Sponge iron: economic, ecological, technical and process-specific aspects

• Published in: Journal of power sources 1996-07, Vol.61 (1), p.247-253
• Main Authors: Selan, M., Lehrhofer, J., Friedrich, K., Kordesch, K., Simader, G.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Alternative fuels. Production and utilization; Applied sciences; Energy; Energy storage; Energy. Thermal use of fuels; Equipments for energy generation and conversion: thermal, electrical, mechanical energy, etc; Exact sciences and technology; Fuel cells; Fuels; Gas conditioning; Hydrogen; Iron; Sponge iron
• ISSN: 0378-7753; 1873-2755
• DOI: 10.1016/S0378-7753(96)02366-X

The process cycle sponge iron/hydrogen/iron oxide offers a simple possibility to store the energy of synthesis gases in the form of sponge iron, and at the same time to reform and to condition these synthesis gases. As ‘product’ of this energy storage one receives pure hydrogen which is intended for the running of fuel cells. The process cycle is investigated on two levels: (i) on a general level, economic, ecological and technical conditions are investigated and established, and (ii) on the process-specific level industrially produced iron ore pellets are tested for their suitability for employment in cyclic operation with synthesis gases. Mechanical strength, porosity, speed of reaction, additives and attendant materials (gangue) determine the properties of the pellets. The reaction degree of the iron contained in the pellets should be large and will remain constant. Negative influences such as sintering and carbonization should be avoided as far as possible in order to achieve a high number of cycles. Eine einfache Möglichkeit die Energie von Synthesegasen in Form von Eisenschwamm zu speichern und diese Synthesegae gleichzeitig zu reformieren und konditionieren, bietet der Prozeßzyklus Eisenschwamm/Wosserstoff/eisenoxid. Als ‘/Produkt’ dieses Energiespeichers erhält man reinen Wassertoff, der für den Betrieb von Brennstoffzellen vorgesehen ist. Der Prozeßzyklus wird auf zwei Ebenen untersucht: (i) auf der einen, allgemeinen Ebene werden ökonomische, ökologische und technische Rahmenbedingungen untersucht und festgelet, und (ii) auf der anderen, prozeßspezifischen Ebene werden industriell gefertigte Eisenerzpellets auf ihre Eignung für den Einsatz in einem Zyklusbetrieb mit verschiedenen Synthesegasen getested. Festigkeit, Porosität, Reaktionsgeschwindigkeit, Additive und Begleitstoffe (Gangart) bestimmen die Eigenschaften der Pellets. Der Reaktionsgrad des in den Pellets enthaltenen Eisens soll groß sein und konstant bleiben. Negative Einflüsse dagegen, wie Sinterung und Aufkohlung sollen weitgehend vermieden werden um eine hohe Zyklenzahl zu erreichen.