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Chem-Anorg\Phosphorsäure-DE-2000

Phosphorsäure wird aus dem phosphathaltigem Gestein durch nassen Aufschluß mit Schwefelsäure oder trocken / thermisch gewonnen. Für die Düngerproduktion ist der nasse Aufschluß die Hauptlieferquelle. Phosphatgestein besteht aus einem Mineral (Apatit), der häufig als eine Mischung aus drei Calciumphosphat (Ca3(PO4)2) und einem Calciumfluorid CaF2 dargestellt wird. Durch Umsetzung mit Schwefelsäure entsteht Phosphorsäure und Gips. Als Nebenprodukt wird Fluorosilikat gewonnen: Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 + xH2O ---> 5 CaSO4xH2O + 3 H3PO4 + HF Der wasserreiche Gips wird durch Filtration von der Phosphorsäure getrennt und deponiert. Die verunreinigte Phosphorsäure wird gereinigt und aufkonzentriert. Allokation: Die anfallende Fluorsilikate verlassen den Prozess als Nebenprodukt ohne Zurechnung von Umweltbelastungen. Genese der Daten: Die Umsetzung von Phosphatgestein zu Phosphorsäure wurde #1 entnommen. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 55,6% Produkt: Grundstoffe-Chemie

Relevanz der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigung am Eintrag von Phosphat und anderen Phosphorverbindungen (P) in das Abwasser

Die Phosphormengen in Waschmitteln und in Maschinengeschirrspülmitteln sind über die europäische Detergenzienverordnung in Produkten für den privaten Endverbraucher begrenzt. Für den gewerblichen Bereich existieren in der Phosphathöchstmengenverordnung (PHöchstMengV) Grenzwerte für Waschmittel, welche durch das in Kraft treten der Detergenzienverordnung teilweise außer Kraft gesetzt wurden. Das Vorhaben liefert Informationen, ob es zum Schutz der Umwelt erforderlich ist, eine Anpassung der geltenden Phosphat-Begrenzung in der PHöchstMengV für Waschmittel der ge-werblichen Textilreinigungen vorzunehmen und den Anwendungsbereich der PHöchstMengV um die gewerbliche maschinelle Geschirreinigung zu erweitern. Im Rahmen der des Projektes wurden die Gründe der Nutzung von P-Verbindungen in der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigungen und die eingesetzten Mengen recherchiert. Zusätzlich wurden Vergleichswerte auf Basis der Produktion von Wasch- und Reinigungsmitteln und den vorhandenen Maschinenparks ermittelt. Diese Ergebnisse wurden Berechnungen über den Zulauf der öffentlichen Kläranlagen gegenüber gestellt. In der Gesamtschau wird von einem Eintrag in das Abwasser aus Phosphaten und Phosphorsäue aus der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigungen sowie von industriellen Reinigern von 3 000 bis 5 000 t Phosphor pro Jahr ausgegangen. Die Spannbreite für Phosphor aus Phosphonaten wurde mit 120 bis 1 332 t Pges / a ermittelt. Phosphat wird in Kläranlagen gezielt zurückgehalten. Anhand der Berechnungen kann mit Einträgen aus Phosphat und Phosphorsäure in die Gewässer zwischen 167 und 369 t Pges / a, entsprechend etwa 0,7 bis 1,6 % der gesamten Pges Einträge, gerechnet werden. Die Rückhalteleistung der Kläranlagen für Phosphor aus Phosphonaten ist Gegenstand laufender Forschungsvorhaben. Unter Berücksichtigung der Annahme, dass 50% zurückgehalten werden ergeben sich Emissionen von 60 bis 666 t Pges / a, entsprechend etwa 0,3 % bis 3 % der gesamten Pges Einträge in Oberflächengewässer. Quelle: Forschungsbericht

Umweltprobenbank Probenparameter Nr. B210: Polyfluorierte/gemischt halogenierte Sulfon- und Phosphonsäuren

Polyfluorierte/gemischt halogenierte Sulfon- und Phosphonsäuren Formel: CAS-Nummer: Erläuterung:

Heat recovery in the production of phosphoric acid

Das Projekt "Heat recovery in the production of phosphoric acid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BK Ladenburg GmbH durchgeführt. Objective: The combustion of yellow phosphorus generates 24,350 kJ of heat per kg of the substance. The large-scale production of phosphoric acid involves the combustion of yellow phosphorus. The considerable amounts of heat generated in this process have been evacuated by means of cooling water. The project suggests to utilize this heat, in the future, for the generation of steam and to have it converted into electric power. This process-heat recovery enables considerable savings of primary energy (coal, oil, gas). General Information: The heat generated by the large-scale combustion of phosphorus is absorbed, in an acid tower, by recirculating acid. The recirculating acid then releases the heat previously absorbed into a heat exchanger (cooling water). The amounts of heat thus transferred are subsequently released, mainly in the form of steam, from the cooling tower into the atmosphere. Now, the new method suggests an upstream combustion chamber before the acid tower, thus utilizing a major part of the heat generated in the combustion of yellow phosphorus for the production of energy. The new method represents an energy-recovery process on a very high temperature level, with the possibility to produce high-pressure to medium-pressure steam with subsequent power/heat coupling. The estimated energy generation, at 8000 hours, would be as follows: Steam 15 t/h = 120,000 t/a with steam-pressure reduction from 80 bars/550 degree of Celsius to 40 bars/450 degree of Celsius. Electric power: 550 kWh = 4,400 mWh/a. Achievements: The project cannot be carried on, for the following reasons: - The capital expense (investment), in view of the actual cost level, will be approx. 30-40 per cent higher than estimated at the time of submission. - The capital payback period, due to the price decline for primary energy, will be excessively long (7 years); longer than there is an assured supply of phosphorus. - Since 1985, in view of a modified strategy, our company has increased its efforts to manufacture speciality products rather than to produce mass phosphates (commodities); this will lead to a reduced demand of phosphorus in the future. - A drastic collapse, since early 1986, in the sale of phosphate salts used in washing powers, detergents, and cleaning agents, will further reduce the amounts of phosphorus needed in the manufacture of our product line. - A major aspect of the project was the purchase of energy by Joh. A. Benckiser, with whom we have a joint network. Joh. A. Benckiser are no longer prepared to purchase any such energy.

Teilvorhaben 2 Anwendung von PG im Bereich Trockenmörtel

Das Projekt "Teilvorhaben 2 Anwendung von PG im Bereich Trockenmörtel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Baumit GmbH durchgeführt. Mehr als drei Viertel der weltweit produzierten Phosphatdünger werden mit Phosphorsäure als Zwischenprodukt hergestellt, wobei 4-6 t schwach radioaktiver Phosphorgips (PG) pro produzierter t P2O5 als relevantes Nebenprodukt/Abfall zurückbleiben 5,6-7,0 Mrd. t PG, das während der Lebensdauer der Phosphatindustrie weltweit produziert wird, werden in 52 Ländern weltweit in nassen oder trockenen Lagern entsorgt. Die größten Lager in der Europäischen Union (EU) befinden sich in Litauen, Polen, Spanien, Griechenland, Bulgarien, Serbien und Kosovo, den Niederlanden, Belgien, Portugal und Finnland. 3-4 Mrd. t PG sind weltweit für die Rückgewinnung zugänglich und ca. 2 Mrd. t sind für die Rückgewinnung in Europa zugänglich und ihre Verarbeitung würde direkt die Ziele der Rohstoffinitiative erfüllen. Bei der aktuellen Rate der weltweiten Phosphaterzproduktion sammeln sich jährlich 200 Mio. t schwachradioaktiven PGs. PG enthält erhebliche Mengen an schweren und leichten Seltenen Erden (SE), die natürlicherweise in den aufbereiteten Phosphaterzen vorkommen. Die 200 Mio. t PG die jährlich produziert werden enthalten fast 95 % des weltweiten SE-Bedarfs. Außerdem kann PG, nach entsprechender Behandlung, Naturgips als Baumaterial ersetzen. SE stehen auf der EU-Liste der kritischen Rohstoffe (CRMs) 2020, und es wird davon ausgegangen, dass Gips demnächst auf Grund des reduzierten Angebots von REA-Gips das im Zusammenhang mit der Stilllegung von Kohlekraftwerken in der EU steht hinzugefügt wird. Ziel des Projekts PG2CRM ist die Untersuchung eines innovativen Verfahrens zur SE-Gewinnung aus gelagertem PG, sodass die zurückbleibende Gipsmatrix als Rohstoff in der Bauindustrie verwendet werden kann.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NDM Naturwertstoffe GmbH durchgeführt. Der ökologische und ökonomische Umgang mit Ressourcen in der Landwirtschaft und die Schaffung sinnvoller und nachhaltiger Stoffkreisläufe führen heute zu hohen Ansprüchen an die Produktivität landwirtschaftlicher Prozesse und die Umweltverträglichkeit. Dies schließt auch die bedarfsorientierte Verwendung von Nährstoffen ein. Im Kreis Borken fallen bspw. mehr als 1.000.000 m3 Überhanggülle an, die nicht auf eigenen Flächen ausgebracht werden kann. Die heutige Lösung des Nährstoffproblems: Abtransport über z.T. weite Strecken. Am Standort Nordvelen werden zukünftig 200.000 t/a regionale Wirtschaftsdünger (Überhanggülle) vollaufbereitet. In einem mehrstufigen Prozess (mechanisch-biologisch-thermisch-chemisch) werden dabei die in der Gülle enthaltenen Wertstoffe (Phosphor-, Stickstoff- u. Kaliverbindungen) in Form von marktfähigen upcycling Produkten für andere Prozessketten zurückgewonnen. Hierbei verbleiben keine umweltbelastenden oder entsorgungspflichtigen Stoffströme. Als Nebeneffekt kann auch die im Prozess gewonnenen Energie (Strom und Wärme) fast vollständig selbst genutzt werden, um so mindestens 90 % des Energiebedarfs der Gesamtanlage im Regelbetrieb decken zu können. Mit Fördermitteln werden am Standort umwelttechnologische Verfahren unter wissenschaftlicher Begleitung entwickelt und sollen am Standort unter realen Anlagenbedingungen im Betrieb erprobt werden. Im engen Dialog mit Ministerien und Institutionen auf Bundes- und Landesebene sowie unseren Partnern befassen wir uns mit den Fragestellungen der Stickstoffminderungsstrategie des BMUB (Nachhaltigkeitsoffensive) sowie Grundsatzstrategien zur Hygienisierung von Gülle. Das Konzept der zentralen Gülle-Vollaufbereitung der NDM ermöglicht hierbei in einem einmaligen Industrieprozess eine 100 %ige Stickstoffausschleusung als Beitrag zum Klimaschutz. Im Hinblick auf die weitere Verbreitung der Afrikanischen Schweinepest (ASP) besteht, durch die prozessbedingte Hygienisierung der festen und flüssigen Stoffströme, zudem eine nachhaltige und wirksame Lösung zur Hygienisierung von Güllen unabhängig vom Seuchenfall. In einer ersten Prozessstufe erfolgt eine Trennung der Güllen in feste und flüssige Bestandteile. Aus der Vergärung der Dünnphase nach Separation wird Biogas gewonnen, welches im BHKW zur Erzeugung von Strom und Heißwasser zur Deckung des Eigenbedarfs der Anlage genutzt wird. In der zweiten Prozessstufe wird ein P-Feststoff und eine N-Dünnphase gewonnen, letztere wird hygienisiert und der enthaltene Stickstoff eliminiert. P-Feststoff wird getrocknet und verbrannt, dabei wird zusätzliche Energie in Form von Warmwasser zur internen Prozessnutzung erzeugt. Nach dem Verbrennungsprozess verbleibt eine Phosphorasche, die als Phosphatdünger eingesetzt wird bzw. zukünftig zur Herstellung von hochreinen Phosphorsäuren dienen soll. Das verbleibende Wasser enthält hauptsächlich Kalium und andere Spurenelemente.

Zott SE & Co. KG, Neugenehmigung nach § 4 BImSchG für die Errichtung und Betrieb einer Anlage zum Lagern von Salpetersäure, Phosphorsäure und Natronlauge

Die Fa. Zott SE & Co. KG, Bäumenheimer Straße 25, 86690 Mertingen, Fl.-Nr. 1321 Gemarkung Mertingen, betreibt eine Anlage zur Verarbeitung von Milch (Molkerei), eine Ammoniakkälteanlage sowie ein Heizkraftwerk mit mehreren Dampfkesseln in der Bäumenheimer Straße 25, 86690 Mertingen (Werk 2). Diese Anlagen wurden gem. den immissionsschutzrechtlichen Vorschriften genehmigt. Die Fa. plant nunmehr die Errichtung und den Betrieb einer Anlage zum Lagern von Salpetersäure, Phosphorsäure und Natronlauge (Konzentrattanklager) um den sog. Bauteil 5. Dafür soll die bestehende CIP-Anlage (Cleaning-in-Place-Anlage) für die Reinigung von Behältern um 4 Behälter erweitert und eingehaust werden. Die neu errichteten Behälter sollen die folgenden Stoffe aufnehmen und lagern: Natronlauge (NaOH) 1 x 43 m³ Volumen (ca. 65 Tonnen), Salpetersäure (HNO3) 2 x 20 m³ Volumen (ca. 52 Tonnen) AZ Säure (Gemisch Phosphors. und Alkohole) 1 x 20 m³ Volumen (ca. 26 Tonnen). Das bestehende Tanklager für Salpeter- und AZ-Säure bzw. Natronlauge stellte bisher noch keine BImSchG-Anlage entsprechend der 4. BImSchV dar. Die Anlage ist nunmehr der Ziffer Nr. 9.3 des Anhangs 1 der 4. BImSchV i.V.m. Spalte 4 des Anhangs 2 - Stoffliste zuzuordnen. Zudem ist eine Allgemeine Vorprüfung zur Umweltverträglichkeit § 9 Abs. 4 i.V.m. § 7 Abs. 2 und Nr. 9.3.2 der Anlage 1 des Gesetzes über die Umweltverträglichkeitsprüfung, erforderlich.

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Emscher Wassertechnik GmbH durchgeführt. Fünf große sondergesetzliche Wasserverbände in Nordrhein-Westfalen erarbeiten gemeinsam mit Forschungspartnern und Ingenieurbüros eine umfassende, regionale Lösung zum Phosphor-Recycling für einen der größten und vielschichtigsten Ballungsräume in Deutschland. Das Konzept umfasst 139 Kläranlagen mit ca. 9 % des deutschen Klärschlammanfalls sowie 5 Verbrennungsanlagen, für die ab dem Jahr 2029 ein Rückgewinnungspotenzial von rd. 4.700 t P/a in Aussicht steht. Für diese wird ein öffentlich-rechtlich organisiertes Betriebskonzept über die gesamte Wertschöpfungskette des P-Recyclings als integraler Bestandteil der Klärschlammverwertung erarbeitet. Das Projekt beinhaltet die Demonstration der P-Rückgewinnung über den Klärschlammaschepfad mittels eines nasschemischen Verfahrens in einer großtechnischen Demonstrationsanlage. Die dabei in verschiedenen, anwendungsspezifischen Qualitäten erzeugte Phosphorsäure ermöglicht eine Demonstration der regionalen Einsatzsetzbarkeit in der Düngemittelherstellung sowie der chemischen und metallverarbeitenden Industrie. Durch die Entwicklung eines verbandsübergreifenden Klärschlamm- und Aschenmanagements sollen zukünftig sowohl schwach- als auch hoch mit Schadstoffen belastete Klärschlämme spezifisch geeigneten Verwertungspfaden zugeführt werden, um eine umweltgerechte Nutzung des enthaltenen Phosphors zu ermöglichen. Neben der Nutzung der erzeugten P-Säure werden in der Umsetzungsphase auch die Qualitäten und die möglichen Verwertungspfade für Nebenprodukte und Reststoffe betrachtet. In einem Szenarienprozess sollen exemplarische Wege zur Lösung der hochkomplexen Fragestellungen erarbeitet und hinsichtlich ökologischer und ökonomischer Kriterien bewertet werden. Die für die Projektregion ausgewählte Vorzugsvariante wird in eine konkrete Planung für eine sich anschließende, langfristig angelegte Umsetzung überführt und kann als Beispiel für andere Ballungsräume dienen.

Teilprojekt 11

Das Projekt "Teilprojekt 11" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH durchgeführt. Fünf große sondergesetzliche Wasserverbände in Nordrhein-Westfalen erarbeiten gemeinsam mit Forschungspartnern und Ingenieurbüros eine umfassende, regionale Lösung zum Phosphor (P)-Recycling für einen der größten und vielschichtigsten Ballungsräume in Deutschland. Das Konzept umfasst 139 Kläranlagen mit ca. 9 % des deutschen Klärschlammanfalls sowie 5 Verbrennungsanlagen, für die ab dem Jahr 2029 ein Rückgewinnungspotenzial von rd. 4.700 t P/a in Aussicht steht. Für diese wird ein öffentlich-rechtlich organisiertes Betriebskonzept über die gesamte Wertschöpfungskette des P-Recyclings als integraler Bestandteil der Klärschlammverwertung erarbeitet. Das Projekt beinhaltet die Demonstration der P-Rückgewinnung über den Klärschlammaschepfad mittels eines nasschemischen Verfahrens in einer großtechnischen Demonstrationsanlage. Die dabei in verschiedenen, anwendungsspezifischen Qualitäten erzeugte Phosphorsäure ermöglicht eine Demonstration der regionalen Einsatzsetzbarkeit in der Düngemittelherstellung sowie der chemischen und metallverarbeitenden Industrie. Durch die Entwicklung eines verbandsübergreifenden Klärschlamm- und Aschenmanagements sollen zukünftig sowohl schwach- als auch hoch mit Schadstoffen belastete Klärschlämme spezifisch geeigneten Verwertungspfaden zugeführt werden, um eine umweltgerechte Nutzung des enthaltenen Phosphors zu ermöglichen. Neben der Nutzung der erzeugten Phosphorsäure werden in der Umsetzungsphase auch die Qualitäten und die möglichen Verwertungspfade für Nebenprodukte und Reststoffe betrachtet. In einem Szenarienprozess sollen exemplarische Wege zur Lösung der hochkomplexen Fragestellungen erarbeitet und hinsichtlich ökologischer und ökonomischer Kriterien bewertet werden. Die für die Projektregion ausgewählte Vorzugsvariante wird in eine konkrete Planung für eine sich anschließende, langfristig angelegte Umsetzung überführt und kann als Beispiel für andere Ballungsräume dienen.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PARFORCE Engineering & Consulting GmbH durchgeführt. Das Vorhaben beinhaltet die technische Untersuchung einer dezentralen Phosphat-Gewinnung auf sogenannten Bio-P-Kläranlagen mit zentraler Veredelung der Phosphat-Fällungsprodukte zu Phosphorsäure, Ammoniakwasser und wiederverwendbaren Phosphatfällungsmitteln. Ziele des Projektes sind, im technischen Maßstab nachzuweisen, dass (1) der P-Gehalt von 20gP/kgTR im entwässerten Schlamm deutlich unterschritten, (2) die P-Säure-Produktion effizient umgesetzt, (3) der Klärschlamm (stofflich und energetisch) reststofffrei verwertet, (4) ein Stoffkreislauf für Magnesium geschaffen und (5) die P-Gewinnung und Verwertung klimaneutral werden kann. Zentraler Baustein dieser dezentralen P-Gewinnung ist ein bei Überdruck und in reiner Wasserdampfatmosphäre betriebener Wirbelschichtverdampfungstrockner, der eine nahezu vollständige, hochwertige Verwertung der eingesetzten Wärme ermöglicht. Diese wird u.a. zur erhöhten und beschleunigten P-Rücklösung, zur Ammoniakwassergewinnung, zur thermischen Hydrolyse und schließlich zur Faulbehälterbeheizung eingesetzt. Ein KMUs, ein Anlagenhersteller, ein Ingenieurbüro, drei Abteilungen eines Forschungszentrums und ein Kläranlagenbetreiber bündeln ihre Kompetenzen, die Modellanlage zur dezentralen P-Gewinnung aufzubauen, zu untersuchen und zu bewerten und die technische, ökologische und wirtschaftliche Machbarkeit einer zentralen P-Verwertung zusammen mit einer stofflichen und energetischen Verwertung des phosphatarmen Klärschlamms nachzuweisen.

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