somit auch ohne H2 z.B. Ethanol oder Essigsäure herstellen können, vorteilhaft gegenüber einer chemischen Verwertung sein. CO2- und H2-reiche Restgase könnten ebenfalls durch bakterielle Fermentationsprozesse zu Essigsäure umgesetzt werden, sodass hier auch eine direkte Verwertung von CO2 vorstellbar wäre.
    5. 5. Beispiel: Endproduktverwertung zur ökonomischen und/oder ökologischen Wertschöpfung Letztlich ist auch eine Verschaltung aus Chemie- und Biotechnologieanlage vorstellbar, bei der das Endprodukt der einen Anlage in der anderen als Edukt eingesetzt wird. Im Falle einer vorgeschalteten Chemieanlage könnten in einer Biotechnologieanlage einfache Produkte zu komplexeren Produkten aufgebaut werden. Beispielhaft kann die biotechnologische Verwertung von chemisch hergestelltem Methanol genannt werden. Auf der anderen Seite könnten bei einer vorgeschalteten biotechnologischen Anlage Edukte für eine Chemieanlage erzeugt werden. Hierbei könnte es sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Anlagenverbundes beispielsweise um die bakterielle Essigsäureerzeugung handeln, die dann als Edukt in einer Chemieanlage umgesetzt werden könnten. Es ist ausdrücklich die Möglichkeit gegeben, dass zur ökonomischen oder ökologischen Optimierung des Gesamtsystems lediglich Teilströme von der Chemie- in die Biotechnologieanlage oder von der Biotechnologie- in die Chemieanlage geführt werden. Weiterhin können auch mehrere Chemie- oder Bioreaktoren in Reihe betrieben werden. Außerdem kann es vorteilhaft sein, dass diejenige Anlage, die in Reihe weiter hinten angeordnet ist, neben Nebenprodukten, Endprodukten und Restgasen auch zusätzlich Hüttengase oder Wasserstoff als Edukt bekommt. Weiterhin können zusätzliche Edukte, die extern hergestellt werden, zusätzlich zugegeben werden.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch
    • 1 ein stark vereinfachtes schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Anlagenverbundes zur Stahlerzeugung mit einer Reihenschaltung der an das Verbundleitungssystem angeschlossenen Chemieanlage und Biotechnologieanlage .
  • In der 1 ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Anlagenverbund zur Stahlerzeugung mit einem Hochofen 1 zur Roheisenerzeugung, einem Konverterstahlwerk 2 zur Rohstahlerzeugung und einem mit durchgezogenen Linien dargestelltem Verbundleitungssystem 3 für Gase, die bei der Roheisenerzeugung und/oder der Rohstahlerzeugung anfallen, dargestellt. An dem Verbundleitungssystem 3 ist eine Chemieanlage 4 und eine Biotechnologieanlage 5 angeschlossen. Zusätzlich ist eine Biogasanlage 6 und/oder eine Koksofenanlage 7 und/oder eine Anlage zur Wasserstofferzeugung 8 und/oder eine Anlage zur Biosynthesegaserzeugung 9 und/oder ein Energiespeicher 13 an das Verbundleitungssystem 3 angeschlossen. Der Anlagenverbund hat zusätzlich ein Kraftwerk 10, welches als Gasturbinenkraftwerk oder Gasturbinen- und Dampfturbinenkraftwerk ausgelegt ist. Das Verbundleitungssystem 3 umfasst eine betrieblich steuerbare Gasverteilungsvorrichtung 11 zur Aufteilung der der Chemieanlage 4 und/oder der Biotechnologieanlage 5 und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung 8 und/oder dem Kraftwerk 10 und/oder der Koksofenanlage 7 und/oder der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung 9 und/oder dem Energiespeicher 13 und/oder dem Hochofen 1 und/oder dem Konverterstahlwerk 2 zugeführten Gasmengenströme. In Strömungsrichtung vor der mindestens einen betrieblich steuerbaren Gasverteilungsvorrichtung 11 ist mindestens eine Mischvorrichtung 12 zur Herstellung eines aus Hochofengichtgas und/oder Konvertergas und/oder Biogas und/oder Koksofengas und/oder Wasserstoff und/oder Biosynthesegas bestehenden Mischgases angeordnet und mittels der betrieblich steuerbaren Gasverteilungsvorrichtung 11 die der Chemieanlage 4 und/oder der Biotechnologieanlage 5 und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung 8 und/oder dem Kraftwerk 10 und/oder der Koksofenanlage 7 und/oder der Anlage zur Biosynthesegaserzeugung 9 und/oder dem Energiespeicher 13 und/oder dem Hochofen 1 und/oder dem Konverterstahlwerk 2 zugeführten Gasmengenströme steuerbar sind. Der Anlagenverbund weist zusätzlich einen Energiespeicher 13 zur Deckung zumindest eines Teils des Strombedarfs des Anlagenverbundes auf. Zusätzlich ist in dem Anlagenverbund eine Anlage zur Gaskonditionierung 15, 15' und/oder Gasreinigung 14, 14' angeordnet. Bei der in dem Verbundleitungssystem 3 in Reihenschaltung angeordneten Chemieanlage 4 und Biotechnologieanlage 5 kann die an das Verbundleitungssystem 3 angeschlossene Biotechnologieanlage 5 wie dargestellt in Reihe vor oder auch in Reihe nach der Chemieanlage 4 angeordnet sein. Die optionalen Vorrichtungen des Anlagenverbundes sind gestrichelt dargestellt.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und ein Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes der vorbeschriebenen Art können in der Produktion von Stahl eingesetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    = Hochofen
    2
    = Konverterstahlwerk
    3
    = Verbundleitungssystem
    4
    = Chemieanlage
    5
    = Biotechnologieanlage
    6
    = Biogasanlage
    7
    = Koksofenanlage
    8
    = Anlage zur Wasserstofferzeugung
    9
    = Anlage zur Biosynthesegaserzeugung
    10
    = Kraftwerk
    11
    = betrieblich steuerbare Gasverteilungsvorrichtung
    12
    = Mischvorrichtung
    13
    = Energiespeicher
    14, 14'
    = Anlage zur Gasreinigung
    15, 15'
    = Anlage zur Gaskonditionierung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2010/136313 A1 [0006]
    • EP 0200880 A2 [0006]

Claims (15)

  1. Anlagenverbund zur Stahlerzeugung mit einem Hochofen (1) zur Roheisenerzeugung, einem Konverterstahlwerk (2) zur Rohstahlerzeugung, einem Verbundleitungssystem (3) für Gase, die bei der Roheisenerzeugung und/oder der Rohstahlerzeugung anfallen, eine an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Chemieanlage (4) und eine an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Biotechnologieanlage (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund eine Reihenschaltung der an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossenen Chemieanlage (4) und der an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossenen Biotechnologieanlage (5) umfasst.
  2. Anlagenverbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reihenschaltung die an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Chemieanlage (4) in Reihe vor oder in Reihe nach der Biotechnologieanlage (5) angeordnet ist.
  3. Anlagenverbund nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Koksofenanlage (7) umfasst.
  4. Anlagenverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) umfasst.
  5. Anlagenverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich ein Kraftwerk (10) zur Stromerzeugung umfasst, wobei das Kraftwerk (10) als Gasturbinenkraftwerk oder Gasturbinen- und Dampfturbinenkraftwerk ausgelegt ist und mit einem Gas betrieben wird, welches eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen (1) anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des in dem Konverterstahlwerk (2) anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des in der Koksofenanlage (7) anfallenden Koksofengases und/oder eine Teilmenge des in der Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) anfallenden Wasserstoffs umfasst.
  6. Anlagenverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundleitungssystem (3) mindestens eine betrieblich steuerbare Gasverteilungsvorrichtung (11) zur Aufteilung der der Chemieanlage (4) und/oder der Biotechnologieanlage (5) und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) und/oder dem Kraftwerk (10) und/oder der Koksofenanlage (7) und/oder dem Hochofen (1) und/oder dem Konverterstahlwerk (2) zugeführten Gasmengenströme umfasst.
  7. Anlagenverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundleitungssystem (3) in Strömungsrichtung vor der mindestens einen betrieblich steuerbaren Gasverteilungsvorrichtung (11) mindestens eine Mischvorrichtung (12) zur Herstellung eines aus Hochofengichtgas und/oder Konvertergas und/oder Koksofengas und/oder Wasserstoff bestehenden Mischgases aufweist und dass mittels der betrieblich steuerbaren Gasverteilungsvorrichtung (11) die der Chemieanlage (4) und/oder der Biotechnologieanlage (5) und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) und/oder dem Kraftwerk (10) und/oder der Koksofenanlage (7) und/oder dem Hochofen (1) und/oder dem Konverterstahlwerk (2) zugeführten Gasmengenströme steuerbar sind.
  8. Anlagenverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine Anlage zur Gasreinigung (14) und/oder Gaskonditionierung (15) aufweist.
  9. Anlagenverbund nach dem vorherigen Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zur Gasreinigung (14) und/oder Gaskonditionierung (15) in Strömungsrichtung vor der an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossenen Chemieanlage (4) und/oder der an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossenen Biotechnologieanlage (5) angeordnet ist/sind.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes, der einen Hochofen (1) zur Roheisenerzeugung, ein Konverterstahlwerk (2) zur Rohstahlerzeugung, ein Verbundleitungssystem (3) für Gase, die bei der Roheisenerzeugung und/oder der Rohstahlerzeugung anfallen und eine Chemieanlage (4) und eine Biotechnologieanlage (5) aufweist, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen (1) anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage (4) und/oder der Biotechnologieanlage (5) und/oder des Hochofens (1) zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks (2) zur Rohstahlerzeugung verwendet wird und wobei eine Reihenschaltung der Chemieanlage (4) und der Biotechnologieanlage (5) erfolgt.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reihenschaltung eine Hintereinanderschaltung der an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossenen Chemieanlage (4) in Reihe vor oder in Reihe nach der Biotechnologieanlage (5) erfolgt.
  12. Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Koksofenanlage (7) umfasst, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen (1) anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des bei der Kokserzeugung in der Koksofenanlage (7) anfallenden Koksofengases als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage (4) und/oder der Biotechnologieanlage (5) und/oder des Hochofens (1) zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks (2) zur Rohstahlerzeugung und/oder der Koksofenanlage (7) verwendet wird.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) umfasst, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen (1) anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des bei der Kokserzeugung in der Koksofenanlage (7) anfallenden Koksofengases und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) anfallenden Wasserstoffs als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage (4) und/oder der Biotechnologieanlage (5) und/oder des Hochofens (1) zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks (2) zur Rohstahlerzeugung und/oder der Koksofenanlage (7) und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) verwendet wird.
  14. Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich ein an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossenes Kraftwerk (10) umfasst, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen (1) anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des bei der Kokserzeugung in der Koksofenanlage (7) anfallenden Koksofengases und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) anfallenden Wasserstoffs als Nutzgas zum Betrieb der Chemieanlage (4) und/oder der Biotechnologieanlage (5) und/oder des Hochofens (1) zur Roheisenerzeugung und/oder des Konverterstahlwerks (2) zur Rohstahlerzeugung und/oder der Koksofenanlage (7) und/oder der Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) und/oder des Kraftwerks (10) verwendet wird.
  15. Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine an das Verbundleitungssystem (3) angeschlossene Anlage zur Gasreinigung (14) und/oder Gaskonditionierung (15) umfasst, wobei zumindest eine Teilmenge des bei der Roheisenerzeugung im Hochofen (1) anfallenden Hochofengichtgases und/oder eine Teilmenge des bei der Rohstahlerzeugung anfallenden Konvertergases und/oder eine Teilmenge des bei der Kokserzeugung in der Koksofenanlage (7) anfallenden Koksofengases und/oder eine Teilmenge des bei der Anlage zur Wasserstofferzeugung (8) anfallenden Wasserstoffs konditioniert und/oder gereinigt wird.
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