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Chem-Anorg\H2-DE-2010

Wasserstoffherstellung: Das industrielle Verfahren zur Wasserstoffherstellung beruht auf dem katalytischen Reformieren (Nickel-Katalysatoren) von Erdgas mit Wasserdampf. Bei diesem Prozeß erfolgt eine Dampfspaltung (steam reforming) des Erdgases (Methan). Methan wird dabei in Reaktoren bei Temperaturen von ca. 850 §C zu Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid umgesetzt. Nach der Umsetzung wird das Gas schnell abgekühlt, wobei gleichzeitig Prozeßdampf gebildet wird. In einer Folgereaktion reagiert das Kohlenmonoxid und überschüssiges Wasser mit Hilfe eines Katalysators zu weiterem Wasserstoff und Kohlendioxid. Daran schließt sich eine CO2-Entfernung und die Isolierung von Wasserstoff an [CO2-Druckwäsche (Weissermel 1994); PSA, pressure swing adsorption (Ullmann 1989a)]. Wasserstoff (H2) wird heute in erster Linie aus Kohlenwasserstoffen gewonnen. Daneben gibt es noch kohlechemische und elektrochemische Prozesse, die aber von geringerer Bedeutung sind [siehe Tabelle 1, (Weissermel 1994)]. Tabelle 1: Verfahren zur Wasserstofferzeugung Welt-H2-Erzeugung 1988 (in Gew.-%) Rohöl/Erdgas-Spaltung 80 Kohlevergasung 16 Elektrolysen/Sonstige 4 gesamt (in Mio. t) ca. 45 Der wichtigste Rohstoff zur Erzeugung von H2 ist Erdgas, aber auch Naphtha und andere Rückstände der Petrochemie werden eingesetzt (Ullmann 1989a). Die Bilanzierung der vorliegenden Kennziffern erfolgt auf der Annahme, daß Wasserstoff zu 100 % aus Erdgas synthetisiert wird. Für die Bilanzierung des Prozesses wurde eine Studie der Arbeitsgemeinschaft Kunststoff (DSD 1995), die Ökoinventare für Energiesysteme (ETH 1995) und Daten aus (Ullmann 1989a) ausgewertet. Da in (DSD 1995) die ausführlichsten Daten vorliegen, wurden diese für die Berechnung der Kennziffern verwendet. Es wird angenommen, daß die dortigen Angaben sich auf die H2-Herstellung in Westeuropa in den 90er Jahren beziehen. Die Massen- und Energiebilanz ist vom verwendeten Rohstoff abhängig, somit ist eine Übertragung der Kennziffern auf andere Einsatzstoffe oder auch Produktionsverfahren nicht möglich. Allokation: keine Genese der Kennziffern: Massenbilanz: Zur Herstellung von Wasserstoff wird als Rohstoff Erdgas (1990 kg/t H2) und Wasser (4468 kg/t H2) benötigt (DSD 1995). Als weiteres Reaktionsprodukt der chemischen Umsetzung von Erdgas entseht neben H2 auch Kohlendioxid (5458 kg CO2/t H2). Da CO2 kein verwertbares Produkt darstellt, wird es den prozeßbedingten Luftemissionen zugerechnet. Im Vergleich zu den obigen Angaben wird bei (Ullmann 1989a) für eine typische Steamreformer-Anlage ein Erdgasbedarf von 2160 m3 für die Erzeugung von 5000 m3 Wasserstoff (jeweils bei 0 §C und 101,325 kPa) - bzw. umgerechnet 3439 kg Erdgas/t H2 - aufgeführt. (ETH 1995) wiederum gibt einen Erdgasbedarf von 121 MJ/kg H2 (umgerechnet 2881 kg/t H2) an. Die Angaben aus (DSD 1995), (ETH 1995) und (Ullmann 1989a) zeigen deutliche Abweichungen voneinander. Da bei (DSD 1995) die vollständigste Bilanz vorliegt, werden diese Daten übernommen. Es wird angenommen, daß der unterschiedliche Rohstoffbedarf bei den verschiedenen Literaturquellen dadurch zustande kommt, daß die Wasserstoffherstellung je nach Prozeßführung auf eine maximale Produktion an Prozeßdampf, minimalen Einsatz von Erdgas , etc. optimiert werden kann. Energiebedarf: Für den Prozeß der Wasserstofferzeugung wird insgesamt eine Energiemenge von 49,25 MJ/kg H2 benötigt. 47,25 MJ des Gesamtenergiebedarfs werden durch die Verbrennung von Erdgas bereitgestellt. Davon entfallen wiederum 18,144 MJ auf die Dampferzeugung und 8,645 MJ auf die CO2-Druckwäsche. An elektrischer Energie werden 2,0 MJ Energie verbraucht (DSD 1995). Im Vergleich dazu wird der Prozeßenergiebedarf bei (ETH 1995) mit 3,47 MJ/kg elektrischer Energie, 26,55 MJ/kg Heizöl S (Industriefeuerung) und 17,8 Erdgas (Industriefeuerung) angegeben (Summe 47,82 MJ/kg). Der Energiebedarf bei (DSD 1995) und (ETH 1995) zeigt eine sehr gute Übereinstimmung. Es werden die Daten aus (DSD 1995) für GEMIS übernommen. Prozeßbedingte Luftemissionen: Nach (Ullmann 1989a) entstehen beim steam reforming 0,25 mol CO2 pro mol H2 (Methan und Wasser werden zu Wasserstoff und Kohlendioxid umgesetzt). Dieser Wert ist identisch mit der Angabe aus (DSD 1995) von 5,458 kg CO2 pro kg Wasserstoff. Es konnten keine weiteren prozeßspezifischen Daten zu den Emissionen ermittelt werden. Diese sind im Vergleich zu den Emissionen, die durch den Energieverbrauch entstehen, relativ gering (ETH 1995). Wasser: Neben dem Erdgas dient auch Wasser als Rohstoff zur H2-Erzeugung (Reduktion von H2O zu H2). Für die chemische Reaktion werden 4,468 kg H2O pro kg H2 benötigt (DSD 1995). Es kann jedoch davon ausgegangen werden, daß beim Herstellungsprozeß ein Überschuß an Wasserdampf eingesetzt wird. Da hierüber - ebenso wie zum Kühlwasserbedarf - keine Angaben vorliegen, wird der Wert von 4,468 kg Wasser als Kennziffer verwendet. Angaben zu Abwasserwerten und Reststoffen liegen nicht vor. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Brennstoffe-fossil-Gase gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2010 Lebensdauer: 20a Leistung: 1MW Nutzungsgrad: 143% Produkt: Brennstoffe-Sonstige

Explosionen in einer Chemiefabrik in Jilin, China

Am 13. November 2005 wurde in der Stadt Jilin durch eine Serie von Explosionen im Chemiewerk der Jilin Petroleum and Chemical Company der Songhua-Fluss mit Benzol und Nitrobenzol stark verseucht. Nach offiziellen Angaben wurden etwa 100 Tonnen Benzol in den Fluss ausgestoßen und ein 80 Kilometer langer Giftteppich entstand auf dem Fluss.

Nakt

Das Projekt "Nakt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Das Gründerteam von Nakt entwickelt ein nachhaltiges Abschminktuch als ersten Anwendungsfall einer eigens patentierten Mikrofasertechnologie aus nachwachsenden Rohstoffen. Es ist frei von petrochemischen Bestandteilen. Durch die innovative Mikrofaser können Schmutz und dekorative Kosmetik besser aufgenommen werden, sodass bei der Gesichtsreinigung Wasser ausreicht und auf hautreizende Abschminkemulgatoren verzichtet werden kann. Das Abschminktuch Nakt ist wiederverwendbar, heiß waschbar, schnell trocknend und bietet Bakterien keine Grundlage für Wachstum. Die Mikrofaser wird nach der Nutzung durch den Verbraucher durch Nakt in die Herstellung reintegriert, wodurch ein konsequent nachhaltiger Kreislauf bedient werden kann und Ressourcen, sowie Kosten gespart werden. Langfristig wollen sich die Gründer mit Nakt als spezialisierte Produzenten für Sonderaufträge und als Entwickler für Mikrofaseranwendungen aus natürlichen Rohstoffen und deren Rückgewinnung etablieren.

Crysumat-K

Das Projekt "Crysumat-K" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Messer Griesheim Krefeld Industriegase Deutschland durchgeführt. Einsatz cryogener Abgasreinigung und Loesungsmittel-Rueckgewinnung in der Chemie, Schwerpunkt Petrochemie. Bei (fast) allen Loesungsmitteln lassen sich durch Abkuehlung der kontaminierten Abgase TA-Luft Werte deutlich unterschreiten, wenn mit fluessigem Stickstoff gekuehlt wird.

TP1.2: Aufschluss von verholzter Biomasse

Das Projekt "TP1.2: Aufschluss von verholzter Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LXP Group GmbH durchgeführt. In diesem Vorhaben planen die Partner LXP Group GmbH (im Folgenden LXP) und das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (im Folgenden ATB) im Verbund daran zu arbeiten, die Machbarkeit der Produktion von reiner, polymerisierbarer Bernsteinsäure aus pflanzlichen Reststoffen zu erforschen. LXP ist Entwickler des neuen, patentierten LX-Verfahrens und hat dieses basierend auf festen Gärresten aus Biogasanlagen erprobt. Im hier vorgestellten Verbundprojekt ist geplant, diese Verfahrens-Demonstration gleichzeitig zu nutzen, um die Anwendbarkeit dieser neuen Technologie im Bereich der sogen. zweiten Generation (2G, Lignocellulose) bio-basierte Chemikalien nachzuweisen. Dazu ist vorgesehen, Rohstoff-Muster mit Hilfe des LX-Verfahrens und der LX-Demonstrationsanlage herzustellen und deren Hydrolyse, Fermentation und Aufreinigung zu polymerisierbarer Bernsteinsäure auch hinsichtlich der Rohstoffflexibilität zu erforschen. Die biotechnologische Herstellung von Bernsteinsäure erfolgt heutzutage auf Basis von Zuckern, die aus Pflanzen für die nahrungs- und Futtermittelproduktion stammen. Die zunehmende Umstellung der chemischen Industrie von der Petrochemie auf nachwachsende Rohstoffe führt zu unerwünschten Konkurrenzen um die landwirtschaftliche Nutzfläche, so dass bereits alternative Rohstoffquellen in Betracht gezogen werden. In der Abfallwirtschaft hat in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts ein Umdenken stattgefunden und so werden heutzutage Kunststoffe, Papier und Metall recycelt. Das Potenzial von biogenen Rest- und Abfallstoffen für höherwertige Anwendungen wie z.B. Materialien & Chemikalien findet in diesem Recycling jedoch kaum Beachtung. In dem vorliegenden Projekt soll eine ganz neue stoffliche Verwertung von nachwachsenden 2G Rohstoffen, die nicht in Konkurrenz zu Nahrungs- und Futtermitteln stehen, untersucht werden. Zusätzliche Effekte im Sinne einer nachhaltigen Ressourcennutzung können erzielt werden, wenn aus einem Materialstrom in mehreren Pro (Text abgebrochen)

VP3.3/ Wärmedämmung -Teilprojekt C

Das Projekt "VP3.3/ Wärmedämmung -Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von C3 Technologies GmbH durchgeführt. Im Teilvorhaben werden aus den ligninbasierten Biophenolen technisch verarbeitbare Harze erzeugt. Diese werden genutzt, um unterschiedliche Stufen eines phenolischen Duromers zu generieren. Über variierende Anteile des Biophenols aus der Ligninaufbereitung und einem petrolchemisch basierten Phenolsystems werden unterschiedliche Harzqualitäten für die variierenden Einsatzgebiete abgeleitet (Stufen mit 0Prozent(P00),5Prozent(P05),10Prozent(P10) und 100Prozent(P100) Biophenol). Ein anderer Schwerpunkt im Teilvorhaben liegt in der Verschäumung der biogenen Phenolsysteme zu Hartschäumen. Diese werden im Projekt als Kernmaterial für die Sandwichelemente eingesetzt. Die Verschäumung mit dem ökologisch unbedenklichen und kostengünstigen Treibmittel Wasser und die mechanische Verstärkung des Schaumes mit Refinerfasern aus dem Buchenholzaufschluss stellen weitere innovative Arbeitsschritte dar. Im letzten Projektschritt erfolgt die Verbindung der Decklagen und der Schaumkerne zu einem Sandwich. Dies erfolgt anspruchsvoll durch das Fügen der Decklagen mittels geeigneter Klebsysteme oder hochinnovativ durch das Verfahren des intrinsischen Schäumens. Im Ergebnis des Projektes liegen Sandwichsysteme für unterschiedliche Anwendungen vor. Mit den generierten Werkstoffen ist nicht nur ein Einsatz als Dämmsystem im Bauwesen denkbar, sondern auch die Anwendung der Decklagen im hochsensiblen Interieurbereich für den Schienenfahrzeugbau und in der Luftfahrt. AP Harzsysteme, AP Decklagen/Laminate, AP Verschäumung, AP Sandwich

Teilprojekt 4 und 5

Das Projekt "Teilprojekt 4 und 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Germanischer Lloyd Offshore and Industrial Services GmbH durchgeführt. MATRA-OSE: Sicherheitstechnik fuer Offshore-Strukturen im Eis. Bohrplattformen und Eissperren fuer flache eisbedeckte Seegebiete: Im Rahmen des Vorhabens sollen die sicherheitstechnischen Anforderungen an Bohrplattformen in diesem speziellen Einsatz formuliert und verallgemeinert werden, um ein entsprechendes Regelwerk fuer die Konstruktion solcher Bauwerke zu schaffen. Dazu werden besonders die Ergebnisse aus der Modellversuche ausgewertet und bewertet. Durch die projektbegleitende Auswertung und Formulierung der sicherheitstechnischen Anforderungen soll es gelingen die Problempunkte im Sicherheitskonzept solcher Anlagen herauszuarbeiten und in das Regelwerk einfliessen zu lassen. Hafen und Umschlagtechnik. Der Antragsteller beteiligt sich am Entwurf einer arktischen Hafenanlage und erarbeitet die sicherheitstechnischen Grundlagen. Im Rahmen eines managementorientierten Ansatzes werden dabei Kosten-Nutzenbetrachtungen ueber Sicherheitseinrichtungen angestellt, und die technische Umsetzbarkeit eiener erweiterten Modellierung des Gesamtsystems Petrochemie-Schiff-Hafen-Umschlag untersucht.

Messung der Benzolbelastung im Zulauf der Kläranlage Bottrop

Das Projekt "Messung der Benzolbelastung im Zulauf der Kläranlage Bottrop" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Wasser, Abfall und Umwelt, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Im Einzugsgebiet der Kläranlage Bottrop liegen mineralölverarbeitende Betriebe (Petrochemie). Im Industriesammler - und somit im Zulauf zur Gesamtanlage Bottrop - sind planmäßig Benzol und Toluol, Ehytlbenzol und Xylol (BTEX) enthalten. Zudem leiten einige Betriebe auch in den Abwasserkanal Bottrop ein, wobei die BTEX-Belastung dort eher gering sein sollte. In Emscher und Boye sollen ebenfalls keine BTEX-Belastungen planmäßig eingetragen werden. Durch vermehrtes Auftreten von Problemen mit Benzol auf der Kläranlage Bottrop erschien eine Analyse der BTEX-Quellen erforderlich. Zudem war der Versuch einer ersten Bilanzierung der BTEX-Ströme (Zulauf, Rechen, Zulauf Vorklärung) auf der Kläranlage Bottrop durchzuführen.

Teilvorhaben 4: LCA

Das Projekt "Teilvorhaben 4: LCA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Thermodynamik, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik durchgeführt. Kohlendioxid ist als einer der Hauptverursacher des Treibhauseffekts schädlich fürs Klima. Im Projekt 'Production Dreams' soll es indes klimafreundlich genutzt werden - als Grundbaustein elastischer Kunststoffe, sogenannter Elastomere. Elastomere werden in der Automobil-, Elektro- und Bauindustrie sowie im Maschinenbau benötigt. Darüber hinaus finden sie auch Verwendung in der Produktion für Haushalt und Medizintechnik. Synthetische Elastomere basieren normalerweise komplett auf Erdöl. Bei ihrer Herstellung lassen sich nun in einem Vorprodukt rund 25 Prozent des üblicherweise verwendeten Öls durch CO2 ersetzen. Das Ergebnis sind sogenannte Polyethercarbonat-Polyurethane, die zu Elastomeren weiterverarbeitet werden können. Die mit Hilfe von CO2 hergestellten Elastomere besitzen dieselbe hohe Qualität wie diejenigen, die nur aus petrochemischen Rohstoffen bestehen. Gleichzeitig ist das großtechnische Verfahren, das die Projektpartner erarbeiten und umsetzen wollen, wesentlich energieeffizienter. Es benötigt auch weniger Lösemittel und hat daher eine deutlich bessere Ökobilanz als konventionelle Prozesse. Da weniger Erdöl eingesetzt wird, werden zudem die Verarbeitungsschritte bis zu dessen Einsatz im Elastomer vermieden - das spart im gesamten Prozess wiederum CO2-Emissionen und Energie. Durch den Einsatz von Kohlendioxid wird somit die begrenzte Ressource Erdöl geschont und gleichzeitig die Rohstoffbasis der Chemie- und Kunststoffindustrie erweitert. Einzelne Chargen des neuartigen Materials konnten im Labor bereits hergestellt werden. Im Verlauf des dreijährigen Projekts soll nun ein kontinuierliches Verfahren entwickelt werden, das eine wirtschaftliche Produktion im Industriemaßstab ermöglicht. Am Projekt beteiligt sind der Kunststoff-Hersteller Covestro und zwei Partner aus der Wissenschaft: Die RWTH Aachen University mit dem Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung (IKV) und dem Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT) sowie die Technische Universität Berlin mit dem Lehrstuhl für Technische Chemie und Mehrphasen-Reaktionstechnik.

TP4.4: Erforschung der Verarbeitung von PBS-Werkstoffen zu Geotextilien

Das Projekt "TP4.4: Erforschung der Verarbeitung von PBS-Werkstoffen zu Geotextilien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NAUE GmbH & Co. KG durchgeführt. Geotextilien sind flächige oder dreidimensionale Textilien, welche als Baustoff beispielsweise im Bereich des Tief-, Wasser- und Verkehrswegebaus, aber auch zu Hangabsicherungszwecken dienen. Sie sind für geotechnische Sicherungsarbeiten temporär oder dauerhaft im Erdreich verbleibend ein wichtiges Hilfsmittel. Zum Einsatz kommen Geotextilien zum Trennen, Dränen (Drainagieren), Filtern, Bewehren, Schützen, Verpacken und als Erosionsschutz in Form von Geweben, Vliesstoffen und Verbundstoffen. Sie bestehen entweder aus natürlichen oder petro-chemisch basierten Fasern, wobei jedes Material Nachteile für den spezifischen Einsatzfall hat. Während bei der Nutzung der synthetischen Fasern die Problemstellung der Kontamination des Bodens mit Mikroplastik berücksichtigt werden muss, bieten Naturfasern bisher nur für einen begrenzte Einsatzdauer (1-2 Vegetationsperioden) Schutz, was häufig für Anwendungen nicht ausreichend ist. Die Zielstellung das Teilprojekts 'RUBIO TP-4.4' verfolgt die Entwicklung von dimensionsstabilen, biobasierten Geotextilien, welche einsatzspezifisch biologisch abgebaut werden und damit das Problem der Bodenkontamination vermeiden. Sie sollen die kombinierten Vorteile von Materialeigenschaften, reproduzierbarer Dimensionsstabilität und Herstellbarkeit synthetischer Geotextilien aufweisen und dabei eine Reihe von Vorteilen gegenüber naturfaserbasierten Geotextilien besitzen. Die Entwicklungsarbeiten erfolgen anhand 3 konkreter Beispielanwendungen von geotextilen Bauwerkstoffen, die am Projektende als validierte Demonstratoren zur Verfügung stehen sollen.

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