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Xtra-generisch\N2 (flüssig)

Gewinnung von flüssigem Stickstoff durch Lutzerlegung nach dem Lindeverfahren. In dieser Prozeßeinheit wird die Stickstoffherstellung durch Luftzerlegung nach dem Niederdruckverfahren (Lindeverfahren) bilanziert. Bei diesem Verfahren werden aus der atmosphärischen Luft gleichzeitig deren drei wesentlichen Komponenten gewonnen: Stickstoff (N2, 75,5 Massen-%), Sauerstoff (O2, 23,1 Massen-%) und Argon (1,3 Massen-%). Nach der Abtrennung von Staubpartikeln wird die Luft auf ungefähr 6 bis 7 bar verdichtet und gleichzeitig abgekühlt. Dadurch werden Wasser, Kohlendioxid und hochsiedende Kohlenwasserstoffe abgetrennt. Danach wird die abgekühlte Luft in eine Doppelrektifikationssäule geführt, wo eine Zerlegung in Stickstoff und mittelreinen Sauerstoff erfolgt. In der zweiten Säule geschieht dann die Feintrennung in Stickstoff und Sauerstoff. Die Flüchtigkeit des Argons liegt etwa zwischen derjenigen von Stickstoff und Sauerstoff. Es reichert sich deshalb in der Zwischenzone an, wo es entnommen und in einer speziellen Rektifikationskolonne gereinigt wird. Der Trennung der Komponenten schließen sich Verflüssigungs- und Verdichtungsschritte an. Derzeit werden ungefähr 90 % der gesamten Produktion über das hier bilanzierte Niederdruckverfahren hergestellt (Sauerstoff 1996). Andere Verfahren wie PSA (pressure swing adsorption) oder das Membranverfahren werden hier nicht betrachtet. Die Jahresproduktion an Stickstoff (alle Verfahren) betrug 1989 in den USA ca. 27 Mio. t, in der BRD ca. 2,5 Mio. t und in Japan ca. 6,9 Mio. t. Im Durchschnitt werden 1,5 % des Stickstoffs in Stahlflaschen, 50,5 % in flüssiger Form und 48 % über Gasleitungen bereitgestellt (siehe #2). Nach den Angaben in (Produktion 1992) wurden in Deutschland 1991 3,9 Mio. t und 1992 3,2 Mio. t Stickstoff hergestellt. Die Kennziffern in GEMIS stehen für die Produktion in Westeuropa in den 90er Jahren. Allokation: Bei dem Prozeß der Luftzerlegung fallen Stickstoff und Sauerstoff als Produkte an. Für die Herstellung von einer Tonne an Produkten (765 kg Stickstoff und 235 kg Sauerstoff) wird ein Input von 1014 kg atmosphärischer Luft benötigt. Der Prozeß liefert außerdem 13 kg Argon (dieses wird wegen seines geringen Massenanteils bei GEMIS nicht als Produkt gewertet) und ungefähr 0,5 kg CO2. Die den Prozeß der Luftzerlegung beschreibenden Gesamtdaten werden entsprechend dem Massenanteil der beiden Produkte N2 und O2 zu 3,264:1 aufgeteilt. Genese der Kennziffern Massenbilanz: Die Massenbilanz bei der Stickstoffherstellung wurde unter der Annahme eines Wirkungsgrades von 100 % bei der Luftzerlegung berechnet. Entsprechend der Zusammensetzung der Luft (in Massenanteilen) wird für die Herstellung von 1 t N2 eine Menge von 1324 kg Luft benötigt. Dabei fällt als weiteres Produkt 306 kg Sauerstoff (außerdem 17 kg Argon) an (siehe #1). Als nicht verwerteter Bestandteil der atmosphärischen Luft verbleiben 0,61 kg Kohlendioxid. Für GEMIS ergibt sich nach der Allokationsregel ein Wirkungsgrad von 98,66 % (Bedarf an Luft: 1014kg/t N2). Argon und Kohlendioxid werden nicht bilanziert. Energiebedarf: Nach #2 wird für die Luftzerlegung (Anlagenkapazität 10000 m3/h) eine Energiemenge von 0,15 kWh/m3 gasförmigen N2 benötigt. Bei einer kleineren Anlagenkapazität (1500 m3/h) ergibt sich ein Wert von 0,30 kWh/m3. Für die Verflüssigung des gewonnenen Stickstoffs wird zusätzliche Energie benötigt. Es wird ein Wert von 0,5 bis 0,6 kWh/m3 N2 angegeben. Rechnet man diese Werte über die Molmasse von N2 (28,014 g/mol) und das Molvolumen (22,4 l/mol) um, ergeben sich Werte von 0,4 GJ/t (Luftzerlegung, Anlagenkapazität 10000 m3/h) und 1,6 GJ/t N2 (Verflüssigung, Mittelwert aus den beiden Werten: 0,55 kWh/m3 N2). Diese Werte zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Daten aus #3, 2 MJ/kg N2, und #1, 1,75 MJ/kg N2 (Werte für Luftzerlegung und Verflüssigung). Bei (DOE 1985) wird nur die Luftzerlegung ohne Verflüssigung bilanziert. Es ergibt sich ein Bedarf an 687,2 btu elektrischer Energie für die Zerlegung von 4,322 lb atmosphärischer Luft. Umgerechnet auf die Herstellung von einer Tonne Stickstoff ergibt sich nach der Allokation (siehe oben) ein Wert von 0,37 GJ/t N2. Die Quellen #1 und #2 geben keine Energiegesamtwerte für die Zerlegung des gesamten Luftinputs, sondern bereits anteilige auf Stickstoff [bzw. #1 bilanziert für 1 kg O2] bezogene Werte an. Da die Angaben aus #2 am besten nachvollziehbar sind, werden diese für GEMIS verwendet. Prozeßbedingte Luftemissionen: Prozeßbedingte Luftemissionen bei der Luftzerlegung sind nicht bekannt. Da das beim Prozeß anfallende CO2 aus der eingesetzten Luft stammt, wird es nicht als Emission gewertet. Wasser: Der Wasserbedarf bei der Sauerstoffherstellung beschränkt sich auf die Verwendung von Kühlwasser. Quantitative Angaben hierüber liegen nicht vor. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Ressourcen gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1000000t/h Nutzungsgrad: 98,7% Produkt: Grundstoffe-Chemie

Xtra-generisch\O2 (flüssig)

Gewinnung von flüssigem Sauerstoff durch Luftzerlegung nach dem Lindeverfahren und anschließender Verflüssigung. In dieser Prozeßeinheit wird die Sauerstoffherstellung durch Luftzerlegung nach dem Niederdruckverfahren (Lindeverfahren) bilanziert. Bei diesem Verfahren werden aus der atmosphärischen Luft gleichzeitig deren drei wesentlichen Komponenten gewonnen: Stickstoff (75,5 Massen-%), Sauerstoff (23,1 Massen-%) und Argon (1,3 Massen-%). Nach der Abtrennung von Staubpartikeln wird die Luft auf ungefähr 6 bis 7 bar verdichtet und gleichzeitig abgekühlt. Dadurch werden Wasser, Kohlendioxid und hochsiedende Kohlenwasserstoffe abgetrennt. Danach wird die abgekühlte Luft in eine Doppelrektifikationssäule geführt, wo eine Zerlegung in Stickstoff und mittelreinen Sauerstoff erfolgt. In der zweiten Säule geschieht dann die Feintrennung in Stickstoff und Sauerstoff. Die Flüchtigkeit des Argons liegt etwa zwischen derjenigen von Stickstoff und Sauerstoff. Es reichert sich deshalb in der Zwischenzone an, wo es entnommen und in einer speziellen Rektifikationskolonne gereinigt wird. Der Trennung der Komponenten schließen sich Verflüssigungs- und Verdichtungsschritte an. Derzeit werden ungefähr 90 % der gesamten Sauerstoffproduktion über das hier bilanzierte Niederdruckverfahren hergestellt (Sauerstoff 1996). Andere Verfahren wie PSA (pressure-swing adsorption) oder das Membranverfahren werden hier nicht betrachtet. Die Kennziffern in GEMIS stehen für die Produktion in Westeuropa in den 90er Jahren. In Deutschland wurden 1991 ca. 7,3 Mio. und 1992 ca. 6,7 Mio. Tonnen Sauerstoff produziert [berechnet aus den Volumenangaben in (Produktion 1992)]. Der weltweite Jahresverbrauch an Sauerstoff im Zeitraum 1990/91 belief sich auf ca. 21,2 Mio. t in Westeuropa, ca. 22,0 Mio. t in den USA und ca. 12,9 Mio. t in Japan (Sauerstoff 1996). Allokation: Bei dem Prozeß der Luftzerlegung fallen Stickstoff und Sauerstoff als Produkte an. Für die Herstellung von einer Tonne an Produkten (765 kg Stickstoff und 235 kg Sauerstoff) wird ein Input von 1014 kg atmosphärischer Luft benötigt. Der Prozeß liefert außerdem 13 kg Argon (dieses wird wegen seines geringen Massenanteils bei GEMIS nicht als Produkt gewertet) und ungefähr 0,5 kg CO2. Die den Prozeß der Luftzerlegung beschreibenden Gesamtdaten werden entsprechend dem Massenanteil der beiden Produkte N2 und O2 zu 3,264:1 aufgeteilt. Genese der Kennziffern Massenbilanz: Die Massenbilanz bei der Sauerstoffherstellung wurde unter der Annahme eines Wirkungsgrades von 100 % bei der Luftzerlegung berechnet. Entsprechend der Zusammensetzung der Luft (in Massenanteilen) wird für die Herstellung von 1 t O2 eine Menge von 4322 kg Luft benötigt. Dabei fällt als weiteres Produkt 3264 kg Stickstoff (außerdem 55 kg Argon) an (siehe #1). Als nicht verwerteter Bestandteil der atmosphärischen Luft verbleiben 2,0 kg Kohlendioxid. Für GEMIS ergibt sich nach der Allokationsregel ein Wirkungsgrad von 98,66 % (Bedarf an Luft: 1014kg/t O2). Argon und Kohlendioxid werden nicht bilanziert. Energiebedarf: Nach #2 wird für die Luftzerlegung (Anlagenkapazität 10000 m3/h) eine Strommenge von 0,15 kWh/m3 gasförmigen N2 benötigt. Bei einer kleineren Anlagenkapazität (1500 m3/h) ergibt sich ein Wert von 0,30 kWh/m3. Für die Verflüssigung des gewonnenen Stickstoffs wird zusätzliche Energie benötigt. Es wird ein Wert von 0,5 bis 0,6 kWh/m3 N2 angegeben. Da für die Bilanzierung von Stickstoff und Sauerstoff eine Luftzerlegungsanlage betrachtet wird bei der gleichzeitig beide genannten Gase entstehen, werden die obigen Energiedaten für die Sauerstoffherstellung übernommen. Man erhält für die Luftzerlegung einen Wert von 0,4 GJ/t O2 und für die Verflüssigung 1,6 GJ/t O2 (vgl. Prozeßeinheit zur Stickstoffherstellung). Diese Werte zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Daten aus #3, 2 MJ/kg O2, und #1, 1,75 MJ/kg O2 (Werte für Luftzerlegung und Verflüssigung). Bei (DOE 1985) wird nur die Luftzerlegung ohne Verflüssigung bilanziert. Es ergibt sich ein Bedarf an 687,2 btu elektrischer Energie für die Zerlegung von 4,322 lb atmosphärischer Luft. Umgerechnet auf die Herstellung von einer Tonne Sauerstoff ergibt sich nach der Allokation in Kapitel 0.1.3 ein Wert von 0,37 GJ/t O2. Die Quellen #2 und #1 (DSD 1995) geben im Unterschied zu (DOE 1985) keine Energiegesamtwerte für die Zerlegung des gesamten Luftinput, sondern bereits anteilige auf Stickstoff [bzw. #1 bilanziert für 1 kg O2] bezogene Werte an. Da die Angaben aus #2 am besten nachvollziehbar sind, werden diese für GEMIS verwendet. Prozeßbedingte Luftemissionen: Prozeßbedingte Luftemissionen bei der Luftzerlegung sind nicht bekannt. Da das beim Prozeß anfallende CO2 aus der eingesetzten Luft stammt, wird es nicht als Emission gewertet. Wasser: Der Wasserbedarf bei der Sauerstoffherstellung beschränkt sich auf die Verwendung von Kühlwasser. Quantitative Angaben hierüber liegen nicht vor. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Ressourcen gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1000000t/h Nutzungsgrad: 98,7% Produkt: Grundstoffe-Chemie

Fabrik\Silizium-Modul-amorph-DE-2000

Herstellung von PV-Moduln aus amorphem Silizium, Daten nach #1 (basierend auf #2), Die Inputs Ag-Rückkontakt und Ag-Leitkleber wurden zusammengefasst. Als EVA-Folie LDPE angenommen. Vernachlässigt wurden folgende geringe Stoffinputs: 0,00009 kg/kg Ni-Rückkontakt 0,00033 kg/kg Cu-Bändchen 0,00059 kg/kg Argon 0,00033 kg/kg Waschmittel 0,00038 kg/kg TiO-Paste 0,00027 kg/kg Pumpenöl Angaben zur Silan-Vorkette noch unklar. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Ressourcen gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Rohstoffe

Fabrik\Silizium-Modul-amorph-DE-2005

Herstellung von PV-Moduln aus amorphem Silizium, Daten nach #1 (basierend auf #2), Die Inputs Ag-Rückkontakt und Ag-Leitkleber wurden zusammengefasst. Als EVA-Folie LDPE angenommen. Vernachlässigt wurden folgende geringe Stoffinputs: 0,00009 kg/kg Ni-Rückkontakt 0,00033 kg/kg Cu-Bändchen 0,00059 kg/kg Argon 0,00033 kg/kg Waschmittel 0,00038 kg/kg TiO-Paste 0,00027 kg/kg Pumpenöl Angaben zur Silan-Vorkette noch unklar. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Ressourcen gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2005 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Rohstoffe

Xtra-generisch\N2 (gasförmig)

Gewinnung von gasförmigen Stickstoff durch Luftzerlegung nach dem Lindeverfahren. In dieser Prozeßeinheit wird die Stickstoffherstellung durch Luftzerlegung nach dem Niederdruckverfahren (Lindeverfahren) bilanziert. Bei diesem Verfahren werden aus der atmosphärischen Luft gleichzeitig deren drei wesentlichen Komponenten gewonnen: Stickstoff (N2, 75,5 Massen-%), Sauerstoff (O2, 23,1 Massen-%) und Argon (1,3 Massen-%). Nach der Abtrennung von Staubpartikeln wird die Luft auf ungefähr 6 bis 7 bar verdichtet und gleichzeitig abgekühlt. Dadurch werden Wasser, Kohlendioxid und hochsiedende Kohlenwasserstoffe abgetrennt. Danach wird die abgekühlte Luft in eine Doppelrektifikationssäule geführt, wo eine Zerlegung in Stickstoff und mittelreinen Sauerstoff erfolgt. In der zweiten Säule geschieht dann die Feintrennung in Stickstoff und Sauerstoff. Die Flüchtigkeit des Argons liegt etwa zwischen derjenigen von Stickstoff und Sauerstoff. Es reichert sich deshalb in der Zwischenzone an, wo es entnommen und in einer speziellen Rektifikationskolonne gereinigt wird. Der Trennung der Komponenten schließen sich Verflüssigungs- und Verdichtungsschritte an. Derzeit werden ungefähr 90 % der gesamten Produktion über das hier bilanzierte Niederdruckverfahren hergestellt (Sauerstoff 1996). Andere Verfahren wie PSA (pressure swing adsorption) oder das Membranverfahren werden hier nicht betrachtet. Die Jahresproduktion an Stickstoff (alle Verfahren) betrug 1989 in den USA ca. 27 Mio. t, in der BRD ca. 2,5 Mio. t und in Japan ca. 6,9 Mio. t. Im Durchschnitt werden 1,5 % des Stickstoffs in Stahlflaschen, 50,5 % in flüssiger Form und 48 % über Gasleitungen bereitgestellt (#2). Nach den Angaben in (Produktion 1992) wurden in Deutschland 1991 3,9 Mio. t und 1992 3,2 Mio. t Stickstoff hergestellt. Die Kennziffern in GEMIS stehen für die Produktion in Westeuropa in den 90er Jahren. Allokation: Bei dem Prozeß der Luftzerlegung fallen Stickstoff und Sauerstoff als Produkte an. Für die Herstellung von einer Tonne an Produkten (765 kg Stickstoff und 235 kg Sauerstoff) wird ein Input von 1014 kg atmosphärischer Luft benötigt. Der Prozeß liefert außerdem 13 kg Argon (dieses wird wegen seines geringen Massenanteils bei GEMIS nicht als Produkt gewertet) und ungefähr 0,5 kg CO2. Die den Prozeß der Luftzerlegung beschreibenden Gesamtdaten werden entsprechend dem Massenanteil der beiden Produkte N2 und O2 zu 3,264:1 aufgeteilt. Genese der Kennziffern Massenbilanz: Die Massenbilanz bei der Stickstoffherstellung wurde unter der Annahme eines Wirkungsgrades von 100 % bei der Luftzerlegung berechnet. Entsprechend der Zusammensetzung der Luft (in Massenanteilen) wird für die Herstellung von 1 t N2 eine Menge von 1324 kg Luft benötigt. Dabei fällt als weiteres Produkt 306 kg Sauerstoff (außerdem 17 kg Argon) an (siehe #1). Als nicht verwerteter Bestandteil der atmosphärischen Luft verbleiben 0,61 kg Kohlendioxid. Für GEMIS ergibt sich nach der Allokationsregel ein Wirkungsgrad von 98,66 % (Bedarf an Luft: 1014kg/t N2). Argon und Kohlendioxid werden nicht bilanziert. Energiebedarf: Nach #2 wird für die Luftzerlegung (Anlagenkapazität 10000 m3/h) eine Energiemenge von 0,15 kWh/m3 gasförmigen N2 benötigt. Bei einer kleineren Anlagenkapazität (1500 m3/h) ergibt sich ein Wert von 0,30 kWh/m3. Für die Verflüssigung des gewonnenen Stickstoffs wird zusätzliche Energie benötigt. Es wird ein Wert von 0,5 bis 0,6 kWh/m3 N2 angegeben. Rechnet man diese Werte über die Molmasse von N2 (28,014 g/mol) und das Molvolumen (22,4 l/mol) um, ergeben sich Werte von 0,4 GJ/t (Luftzerlegung, Anlagenkapazität 10000 m3/h) und 1,6 GJ/t N2 (Verflüssigung, Mittelwert aus den beiden Werten: 0,55 kWh/m3 N2). Diese Werte zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Daten aus #3, 2 MJ/kg N2, und #1, 1,75 MJ/kg N2 (Werte für Luftzerlegung und Verflüssigung). Bei (DOE 1985) wird nur die Luftzerlegung ohne Verflüssigung bilanziert. Es ergibt sich ein Bedarf an 687,2 btu elektrischer Energie für die Zerlegung von 4,322 lb atmosphärischer Luft. Umgerechnet auf die Herstellung von einer Tonne Stickstoff ergibt sich nach der Allokation in Kapitel 0.1.3 ein Wert von 0,37 GJ/t N2. Die Quellen #2 und #1 geben keine Energiegesamtwerte für die Zerlegung des gesamten Luftinputs, sondern bereits anteilige auf Stickstoff [bzw. #1 bilanziert für 1 kg O2] bezogene Werte an. Da die Angaben aus #2 am besten nachvollziehbar sind, werden diese für GEMIS verwendet. Prozeßbedingte Luftemissionen: Prozeßbedingte Luftemissionen bei der Luftzerlegung sind nicht bekannt. Da das beim Prozeß anfallende CO2 aus der eingesetzten Luft stammt, wird es nicht als Emission gewertet. Wasser: Der Wasserbedarf bei der Sauerstoffherstellung beschränkt sich auf die Verwendung von Kühlwasser. Quantitative Angaben hierüber liegen nicht vor. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Ressourcen gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1000000t/h Nutzungsgrad: 98,7% Produkt: Grundstoffe-Chemie

Xtra-generisch\O2 (gasförmig)

Gewinnung von gasförmigen Sauerstoff durch Luftzerlegung nach dem Lindeverfahren. In dieser Prozeßeinheit wird die Sauerstoffherstellung durch Luftzerlegung nach dem Niederdruckverfahren (Lindeverfahren) bilanziert. Bei diesem Verfahren werden aus der atmosphärischen Luft gleichzeitig deren drei wesentlichen Komponenten gewonnen: Stickstoff (75,5 Massen-%), Sauerstoff (23,1 Massen-%) und Argon (1,3 Massen-%). Nach der Abtrennung von Staubpartikeln wird die Luft auf ungefähr 6 bis 7 bar verdichtet und gleichzeitig abgekühlt. Dadurch werden Wasser, Kohlendioxid und hochsiedende Kohlenwasserstoffe abgetrennt. Danach wird die abgekühlte Luft in eine Doppelrektifikationssäule geführt, wo eine Zerlegung in Stickstoff und mittelreinen Sauerstoff erfolgt. In der zweiten Säule geschieht dann die Feintrennung in Stickstoff und Sauerstoff. Die Flüchtigkeit des Argons liegt etwa zwischen derjenigen von Stickstoff und Sauerstoff. Es reichert sich deshalb in der Zwischenzone an, wo es entnommen und in einer speziellen Rektifikationskolonne gereinigt wird. Der Trennung der Komponenten schließen sich Verflüssigungs- und Verdichtungsschritte an. Derzeit werden ungefähr 90 % der gesamten Sauerstoffproduktion über das hier bilanzierte Niederdruckverfahren hergestellt (Sauerstoff 1996). Andere Verfahren wie PSA (pressure-swing adsorption) oder das Membranverfahren werden hier nicht betrachtet. Die Kennziffern in GEMIS stehen für die Produktion in Westeuropa in den 90er Jahren. In Deutschland wurden 1991 ca. 7,3 Mio. und 1992 ca. 6,7 Mio. Tonnen Sauerstoff produziert [berechnet aus den Volumenangaben in (Produktion 1992)]. Der weltweite Jahresverbrauch an Sauerstoff im Zeitraum 1990/91 belief sich auf ca. 21,2 Mio. t in Westeuropa, ca. 22,0 Mio. t in den USA und ca. 12,9 Mio. t in Japan (Sauerstoff 1996). Allokation: Bei dem Prozeß der Luftzerlegung fallen Stickstoff und Sauerstoff als Produkte an. Für die Herstellung von einer Tonne an Produkten (765 kg Stickstoff und 235 kg Sauerstoff) wird ein Input von 1014 kg atmosphärischer Luft benötigt. Der Prozeß liefert außerdem 13 kg Argon (dieses wird wegen seines geringen Massenanteils bei GEMIS nicht als Produkt gewertet) und ungefähr 0,5 kg CO2. Die den Prozeß der Luftzerlegung beschreibenden Gesamtdaten werden entsprechend dem Massenanteil der beiden Produkte N2 und O2 zu 3,264:1 aufgeteilt. Genese der Kennziffern Massenbilanz: Die Massenbilanz bei der Sauerstoffherstellung wurde unter der Annahme eines Wirkungsgrades von 100 % bei der Luftzerlegung berechnet. Entsprechend der Zusammensetzung der Luft (in Massenanteilen) wird für die Herstellung von 1 t O2 eine Menge von 4322 kg Luft benötigt. Dabei fällt als weiteres Produkt 3264 kg Stickstoff (außerdem 55 kg Argon) an (#1). Als nicht verwerteter Bestandteil der atmosphärischen Luft verbleiben 2,0 kg Kohlendioxid. Für GEMIS ergibt sich nach der Allokationsregel ein Wirkungsgrad von 98,66 % (Bedarf an Luft: 1014kg/t O2). Argon und Kohlendioxid werden nicht bilanziert. Energiebedarf: Nach #2 wird für die Luftzerlegung (Anlagenkapazität 10000 m3/h) eine Strommenge von 0,15 kWh/m3 gasförmigen N2 benötigt. Bei einer kleineren Anlagenkapazität (1500 m3/h) ergibt sich ein Wert von 0,30 kWh/m3. Für die Verflüssigung des gewonnenen Stickstoffs wird zusätzliche Energie benötigt. Es wird ein Wert von 0,5 bis 0,6 kWh/m3 N2 angegeben. Da für die Bilanzierung von Stickstoff und Sauerstoff eine Luftzerlegungsanlage betrachtet wird bei der gleichzeitig beide genannten Gase entstehen, werden die obigen Energiedaten für die Sauerstoffherstellung übernommen. Man erhält für die Luftzerlegung einen Wert von 0,4 GJ/t O2 und für die Verflüssigung 1,6 GJ/t O2 (vgl. Prozeßeinheit zur Stickstoffherstellung). Diese Werte zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Daten aus #3, 2 MJ/kg O2, und #1, 1,75 MJ/kg O2 (Werte für Luftzerlegung und Verflüssigung). Bei (DOE 1985) wird nur die Luftzerlegung ohne Verflüssigung bilanziert. Es ergibt sich ein Bedarf an 687,2 btu elektrischer Energie für die Zerlegung von 4,322 lb atmosphärischer Luft. Umgerechnet auf die Herstellung von einer Tonne Sauerstoff ergibt sich nach der Allokation (siehe oben) ein Wert von 0,37 GJ/t O2. Die Quellen #2 und #1 geben im Unterschied zu (DOE 1985) keine Energiegesamtwerte für die Zerlegung des gesamten Luftinput, sondern bereits anteilige auf Stickstoff [bzw. #1 bilanziert für 1 kg O2] bezogene Werte an. Da die Angaben aus #2 am besten nachvollziehbar sind, werden diese für GEMIS verwendet. Prozeßbedingte Luftemissionen: Prozeßbedingte Luftemissionen bei der Luftzerlegung sind nicht bekannt. Da das beim Prozeß anfallende CO2 aus der eingesetzten Luft stammt, wird es nicht als Emission gewertet. Wasser: Der Wasserbedarf bei der Sauerstoffherstellung beschränkt sich auf die Verwendung von Kühlwasser. Quantitative Angaben hierüber liegen nicht vor. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Ressourcen gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1000000t/h Nutzungsgrad: 98,7% Produkt: Grundstoffe-Chemie

Markt für Titan

technologyComment of titanium production (GLO): Primary titanium metal is produced mainly by Kroll process. In this batch process, titanium tetrachloride (TiCl4) is reduced with magnesium under inert atmosphere creating a sponge like titanium metal solid which is refined by vaccum arc remelting. The Kroll process is characterized by multiple steps for which many are energy and labor intensive. Main steps include batch reduction, processing, vaccum distillation and remelting. Main batch reduction takes place in a steel reactor filled with argon where the magnesium is melt at temperature between 850°C-950°C. The titanium chloride (TiCl4) is fed, or blown in as vapor, into the reactor. The reduction is a highly exothermic reaction, thus little energy input is required for it to take place. Reaction is as follow: TiCl4(l or g) + 2 Mg(l) = Ti(s) + 2 MgCl2(l). During the processing the reaction by-product, molten magnesium chloride (MgCl2), is remove from the reator periodically during the reaction. The magnesium and clhoride from this by-product are recovered using electrolysis and re-used. Main product from the process is a sponge like titanium (Ti(0)). Vaccum distillation is then use to purified the crude sponge removing residual metal chlorides and magnesium. This process takes place at temperature between 900°C and 1000°C. The residuals are recovered by condensation. The purified titanium sponge is refined using vacuum arc remelting.

Markt für Stickstoff, flüssig

technologyComment of air separation, cryogenic (RER): The main components of air are nitrogen and oxygen, but it also contains smaller amounts of water vapour, argon, carbon dioxide and very small amounts of other gases (e.g. noble gases). The purification and liquefaction of various components of air, in particular oxygen, nitrogen and argon, is an important industrial process, and it is called cryogenic air separation. Cryogenic distillation accounts for approximately 85% of nitrogen and over 95% of oxygen production. It is the preferred supply mode for high volume and high purity requirements (Praxair 2002). Cryogenic air separation is currently the most efficient and cost-effective technology for producing large quantities of oxygen, nitrogen, and argon as gaseous or liquid products (Smith & Klosek 2001). Besides the air needed as a resource the major input for the liquefying process is the electricity to compress the inlet air, which normally comprises 95% of the utility costs of a cryogenic air separation plant. In some plants the amount of processed air (in Nm3) can be up to 5 times larger than the derived liquid products (Cryogenmash 2001). In these plants, the waste gas stream is naturally also much larger (in order to obtain the mass balance). As output of the cryogenic air separation there are three products: liquid oxygen, liquid nitrogen and liquid crude argon. The assumed process includes no gaseous co-products. In reality gaseous products are also processed if there is a demand at the production site. The investigated cryogenic air separation process leads to liquid products in the following quality: - Liquid oxygen: min. 99.6 wt-% - Liquid nitrogen: min. 99.9995 wt-% - Liquid argon, crude: 96-98 wt-% An air pre-treatment section downstream of the air compression (0.7 MPa) and after cooling removes process contaminants, including water, carbon dioxide, and hydrocarbons. The air is then cooled to cryogenic temperatures and distilled into oxygen, nitrogen, and, optionally, argon streams. Alternate compressing and expanding the recycled air can liquefy most of it. Numerous configurations of heat exchange and distillation equipment can separate air into the required product streams. These process alternatives are selected based on the purity and number of product streams, required trade-offs between capital costs and power consumption, and the degree of integration between the air separate unit and other facility units. This process requires very complicated heat integration techniques because the only heat sink for cooling or condensation is another cryogenic stream in the process. Since the boiling point of argon is between that of oxygen and nitrogen, it acts as an impurity in the product streams. If argon were collected and separated from the oxygen product, an oxygen purity of less than 95% by volume would result (Barron & Randall 1985). On the other hand, if argon were collected with the nitrogen product, the purity of nitrogen would not exceed 98.7% by volume. To achieve higher purities of oxygen and nitrogen the elimination of argon is necessary. Commercial argon is the product of cryogenic air separation, where liquefaction and distillation processes are used to produce a low-purity crude argon product. Praxair (2002) Gases > Nitrogen > Production of Nitrogen. Praxair Technology Inc. 2002. Retrieved 16.01.2002 from http://www.praxair.com Smith A. R. and Klosek J. (2001) A Review of Air Separation Technologies and their Integration with Energy Conversion Processes. In: Fuel Processing Technology, 70(2), pp. 115-134. Barron and Randall F. (1985) Cryogenic Systems. 2 Edition. Oxford University Press, New York Cryogenmash (2001) KxAxApx Type Double-Pressure Air Separation Plants. Gen-eral Data. Cryogenic Industries, Moscow, Russia. Retrieved 16.01.2002 from http://www.cryogenmash.ru/production/vru/vru_kgag2_e.htm imageUrlTagReplaceb1f86554-243f-4c79-b3a2-e6a9efa3a7ef

Markt für Sauerstoff, flüssig

technologyComment of air separation, cryogenic (RER): The main components of air are nitrogen and oxygen, but it also contains smaller amounts of water vapour, argon, carbon dioxide and very small amounts of other gases (e.g. noble gases). The purification and liquefaction of various components of air, in particular oxygen, nitrogen and argon, is an important industrial process, and it is called cryogenic air separation. Cryogenic distillation accounts for approximately 85% of nitrogen and over 95% of oxygen production. It is the preferred supply mode for high volume and high purity requirements (Praxair 2002). Cryogenic air separation is currently the most efficient and cost-effective technology for producing large quantities of oxygen, nitrogen, and argon as gaseous or liquid products (Smith & Klosek 2001). Besides the air needed as a resource the major input for the liquefying process is the electricity to compress the inlet air, which normally comprises 95% of the utility costs of a cryogenic air separation plant. In some plants the amount of processed air (in Nm3) can be up to 5 times larger than the derived liquid products (Cryogenmash 2001). In these plants, the waste gas stream is naturally also much larger (in order to obtain the mass balance). As output of the cryogenic air separation there are three products: liquid oxygen, liquid nitrogen and liquid crude argon. The assumed process includes no gaseous co-products. In reality gaseous products are also processed if there is a demand at the production site. The investigated cryogenic air separation process leads to liquid products in the following quality: - Liquid oxygen: min. 99.6 wt-% - Liquid nitrogen: min. 99.9995 wt-% - Liquid argon, crude: 96-98 wt-% An air pre-treatment section downstream of the air compression (0.7 MPa) and after cooling removes process contaminants, including water, carbon dioxide, and hydrocarbons. The air is then cooled to cryogenic temperatures and distilled into oxygen, nitrogen, and, optionally, argon streams. Alternate compressing and expanding the recycled air can liquefy most of it. Numerous configurations of heat exchange and distillation equipment can separate air into the required product streams. These process alternatives are selected based on the purity and number of product streams, required trade-offs between capital costs and power consumption, and the degree of integration between the air separate unit and other facility units. This process requires very complicated heat integration techniques because the only heat sink for cooling or condensation is another cryogenic stream in the process. Since the boiling point of argon is between that of oxygen and nitrogen, it acts as an impurity in the product streams. If argon were collected and separated from the oxygen product, an oxygen purity of less than 95% by volume would result (Barron & Randall 1985). On the other hand, if argon were collected with the nitrogen product, the purity of nitrogen would not exceed 98.7% by volume. To achieve higher purities of oxygen and nitrogen the elimination of argon is necessary. Commercial argon is the product of cryogenic air separation, where liquefaction and distillation processes are used to produce a low-purity crude argon product. Praxair (2002) Gases > Nitrogen > Production of Nitrogen. Praxair Technology Inc. 2002. Retrieved 16.01.2002 from http://www.praxair.com Smith A. R. and Klosek J. (2001) A Review of Air Separation Technologies and their Integration with Energy Conversion Processes. In: Fuel Processing Technology, 70(2), pp. 115-134. Barron and Randall F. (1985) Cryogenic Systems. 2 Edition. Oxford University Press, New York Cryogenmash (2001) KxAxApx Type Double-Pressure Air Separation Plants. Gen-eral Data. Cryogenic Industries, Moscow, Russia. Retrieved 16.01.2002 from http://www.cryogenmash.ru/production/vru/vru_kgag2_e.htm imageUrlTagReplaceb1f86554-243f-4c79-b3a2-e6a9efa3a7ef

Markt für Argon, flüssig

technologyComment of argon production, liquid (RER): The technology represented in this dataset is the catalytic burning of oxygen impurities in argon with hydrogen. Pure commercial argon (99.999% Ar) is purified from crude argon (96-98% Ar, 2-4% O2, <1% N2) in further rectification columns and catalytic removal of the remaining oxygen impurities with hydrogen. The crude argon is heated in a heat exchanger and compressed to 4-6 bar. Then the deoxygenating of the stream with hydrogen takes place and the stream is cooled from 950 °C to 15 °C. After further cooling in the heat exchanger, pure argon is separated from excess hydrogen in a distillation column. It is also possible to pass the crude argon through further rectifying columns and achieve an impurity of only 10 ppm without the use of hydrogen. In this case the consumption of hydrogen would be negligible, but the electricity demand would probably be significant. This alternative purification process is not considered in this inventory. The figure below gives a simplified scheme of the purifying process for crude argon. imageUrlTagReplaceaf0c1def-542e-4d3a-bc65-af5ab48e0815 Reference: Personal communication, Richard Troxler, Pangas AG Switzerland, 16.01.2002.

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