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Ammoniakrückgewinnung aus Gärprodukten von Biogasanlagen in Form von Ammoniakwasser mittels Kalkeinsatz

Shredderanlage mit modernster, trocken arbeitender Luftreinigungstechnik + Messprogramm

Als zertifizierter Entsorgungsfachbetrieb ist die Theo Steil GmbH neben der Entsorgung von Produktionsabfällen auch mit der Annahme von Schrotten und metallhaltigen Abfällen und deren Aufbereitung betraut. Dazu betreibt das Unternehmen derzeit vier Shredderanlagen und eine Vielzahl von Aufbereitungsanlagen, mit deren Hilfe Sekundärrohstoffe in die Kreislaufwirtschaft zurückgeführt werden. Zur Reinigung der bei der Aufbereitung von metallischen Abfällen in einer Shredderanlage (Automobilshredder) entstehenden Abluft kommen derzeit branchenweit nasse Abscheidetechniken zum Einsatz. Ein kompletter Verzicht auf Nasswäscher war bislang nicht möglich, da Verpuffungen bei der Zerkleinerung nicht auszuschließen sind und zu einer Zerstörung der Abluftreinigung bzw. einem Brand der Filtermaterialien führen können. In der nun von der Theo Steil GmbH am Standort Trier geplanten Shredderanlage soll erstmalig eine gänzlich trockene Abscheidetechnik betrieben werden. Dabei wird ein spezieller Ring am Eingang der Abluftleitung installiert und permanent Funken erzeugen, um explosionsfähige Luftgemische kontrolliert zu zünden. So können größere Verpuffungen vermieden und erstmalig auf die Nasswäscher verzichtet werden, um rund ca. 1.850 Kubikmeter Frischwasser einzusparen. Zusätzlich wird eine innovative Funkenlöschanlage im Bereich des Gewebefilters installiert. Das trockene Aufbereitungsverfahren ermöglicht es der Theo Steil GmbH zudem, Additive wie Aktivkohle oder Kalkmilch in den Abgasstrom einzudüsen, so dass die Minderung von organischen Schadstoffen in der Abluft erleichtert wird. Außerdem rechnet die Theo Steil GmbH mit einer Reduzierung der organischen Luftemissionen als Gesamtkohlenstoff um 60 Prozent, von derzeit 50 Milligramm pro Kubikmeter auf unter 20 Milligramm pro Kubikmeter. Insgesamt können damit Emissionen von jährlich 6,54 Tonnen Gesamtkohlenstoff vermieden werden. Ein weiterer Projektbestandsteil ist die vollständige Kapselung der Aufbereitung der Shredderleichtfraktion in einer Halle, die ebenfalls bundesweit neuartig ist. Dies dient der Vermeidung diffuser Emissionen. So ist die Einheit zur Aufbereitung der als Restmenge beim Shreddern entstehenden Shredderleichtfraktion vollkommen geschlossen. Auch die Beladevorgänge sollen in einer geschlossenen Halle stattfinden, die zusätzlich an die Entstaubung angeschlossen ist. Die neue Anlage wird somit im Bereich Staubminderung und organische Emissionen über den Stand der Technik hinausgehen. So soll die Staubfracht pro Kubikmeter Abgas von derzeit 20 Milligramm pro Kubikmeter auf unter 5 Milligramm pro Kubikmeter, somit um ca. 73 Prozent reduziert werden, um Staubemissionen von jährlich 3,39 Tonnen zu vermeiden. Des Weiteren soll die Anlage eine höhere Energieeffizienz aufweisen, in dem strömungsoptimierte Rohrleitungen die Ventilatoren entlasten und eine effizientere, auf die Prozesse der Anlage zugeschnittene Steuerung eingeführt wird. (Text gekürzt)

Shredderanlage mit modernster, trocken arbeitender Luftreinigungstechnik

Als zertifizierter Entsorgungsfachbetrieb ist die Theo Steil GmbH neben der Entsorgung von Produktionsabfällen auch mit der Annahme von Schrotten und metallhaltigen Abfällen und deren Aufbereitung betraut. Dazu betreibt das Unternehmen derzeit vier Shredderanlagen und eine Vielzahl von Aufbereitungsanlagen, mit deren Hilfe Sekundärrohstoffe in die Kreislaufwirtschaft zurückgeführt werden. Zur Reinigung der bei der Aufbereitung von metallischen Abfällen in einer Shredderanlage (Automobilshredder) entstehenden Abluft kommen derzeit branchenweit nasse Abscheidetechniken zum Einsatz. Ein kompletter Verzicht auf Nasswäscher war bislang nicht möglich, da Verpuffungen bei der Zerkleinerung nicht auszuschließen sind und zu einer Zerstörung der Abluftreinigung bzw. einem Brand der Filtermaterialien führen können. In der nun von der Theo Steil GmbH am Standort Trier geplanten Shredderanlage soll erstmalig eine gänzlich trockene Abscheidetechnik betrieben werden. Dabei wird ein spezieller Ring am Eingang der Abluftleitung installiert und permanent Funken erzeugen, um explosionsfähige Luftgemische kontrolliert zu zünden. So können größere Verpuffungen vermieden und erstmalig auf die Nasswäscher verzichtet werden, um rund ca. 1.850 Kubikmeter Frischwasser einzusparen. Zusätzlich wird eine innovative Funkenlöschanlage im Bereich des Gewebefilters installiert. Das trockene Aufbereitungsverfahren ermöglicht es der Theo Steil GmbH zudem, Additive wie Aktivkohle oder Kalkmilch in den Abgasstrom einzudüsen, so dass die Minderung von organischen Schadstoffen in der Abluft erleichtert wird. Außerdem rechnet die Theo Steil GmbH mit einer Reduzierung der organischen Luftemissionen als Gesamtkohlenstoff um 60 Prozent, von derzeit 50 Milligramm pro Kubikmeter auf unter 20 Milligramm pro Kubikmeter. Insgesamt können damit Emissionen von jährlich 6,54 Tonnen Gesamtkohlenstoff vermieden werden. Ein weiterer Projektbestandsteil ist die vollständige Kapselung der Aufbereitung der Shredderleichtfraktion in einer Halle, die ebenfalls bundesweit neuartig ist. Dies dient der Vermeidung diffuser Emissionen. So ist die Einheit zur Aufbereitung der als Restmenge beim Shreddern entstehenden Shredderleichtfraktion vollkommen geschlossen. Auch die Beladevorgänge sollen in einer geschlossenen Halle stattfinden, die zusätzlich an die Entstaubung angeschlossen ist. Die neue Anlage wird somit im Bereich Staubminderung und organische Emissionen über den Stand der Technik hinausgehen. So soll die Staubfracht pro Kubikmeter Abgas von derzeit 20 Milligramm pro Kubikmeter auf unter 5 Milligramm pro Kubikmeter, somit um ca. 73 Prozent reduziert werden, um Staubemissionen von jährlich 3,39 Tonnen zu vermeiden. Des Weiteren soll die Anlage eine höhere Energieeffizienz aufweisen, in dem strömungsoptimierte Rohrleitungen die Ventilatoren entlasten und eine effizientere, auf die Prozesse der Anlage zugeschnittene Steuerung eingeführt wird. Bislang war zudem zusätzliche Energie nötig, um das Wasser der Nassabscheider anschließend zu reinigen. Gegenüber dem bisherigen Verfahren wird die Anlage voraussichtlich rund 640 Tausend Kilowattstunden weniger Strom benötigen und damit 341,6 Tonnen CO 2 (rund 54 Prozent) einsparen. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Luft Fördernehmer: Theo Steil GmbH Bundesland: Rheinland-Pfalz Laufzeit: 2019 - 2020 Status: Abgeschlossen

Technologische Weiterentwicklung des Verfahrens zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm mittels CO2-Extraktion (Budenheim ExtraPhos®-Verfahren)

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Chemische Fabrik Budenheim hat in Zusammenarbeit mit dem Frauenhofer Institut und der Frauenhofer Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie ein Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm entwickelt und im Labor und Technikumsmaßstab getestet. Rotaria wurde als Anlagenbauer mit der Errichtung der Pilotanlage betreut. Eine damit vergleichbare Anlage existiert bisher nicht. Daher ergaben sich im Rahmen der Umsetzung Fragen zur anlagen- und maschinentechnischen Weiterentwicklung. Im Rahmen der Umsetzung wurden eigene Ideen zur Optimierung des Verfahrens sowie zur Anlagentechnik entwickelt, mit dem Ziel das Verfahren insbesondere Richtung Energiebedarf und Phosphorausbeute zu verbessern. Hier besteht noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Gegenstand des Projektes ist die anlagentechnische Weiterentwicklung der CO2-Einbringung und Extraktion, der optimale Einsatz von Fällungs- und Flockungsmitteln, sowie der Trennung von Schlamm und Trübwasser und der letztendlich erfolgreichen Abscheidung des durch Kalkmilch gefällten Dicalciumphosphats.

Auswirkungen der Konditionierungsanlagen im Zulauf der Talsperre Spremberg auf den Fischbestand und die Mollusken

Zielstellung: In der Talsperre Spremberg und vor allem in der Vorsperre Bühlow wird ein Großteil der Eisenfracht der Spree durch Sedimentation zurückgehalten. Um die Sedimentationsgeschwindigkeit und den Eisenrückhalt in der Vorsperre zu erhöhen, werden Kalkmilch und ein Flockungshilfsmittel vor der Vorsperre eingeleitet. Vor dem Beginn der Wasserkonditionierung sollte eine Vorabschätzung zu möglichen Auswirkung der Flockungsmittel Weißkalkhydrat in Kombination mit dem Flockungshilfsmittel Koaret PA 3230 T auf den Fischbestand in der Talsperre Spremberg erfolgen. In einem weiteren Schritt wurde ein Monitoring der Jungfisch-, Benthos- und Großmuschelbestände im Rahmen der FFH-Verträglichkeitsprüfung für die Ausbringung von Flockungsmitteln in der Talsperre Spremberg begonnen. Ergebnisse: Die fachliche Vorabschätzung der möglichen Auswirkungen der Flockungsmittel Weißkalkhydrat in Kombination mit dem Flockungshilfsmittel Koaret PA 3230 auf den Fischbestand der Talsperre Spremberg (LEWIN & RÜMMLER, 2015) ergab, dass die ausgebrachten Mengen der Stoffe weit unterhalb kritischer Grenzwerte liegen und somit von keinen negativen Einflüssen auf den Fischbestand ausgegangen werden kann. Die Untersuchungen des Makrozoobenthos ergaben gegenüber dem Vorjahr einen Anstieg der Bodentierdichte um das Dreifache. Ein Einfluss der Intensität der Eisenockerbildung auf die Benthosdichte konnte nicht festgestellt werden. Im Jahr 2015 war somit eine deutlich bessere Nahrungsgrundlage für eine Vielzahl von Fischarten vorzufinden als im Jahr 2014. In der Talsperre Spremberg wurden die drei Großmuschelarten Gemeine Teichmuschel, Malermuschel und Große Flussmuschel mit abschnittsweise hohen Besiedlungsdichten vorgefunden. Aus diesem Grund ist die Talsperre als schützenswerter und bedeutender Großmuschellebensraum in Südbrandenburg einzustufen. Es zeigte sich jedoch auch, dass vor allem die schwankenden Wasserstände und die Eisenockerablagerungen das Vorkommen oder Fehlen von Großmuscheln deutlich beeinflussten. Die Untersuchung des Gesamtfischbestandes ergab, dass 2015 bei gleicher Artenanzahl teilweise andere Fischarten als im Vorjahr in den Fängen auftraten. Der erhöhte Diversitätsindex zeigte eine gegenüber 2014 gesteigerte Artenvielfalt des Fischbestandes. Der Einheitsfang mit den benthischen Stellnetzen, als relatives Maß für die Bestandsgröße, war 2015 um das Dreifache größer als 2014. Die Ergebnisse der Elektrofischerei und der Stellnetzfischerei bestätigten ein natürliches Jungfischaufkommen von 11 der 13 nachgewiesenen Fischarten. Ausnahmen davon bilden Aal und Döbel. Somit konnte anhand der durchgeführten Untersuchungen kein negativer Einfluss auf die natürliche Reproduktion der nachgewiesenen Fischarten festgestellt werden. Zusammenfassend konnte kein direkter negativer Zusammenhang zwischen dem Betrieb der Konditionierungsanlage und den derzeitigen Fisch-, Benthos- und Großmuschelbeständen in der Talsperre Spremberg festgestellt werden.

Desinfektion nach Ausbrüchen infektiöser viraler Krankheiten in Fischteichen

Entwicklung eines neuartigen Infiltrationsverfahrens zur Einbringung von Suspensionen in Porengrundwasserleiter auf Basis der Düsensauginfiltration - Teilprojekt: Entwicklung eines Verfahrens zur Infiltration von Kalkmilch (Ca(OH)2)-Suspensionen

Die Entwicklung kostengünstiger und praxisorientierter Technologien zur Altlastensanierung hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. ( ) In-situ Techniken bieten den Vorteil, dass eine direkte Behandlung im Untergrund erfolgt und keine permanente Wasserförderung sowie oberirdische Aufbereitung nötigt ist. Beim Einsatz von Injektionsmitteln bzw. Suspensionen muss andererseits eine ausreichende Vermischung von Schadstoffen und injizierten Chemikalien sowie Ausbreitung im Aquifer gewährleistet sein. Für eine wirksame Verteilung und Ausbreitung der eingebrachten Stoffe ist insbesondere eine geeignete Injektionstechnik ein sehr wichtiger Aspekt. ( ) Ziel des Projektes ist es daher, ein neuartiges Infiltrationsverfahren zur Einbringung von Suspensionen in Porengrundwasserleiter zu testen und weiterzuentwickeln. Die Technologieentwicklung erfolgt anhand von zwei ausgewählten Suspensionen (Kalkmilch und Eisen-Nanopartikel). Die hierfür vorgesehene Infiltrationstechnik wurde von der Firma Werner Wils Brunnenbau GmbH entwickelt und wird als Düsensauginfiltrations-Verfahren (DSI) bezeichnet. Das Verfahren ermöglicht die Infiltration von Fluiden in den Grundwasserleiter mittels Injektionslanzen unter erheblich reduziertem technischem Aufwand im Vergleich zum Bau und Betrieb herkömmlicher Infiltrationsbrunnen. Die DSI-Technik wird derzeit bei Bauarbeiten unterhalb des Grundwasserspiegels eingesetzt, um gehobenes Grundwasser ortsnah zu reinfiltrieren. Aufgrund der speziellen Konstruktion des DSI-Verfahrens bietet es einige technische Vorteile, die erwarten lassen, dass es im hohen Maße geeignet ist, Suspensionen mit hoher Effektivität in Porengrundwasserleiter zu infiltrieren. Innerhalb des Verbundprojektes soll das Verfahren bis zur Anwendungsreife entwickelt werden, so dass zukünftig mit einem technisch und ökonomisch effizienten Sanierungsverfahren gerechnet werden kann. ( ) Die Entwicklung einer im großen Maßstab einsetzbaren Injektionstechnik zur Behandlung des Grundwassers stellt einen wesentlichen Fortschritt für die Erarbeitung von Strategien zur Sanierung des Wasserhaushaltes im Lausitzer Braunkohlenrevier dar. Ziel des Teilprojektes ist es daher, auf Basis des Düsensauginfiltrations-Verfahren (DSI) eine sichere und kostengünstige Sanierungstechnologie zur Behandlung schwefelsaurer Kippengrundwasserleiter zur entwickeln. Die DSI-Infiltrationstechnik wird innerhalb eines kleintechnischen Freilandversuches getestet. Die Durchführung verschiedener Versuchsansätze mit unterschiedlichen (Ca(OH)2)-Suspensionsstärken und Volumina ist hierbei vorgesehen. Im Ergebnis der durchzuführenden Feldversuche soll dargestellt werden, welche Suspensionsstärken mit dem DSI-Verfahren sicher infiltriert werden können und welche Standzeiten die DSI-Lanzen erzielen. Darüber hinaus soll die räumliche Verteilung/Ausbreitung des eingebrachten Wirkstoffs in den Grundwasserleiter ermittelt werden, um so die Wirksamkeit und Effektivität des DSI-Verf. zu bestimmen.

Errichtung einer innovativen, umweltgerechten Kunststoffgalvanik bei erstmaligem Einsatz Cr6+-freier Elektrolyten zur Verchromung von hochwertigen Automobil-Komponenten

Die BIA Kunststoff- und Galvanotechnik liefert galvanisierte Kunststoffbauteile, die höchsten Ansprüchen genügen. Die Kernkompetenz liegt im Bereich Galvanik und den damit verbundenen Anforderungen an die vor- und nachgelagerten Prozesse. Zum Ausbau der Position als innovativer, ressourceneffizienter Technologieführer im Zuliefermarkt wurde eine völlig neue Galvanoanlage zur Beschichtung von Kunststoffen errichtet, bei der folgende innovative Verfahrensschritte umgesetzt wurden: Das primäre Ziel des Vorhabens, die Errichtung einer voll funktionsfähigen und prozesssicheren dekorativen Verchromung auf der Basis eines III-wertigen Chromelektrolyten wurde erreicht. Größere Lose von Chrom-III-verchromten Bauteilen wurden hergestellt und befinden sich bei verschieden Automobilherstellern in intensiven Eignungstests. Weitere Ziele, wie die Optimierung des gesamten Beschichtungsverfahrens einschließlich der Vorbehandlung, insbesondere die Minimierung der Metallverluste, konnten weitgehen realisiert werden. Beim 'Kontinuierlichen Mattnickelverfahren' brachte die Substitution des ressourcenintensiven Batch-Verfahrens durch eine kontinuierliche Regeneration des Elektrolyten deutliche Einsparungen an Rohstoffen und Energie. Die flexibel eingerichtete Vorbehandlung ermöglicht die simultane Fertigung und Beschichtung von Mehr-Komponenten-Kunststoffteilen. Dadurch kommt es zur Einsparung von kompletten Arbeitsschritten im vor- (Spritzguss) und nachgelagerten (Montage) Prozessen mit den entsprechenden energiesparenden Effekten. Die Umweltentlastung erstreckt sich auf alle Medien; insbesondere wurden eingespart: Energie/ Erdgas: 470 MWh/a, Nickel (Metall) 3,3 t, Nickelsulfat (Salz) 35,65 t/a, Kalkmilch zur Neutralisation 45,5 t/a, Galvanischlamm, 52,3 t/a, CO2-Minderung 385 t/a. Außerhalb des Rahmens des geförderten Projektes wurde an der Substitution der bisher eingesetzten perfluorierten Tenside (PFOS) gearbeitet, mit dem Ergebnis, dass Fluorierte Verbindungen sowohl in den Beizbädern als auch beim Chrom-VI-Elektrolyten vollständig ersetzt werden konnten. Der bisherige Verbrauch an PFOS lag bei 500 kg/a.

Errichtung einer innovativen, umweltgerechten Kunststoffgalvanik

Die BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co. KG in Solingen ist ein mittelständisches Unternehmen der Automobil-Zulieferindustrie. Sie fertigt galvanisierte Kunststoffbauteile für höchste Ansprüchen, insbesondere für die Automobilindustrie. Mit der Errichtung einer innovativen Kunststoffbeschichtungsanlage sollte den nationalen und internationalen Forderungen nach Ersatz gefährlicher Stoffe Rechnung getragen werden. Ziel des Vorhabens war die Errichtung einer Anlage zur dekorativen Verchromung von Kunststoffen auf der Basis von Chrom-III-Elektrolyten. Mit dieser Anlage sollte der bisher eingesetzte toxische und krebserregende Chrom-VI-Elektrolyt durch umweltfreundlichere Chrom-III-Verbindungen substituiert werden. Des Weiteren sollte das gesamte Beschichtungsverfahren einschließlich der Vorbehandlung hinsichtlich einer Reduzierung von Metallverlusten und des Chemikalienverbrauchs sowie der Senkung des Energieverbrauchs optimiert werden. Das Verfahren der galvanischen Abscheidung von Glanzchromschichten aus III-wertigen Chromelektrolyten ist bereits seit längerer Zeit bekannt. Bisher genügten diese Schichten in ihrer Qualität jedoch nicht den Ansprüchen wichtiger Kunden, wie der Automobilindustrie. Dies sollte mit dem neuartigen Verfahren erreicht werden. Um die für die Zulieferbetriebe der Automobilindustrie notwendige zuverlässige Lieferfähigkeit sicherzustellen, war es erforderlich, zuerst beide Verfahren parallel anzuwenden. Inzwischen hat sich gezeigt, dass der Einsatz eines Elektrolyten auf Chrom-III-Basis technisch beherrscht wird. Größere Lose von auf diese Weise hergestellten Bauteile wurden inzwischen an die Automobilindustrie geliefert. Ebenso erfolgreich wurde ein neues kontinuierliches Nickel-Mattverfahren zur Herstellung von Mattchrom- oder Alulookoberflächen anstelle des bisher üblichen Batchverfahrens sowie die Mehr-Komponenten Kunststofftechnik für dekorativ verchromte Bauteile umgesetzt. Im Rahmen der Produktionsumstellung gelang es auch, sowohl im Chromelektrolyten als auch in den Chrom-VI-haltigen Beizen auf den Einsatz fluorhaltiger Tenside (PFT) zu verzichten. Neben der Substitution gefährlicher Chemikalien, wie Chrom-VI-Verbindungen und PFT wurde der Verbrauch an Rohstoffen, wie Nickel, Chrom, Bisulfit und Kalkmilch, reduziert. Der Energiebedarf und damit der CO 2 -Ausstoß konnten mehr als halbiert werden. Des Weiteren konnten die Emissionen über Abwasser und Abluft sowie der Anfall von Galvanikschlamm verringert werden. Im Vergleich zur Altanlage wurden folgende Einsparungen erreicht: Energie/Erdgas: 470 Megawattstunden pro Jahr (55 Prozent) CO 2 -Minderung: 385 Tonnen pro Jahr (55 Prozent) Nickel (Metall): 3,3 Tonnen pro Jahr (50 Prozent) Nickelsulfat (Salz): 35,65 Tonnen pro Jahr (93 Prozent) Kalkmilch zur Nickelfällung: 45,5 Tonnen pro Jahr (93 Prozent) PTF-Lösung: 0,5 Tonnen pro Jahr (100 Prozent) Galvanikschlamm zur Entsorgung: 52,3 Tonnen pro Jahr (93 Prozent). Die von BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co. KG entwickelte Technik wurde nicht nur in den weiteren Galvaniken der BIA-Gruppe umgesetzt, sondern kann auch darüber hinaus prinzipiell auf alle Betriebe der galvanischen Kunststoffbeschichtung übertragen werden. Die Technik ist grundsätzlich auch für Betriebe geeignet, die sich auf die Verchromung von Metallwerkstoffen konzentrieren. Insbesondere die PFT-freie Fertigung hat Modellcharakter für vergleichbare Betriebe. Die erreichten Ergebnisse wurden über den Fachverband Galvanisierte Kunststoffe (FGK) und den Zentralverband Oberflächentechnik (ZVO) der Branche bereits präsentiert. Branche: Sonstiges verarbeitendes Gewerbe/Herstellung von Waren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co.KG Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2006 - 2009 Status: Abgeschlossen

Chem-Anorg\Soda-DE-2000

Herstellung von Soda Natriumcarbonat)- einem wichtigen Grundstoff der anorganischen Chemie. Es wird sowohl aus natürlichen Vorkommen gewonnen, als auch synthetisch hergestellt. In Deutschland wird ausschließlich die synthetische Herstellung betrieben. Ausgangsstoffe für das betrachtete Ammoniaksoda- oder Solvay-Verfahren sind Steinsalz bzw. Natriumchlorid (nach Solereinigung) und Kalkstein bzw. (nach Brennen und Löschen) Calciumhydroxid. Der in dieser Bilanz untersuchte Gesamtprozeß umfaßt folgende Einzelprozesse: 1. Herstellung einer gesättigten Salzlösung: NaCl + H2O 2. Brennen des Kalksteins (das freigesetzte CO2 wird in Prozeß 4 benötigt): CaCO3 => CaO + CO2 3. Sättigung der Salzlösung mit Ammoniak: NaCl + H2O + NH3 4. Ausfällen von Bicarbonat durch Einleiten von CO2 in die Lösung: NaCl + H2O + NH3 + CO2 à NH4Cl + NaHCO3 5. Filtern und Waschen des ausgefällten Bicarbonats 6. Thermische Zersetzung des Bicarbonats zu Soda (das freigesetzte CO2 wird in Stufe 4 zurückgeführt): 2 NaHCO3 à Na2CO3 + H2O + CO2 7. Herstellung von Kalkmilch: CaO + H2O => Ca(OH)2 8. Rückgewinnung des Ammoniaks durch Destillation der Mutterlösung aus Prozeßstufe 4 mit Kalkmilch (das freigesetzte Ammoniak wird in Stufe 3 wieder eingesetzt): 2 NH4Cl + Ca(OH)2 => 2NH3 + CaCl2 + 2H2O Die nach der Destillation verbleibende Lösung wird meist in ihrer Gesamtheit verworfen, da - abhängig von der Nachfrage - nur ein kleiner Teil zur Herstellung von CaCl2 genutzt werden kann. Vereinfacht kann der gesamte Prozeß durch die folgende Summengleichung beschrieben werden: 2 NaCl + CaCO3 => Na2CO3 + CaCl2 Dabei verläuft die Reaktion in wässriger Lösung aufgrund der geringen Löslichkeit des Calciumcarbonats von rechts nach links. Daher wird Ammoniak als Promotor der Bildung von Natriumbicarbonat über das Zwischenprodukt Ammoniumbicarbonat eingesetzt (vgl. #2). Im Jahr 1992 standen einer Inlandsproduktion von über 1,2 Mio t (alte Bundesländer) ein Import von 0,25 Mio t (60 % davon aus den USA) und ein Export von ca. 0,02 Mio t gegenüber. Vor diesem Hintergrund wird es als legitim angesehen, bei der Sachbilanz des Soda für Deutschland lediglich die Daten für die synthetische Sodaherstellung zu verwenden. Bilanziert wurde die Soda-Herstellung von der Firma Solvay Alkali GmbH, die nach der ETH zitiert wird (#1). In dieser Bilanz wird der gesamte Prozeß der Sodaherstellung einschließlich der Teilanlagen der Solereinigung, dem Kalkofen und der Energieerzeugung in einem industriellen Kraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung bilanziert. Dabei werden Steinkohle und Erdgas als Energieträger eingesetzt. Allokation: keine Genese der Kennziffern Massenbilanz: Als Rohstoffe zur Soda-Herstellung werden bezogen auf eine Tonne Soda ca. 1550 kg Steinsalz und 1130 kg Kalkstein benötigt (#1). Energiebedarf: Der Energiebedarf der Sodaherstellung, wie sie in diesem Projekt bilanziert wird, wird über Erdgas, Steinkohle und Steinkohlenkoks gedeckt. Da die Energieumwandlung bereits in der Bilanzierung enthalten ist, ist lediglich die Bereitstellung de Energieträger noch zu bilanzieren. Der Energiebedarf nach Solvay setzt sich folgendermaßen zusammen: Tab.: Energiebedarf der Sodaherstellung (nach #1) Energieträger m³ bzw. kg/ t Produkt GJ/t Produkt Erdgas 28,2 (m³) 1,094 Steinkohle (Vollwert) 270 (kg) 7,938 Steinkohlenkoks 80 (kg) 2,224 Summe 11,256 Die Prozesse zur Sodaherstellung haben folglich einen Energiebedarf von 11,26 GJ/t Soda. Für die Sodaherstellung in Europa kann eine Spannweite von 10-14 GJ/t angegeben werden. Bei den deutschen Herstellern besteht das Bestreben die Energiebereitstellung mehr und mehr über Gas zu decken (Solvay 1996). Prozeßbedingte Luftemissionen: Die Luftemissionen werden zum größten Teil durch die Bereitstellung bzw. Umwandlung der Energie verursacht. Dabei werden von Solvay folgende Emissionsfaktoren angegeben: Schadstoff Menge in kg/t Produkt CO2 800 CO 7 SO2 2 NOx 1,8 Staub 0,25 Zusätzlich wird noch CO2 beim Brennen des Kalkes freigesetzt, das nicht im chemisch im Soda gemäß Gleichung 4. gebunden werden kann. Die Menge wird von Solvay mit 176 kg/t Produkt angegeben (#1). Dieser Wert wird in GEMIS übernommen. Wasserinanspruchnahme: Wasser wird vorwiegend zur Bereitstellung von Prozeßdampf und als Kühlwasser in einer Reihe von Einzelprozessen eingesetzt. Der Wasserbedarf ist dadurch relativ hoch. Pro Tonne Soda werden 62,6 m³ Wasser benötigt (#1). Abwasserparameter: Eine organische Belastung des Abwassers, die sich mit den in dieser Studie bilanzierten Summenparametern messen läßt ist nicht zu rechnen. In der Bilanz von Solvay werden ausschließlich anorganische Verunreinigungen aufgeführt. Vor allem die Chloridfracht über das Abwasser ist bemerkenswert. Pro Tonne Natriumcarbonat werden über Calciumchlorid ca. 950 kg Chlorid über das Abwasser emittiert (#1). Reststoffe: Als Reststoffe aus den Prozessen um die Sodaherstellung fällt Asche aus der Verbrennung der Kohle an (6 kg/t P). Weiterhin verbleiben Rückstände des Kalksteins (20 kg/t P) und sog. Downcyclate (22 kg/t P). Bei den Downcyclaten handelt es sich um Produktionsrückstände, die teilweise im Straßenbau eingesetzt werden können. Sie werden in der vorliegenden Studie allerdings als Reststoff und nicht als Produkt verbucht. Insgesamt fallen somit ca. 48 kg Reststoffe pro Tonne Soda an (#1). Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 64,5% Produkt: Grundstoffe-Chemie

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