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Guide: Environmentally responsible use of fluorinated fire-fighting foams

Fire-fighting foams are used in fire-fighting to extinguish flammable liquids (fire category B) and solids which liquefy in case of fire or heat exposure. Fire category B comprises three subgroups: u Flammable, water-immiscible liquids and liquefying, flammable chemicals u Flammable, water-miscible liquids u Thermoplastics, including rubber tyres Special Foams might also be used on fires of non-liquefying solids (class A fires). Veröffentlicht in Flyer und Faltblätter.

Chem-Org\PS-DE-2000

Polystyrol-Polymerisation: GPPS (und HIPS) werden heute hauptsächlich über kontinuierliche Polymerisationsprozesse hergestellt. Bei dem Polymerisationsverfahren in Lösung werden in geringen Mengen Lösungsmittel wie Toluol oder Ethylbenzol hinzugegeben. Das Masseverfahren unterscheidet sich dadurch, dass hierbei kein Lösungsmittel zugesetzt wird. Vielmehr dient Styrol sowohl als Edukt als auch als Lösungsmittel. In der Reaktorsektion wird das monomere Styrol zu Polystyrol umgesetzt. Das Produktgemisch, das die Reaktorsektion verläßt hat eine Polystyrolkonzentration von 70-90 %. Nicht umgesetztes monomeres Styrol und Lösungsmittel werden abgetrennt und wieder dem Reaktionsprozeß zugeführt. An den eigentlichen Polymerisationsschritt schließt sich die Zugabe von Additiven (Farbstoffe, Stabilisatoren) zur Produktschmelze, die Extrusion, die Kühlung des Monomers und die Granulation an. Prozess-Situierung: Bei dem Thermoplast Polystyrol (PS) werden verschiedene Arten an PS unterschieden. GP(general-purpose)PS oder auch Standard- PS ist ein hartes, schmelzbares und transparentes Material. HI(high-impact)PS enthält ca. 3 - 10 % Polybutadien als Gummizusatz. Expandable PS (EPS) ist Ausgangsmaterial für PS-Hartschäume. Die Herstellung geht von PS unter Zugabe von ca. 6 % eines Schäumungsmittels (z.B. Pentan) aus. EPS (Handelsname: Styropor) wird sowohl für die Geräusch- als auch die Kälteisolierung eingesetzt. Es werden aber auch Werbe- und Sportartike (z.B. Schwimmwesten)l aus EPS hergestellt. Extrudierte Polystyrolschäume (XPS) werden aus PS und halogenierten Kohlenwasserstoffen als Treibmittel hergestellt. XPS findelt vor allem als thermisches Isoliermittel Anwendung. Weitere Produkte können durch den Zusatz von Copolymeren bei der Polymerisation von Styrol erhalten werden. In dieser Prozeßeinheit wird die Polymerisation von Styrol zu GPPS bilanziert. Nicht alle betrachteten Literaturquellen geben explizit an welches Polystyrol dort bilanziert wird. Es wird jedoch angenommen, daß das Standard-PS betrachtet wird bzw. die entsprechenden Angaben sich nicht wesentlich von denen für GPPS unterscheiden. Der jährliche Verbrauch an PS betrug 1990 weltweit ca. 6,7 Mio. Tonnen. Davon entfielen ca. 2 Mio. t auf Westeuropa (Ullmann 1992). In (APME 1994) wird für Westeuropa, 1994, eine Produktionsmenge von 1,998 Mio. t PS aufgeführt. In #3 werden Anlagen bilanziert, die ca. 0,70 Mio. t GPPS bzw. ca 0,63. Mio. t HIPS produzieren. Die Bilanzierung der PS-Polymerisation beruht auf den Literaturquellen (Ullmann 1992), (APME 1994), #1, #2, #3, (OEKO 1992c) und (Tellus 1992). Aufgrund der unterschiedlichen Datenherkunft kann der Gesamtprozeß weder einem bestimmten Zeitraum noch einer bestimmten Region zugeordnet werden. Die Massenbilanz bezieht sich auf die Produktion in Deutschland Ende der 80er Jahre (#1). Die Energiebilanz gibt Daten Anfang der 80er Jahre aus den USA wieder (#2). Die Emissionswerte beziehen sich sowohl auf die USA (Tellus 1992) als auch auf Westeuropa (OEKO 1992c, #1). Allokation: keine Genese der Daten: - Massenbilanz: Nach #1 werden für die Herstellung einer Tonne Polystyrol (es ist anzunehmen, daß bei BUWAL GPPS bilanziert wird) 974,8 kg monomeres Styrol eingesetzt. Unter „Hilfsstoffe, Zusätze" werden weitere 31,2 kg aufgeführt, die nicht weiter spezifiziert sind. Diese Menge wird hier vernachlässigt. Bei der Polymerisation fällt eine Menge von 5,75 kg an nicht weiter spezifizierten „Nebenausbeuten" sowie 0,09 kg feste Abfälle an. Der Einsatz an Styrol stimmt gut mit den Angaben aus (Tellus 1992) bzw. #3 für die Herstellung von GPPS überein. Dort werden jeweils Werte von 980 kg Styrol und 30 bzw. 33 kg an Kohlenwasserstoffen genannt. Da bei BUWAL die ausführlichsten Angaben vorliegen, werden diese Daten für GEMIS verwendet. Energiebedarf: Die Prozessenergie zur Herstellung einer Tonne PS (Masseverfahren) wird in #2 mit insgesamt ca. 3,7 GJ/t PS beziffert (0,6 GJ elektrische Energie, 1,8 GJ Energieträger und 1,3 GJ Energieinhalt des eingesetzten Dampfs). Bei GEMIS wurde für den Einsatz des Energieträger ein Wirkungsgrad von 85 % zugundegelegt. Die entsprechende Energie wird (wie auch der eingesetzte Dampf) als Prozeaawärme (Industriemix, Summe aus Energieträger und Dampf: 2,8 GJ) bereitgestellt. Bei (Tellus 1992) wird ein fast identischer Energiebedarf von 3,8 GJ/t GPPS bilanziert (Masseverfahren: 2,8 GJ elektrische Energie, 1,0 GJ Energieinhalt des Dampfs). Im Vergleich dazu wird bei (PWMI 1993a) ein wesentlicher geringer Energiebedarf von 1,08 GJ/t GPPS genannt, der sich aus 0,80 GJ elektrischer Energie und 0,28 GJ an Energieträgern zusammensetzt. [Für die Herstellung von HIPS ist nach #3 ein vergleichbarer Energiebedarf, 0,60 GJ elektrische Energie und 0,33 GJ Energieträger, erforderlich]. Da bei #2 die weitaus detailliertesten Angaben vorliegen, wurden diese Werte als Kennziffern verwendet. Prozessbedingte Luftemissionen: Bei der Herstellung von Polystyrol sind prinzipiell Emissionen des monomeren Styrols in Betracht zu ziehen. In (OEKO 1992c) werden die prozeßbedingten VOC-Emissionen bei der Polystyrolherstellung abgeschätzt. Daraus ergibt sich ein Wert von ca. 1 kg VOC/t PS. Wasser: In #3 wird der Wasserbedarf zur Herstellung einer Tonne GPPS mit 1850 kg beziffert, hinzu kommen weitere 169 kg an Dampf.Im Hinblick auf Wasserverunreinigungen ist das Suspensionsverfahren (hauptsächlich für die Herstellung von EPS) relevant, bei dem die Polymerisation in wässrigem Medium durchgeführt wird. Beim Masseverfahren kommt das Produkt nur bei der Extrusion (Kühlung) in Kontakt mit Wasser. Angaben zu Abwasserwerten für das Masseverfahren sind in (Tellus 1992) enthalten. Im behandelten Abwasser wird dort für Benzol ein Wert von 0,048 g/t GPPS und für Phenol ein Wert von 0,56 g/t GPPS angegeben. Aus #1 kann entnommen werden, dass der BSB5-Wert gleich null ist. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 103% Produkt: Kunststoffe

Chem-Org\PS-DE-2020

Polystyrol-Polymerisation: GPPS (und HIPS) werden heute hauptsächlich über kontinuierliche Polymerisationsprozesse hergestellt. Bei dem Polymerisationsverfahren in Lösung werden in geringen Mengen Lösungsmittel wie Toluol oder Ethylbenzol hinzugegeben. Das Masseverfahren unterscheidet sich dadurch, dass hierbei kein Lösungsmittel zugesetzt wird. Vielmehr dient Styrol sowohl als Edukt als auch als Lösungsmittel. In der Reaktorsektion wird das monomere Styrol zu Polystyrol umgesetzt. Das Produktgemisch, das die Reaktorsektion verläßt hat eine Polystyrolkonzentration von 70-90 %. Nicht umgesetztes monomeres Styrol und Lösungsmittel werden abgetrennt und wieder dem Reaktionsprozeß zugeführt. An den eigentlichen Polymerisationsschritt schließt sich die Zugabe von Additiven (Farbstoffe, Stabilisatoren) zur Produktschmelze, die Extrusion, die Kühlung des Monomers und die Granulation an. Prozess-Situierung: Bei dem Thermoplast Polystyrol (PS) werden verschiedene Arten an PS unterschieden. GP(general-purpose)PS oder auch Standard- PS ist ein hartes, schmelzbares und transparentes Material. HI(high-impact)PS enthält ca. 3 - 10 % Polybutadien als Gummizusatz. Expandable PS (EPS) ist Ausgangsmaterial für PS-Hartschäume. Die Herstellung geht von PS unter Zugabe von ca. 6 % eines Schäumungsmittels (z.B. Pentan) aus. EPS (Handelsname: Styropor) wird sowohl für die Geräusch- als auch die Kälteisolierung eingesetzt. Es werden aber auch Werbe- und Sportartike (z.B. Schwimmwesten)l aus EPS hergestellt. Extrudierte Polystyrolschäume (XPS) werden aus PS und halogenierten Kohlenwasserstoffen als Treibmittel hergestellt. XPS findelt vor allem als thermisches Isoliermittel Anwendung. Weitere Produkte können durch den Zusatz von Copolymeren bei der Polymerisation von Styrol erhalten werden. In dieser Prozeßeinheit wird die Polymerisation von Styrol zu GPPS bilanziert. Nicht alle betrachteten Literaturquellen geben explizit an welches Polystyrol dort bilanziert wird. Es wird jedoch angenommen, daß das Standard-PS betrachtet wird bzw. die entsprechenden Angaben sich nicht wesentlich von denen für GPPS unterscheiden. Der jährliche Verbrauch an PS betrug 1990 weltweit ca. 6,7 Mio. Tonnen. Davon entfielen ca. 2 Mio. t auf Westeuropa (Ullmann 1992). In (APME 1994) wird für Westeuropa, 1994, eine Produktionsmenge von 1,998 Mio. t PS aufgeführt. In #3 werden Anlagen bilanziert, die ca. 0,70 Mio. t GPPS bzw. ca 0,63. Mio. t HIPS produzieren. Die Bilanzierung der PS-Polymerisation beruht auf den Literaturquellen (Ullmann 1992), (APME 1994), #1, #2, #3, (OEKO 1992c) und (Tellus 1992). Aufgrund der unterschiedlichen Datenherkunft kann der Gesamtprozeß weder einem bestimmten Zeitraum noch einer bestimmten Region zugeordnet werden. Die Massenbilanz bezieht sich auf die Produktion in Deutschland Ende der 80er Jahre (#1). Die Energiebilanz gibt Daten Anfang der 80er Jahre aus den USA wieder (#2). Die Emissionswerte beziehen sich sowohl auf die USA (Tellus 1992) als auch auf Westeuropa (OEKO 1992c, #1). Allokation: hier keine, aber in Vorketten (energetisch) Genese der Daten: - Massenbilanz: Nach #1 werden für die Herstellung einer Tonne Polystyrol (es ist anzunehmen, daß bei BUWAL GPPS bilanziert wird) 974,8 kg monomeres Styrol eingesetzt. Unter „Hilfsstoffe, Zusätze" werden weitere 31,2 kg aufgeführt, die nicht weiter spezifiziert sind. Diese Menge wird hier vernachlässigt. Bei der Polymerisation fällt eine Menge von 5,75 kg an nicht weiter spezifizierten „Nebenausbeuten" sowie 0,09 kg feste Abfälle an. Der Einsatz an Styrol stimmt gut mit den Angaben aus (Tellus 1992) bzw. #3 für die Herstellung von GPPS überein. Dort werden jeweils Werte von 980 kg Styrol und 30 bzw. 33 kg an Kohlenwasserstoffen genannt. Da bei BUWAL die ausführlichsten Angaben vorliegen, werden diese Daten für GEMIS verwendet. Energiebedarf: Die Prozessenergie zur Herstellung einer Tonne PS (Masseverfahren) wird in #2 mit insgesamt ca. 3,7 GJ/t PS beziffert (0,6 GJ elektrische Energie, 1,8 GJ Energieträger und 1,3 GJ Energieinhalt des eingesetzten Dampfs). Bei GEMIS wurde für den Einsatz des Energieträger ein Wirkungsgrad von 85 % zugundegelegt. Die entsprechende Energie wird (wie auch der eingesetzte Dampf) als Prozeaawärme (Industriemix, Summe aus Energieträger und Dampf: 2,8 GJ) bereitgestellt. Bei (Tellus 1992) wird ein fast identischer Energiebedarf von 3,8 GJ/t GPPS bilanziert (Masseverfahren: 2,8 GJ elektrische Energie, 1,0 GJ Energieinhalt des Dampfs). Im Vergleich dazu wird bei (PWMI 1993a) ein wesentlicher geringer Energiebedarf von 1,08 GJ/t GPPS genannt, der sich aus 0,80 GJ elektrischer Energie und 0,28 GJ an Energieträgern zusammensetzt. [Für die Herstellung von HIPS ist nach #3 ein vergleichbarer Energiebedarf, 0,60 GJ elektrische Energie und 0,33 GJ Energieträger, erforderlich]. Da bei #2 die weitaus detailliertesten Angaben vorliegen, wurden diese Werte als Kennziffern verwendet. Prozessbedingte Luftemissionen: Bei der Herstellung von Polystyrol sind prinzipiell Emissionen des monomeren Styrols in Betracht zu ziehen. In (OEKO 1992c) werden die prozeßbedingten VOC-Emissionen bei der Polystyrolherstellung abgeschätzt. Daraus ergibt sich ein Wert von ca. 1 kg VOC/t PS. Wasser: In #3 wird der Wasserbedarf zur Herstellung einer Tonne GPPS mit 1850 kg beziffert, hinzu kommen weitere 169 kg an Dampf.Im Hinblick auf Wasserverunreinigungen ist das Suspensionsverfahren (hauptsächlich für die Herstellung von EPS) relevant, bei dem die Polymerisation in wässrigem Medium durchgeführt wird. Beim Masseverfahren kommt das Produkt nur bei der Extrusion (Kühlung) in Kontakt mit Wasser. Angaben zu Abwasserwerten für das Masseverfahren sind in (Tellus 1992) enthalten. Im behandelten Abwasser wird dort für Benzol ein Wert von 0,048 g/t GPPS und für Phenol ein Wert von 0,56 g/t GPPS angegeben. Aus #1 kann entnommen werden, dass der BSB5-Wert gleich null ist. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2020 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 103% Produkt: Kunststoffe

Chem-Org\PS-DE-2005

Polystyrol-Polymerisation: GPPS (und HIPS) werden heute hauptsächlich über kontinuierliche Polymerisationsprozesse hergestellt. Bei dem Polymerisationsverfahren in Lösung werden in geringen Mengen Lösungsmittel wie Toluol oder Ethylbenzol hinzugegeben. Das Masseverfahren unterscheidet sich dadurch, dass hierbei kein Lösungsmittel zugesetzt wird. Vielmehr dient Styrol sowohl als Edukt als auch als Lösungsmittel. In der Reaktorsektion wird das monomere Styrol zu Polystyrol umgesetzt. Das Produktgemisch, das die Reaktorsektion verläßt hat eine Polystyrolkonzentration von 70-90 %. Nicht umgesetztes monomeres Styrol und Lösungsmittel werden abgetrennt und wieder dem Reaktionsprozeß zugeführt. An den eigentlichen Polymerisationsschritt schließt sich die Zugabe von Additiven (Farbstoffe, Stabilisatoren) zur Produktschmelze, die Extrusion, die Kühlung des Monomers und die Granulation an. Prozess-Situierung: Bei dem Thermoplast Polystyrol (PS) werden verschiedene Arten an PS unterschieden. GP(general-purpose)PS oder auch Standard- PS ist ein hartes, schmelzbares und transparentes Material. HI(high-impact)PS enthält ca. 3 - 10 % Polybutadien als Gummizusatz. Expandable PS (EPS) ist Ausgangsmaterial für PS-Hartschäume. Die Herstellung geht von PS unter Zugabe von ca. 6 % eines Schäumungsmittels (z.B. Pentan) aus. EPS (Handelsname: Styropor) wird sowohl für die Geräusch- als auch die Kälteisolierung eingesetzt. Es werden aber auch Werbe- und Sportartike (z.B. Schwimmwesten)l aus EPS hergestellt. Extrudierte Polystyrolschäume (XPS) werden aus PS und halogenierten Kohlenwasserstoffen als Treibmittel hergestellt. XPS findelt vor allem als thermisches Isoliermittel Anwendung. Weitere Produkte können durch den Zusatz von Copolymeren bei der Polymerisation von Styrol erhalten werden. In dieser Prozeßeinheit wird die Polymerisation von Styrol zu GPPS bilanziert. Nicht alle betrachteten Literaturquellen geben explizit an welches Polystyrol dort bilanziert wird. Es wird jedoch angenommen, daß das Standard-PS betrachtet wird bzw. die entsprechenden Angaben sich nicht wesentlich von denen für GPPS unterscheiden. Der jährliche Verbrauch an PS betrug 1990 weltweit ca. 6,7 Mio. Tonnen. Davon entfielen ca. 2 Mio. t auf Westeuropa (Ullmann 1992). In (APME 1994) wird für Westeuropa, 1994, eine Produktionsmenge von 1,998 Mio. t PS aufgeführt. In #3 werden Anlagen bilanziert, die ca. 0,70 Mio. t GPPS bzw. ca 0,63. Mio. t HIPS produzieren. Die Bilanzierung der PS-Polymerisation beruht auf den Literaturquellen (Ullmann 1992), (APME 1994), #1, #2, #3, (OEKO 1992c) und (Tellus 1992). Aufgrund der unterschiedlichen Datenherkunft kann der Gesamtprozeß weder einem bestimmten Zeitraum noch einer bestimmten Region zugeordnet werden. Die Massenbilanz bezieht sich auf die Produktion in Deutschland Ende der 80er Jahre (#1). Die Energiebilanz gibt Daten Anfang der 80er Jahre aus den USA wieder (#2). Die Emissionswerte beziehen sich sowohl auf die USA (Tellus 1992) als auch auf Westeuropa (OEKO 1992c, #1). Allokation: hier keine, aber in Vorketten (energetisch) Genese der Daten: - Massenbilanz: Nach #1 werden für die Herstellung einer Tonne Polystyrol (es ist anzunehmen, daß bei BUWAL GPPS bilanziert wird) 974,8 kg monomeres Styrol eingesetzt. Unter „Hilfsstoffe, Zusätze" werden weitere 31,2 kg aufgeführt, die nicht weiter spezifiziert sind. Diese Menge wird hier vernachlässigt. Bei der Polymerisation fällt eine Menge von 5,75 kg an nicht weiter spezifizierten „Nebenausbeuten" sowie 0,09 kg feste Abfälle an. Der Einsatz an Styrol stimmt gut mit den Angaben aus (Tellus 1992) bzw. #3 für die Herstellung von GPPS überein. Dort werden jeweils Werte von 980 kg Styrol und 30 bzw. 33 kg an Kohlenwasserstoffen genannt. Da bei BUWAL die ausführlichsten Angaben vorliegen, werden diese Daten für GEMIS verwendet. Energiebedarf: Die Prozessenergie zur Herstellung einer Tonne PS (Masseverfahren) wird in #2 mit insgesamt ca. 3,7 GJ/t PS beziffert (0,6 GJ elektrische Energie, 1,8 GJ Energieträger und 1,3 GJ Energieinhalt des eingesetzten Dampfs). Bei GEMIS wurde für den Einsatz des Energieträger ein Wirkungsgrad von 85 % zugundegelegt. Die entsprechende Energie wird (wie auch der eingesetzte Dampf) als Prozeaawärme (Industriemix, Summe aus Energieträger und Dampf: 2,8 GJ) bereitgestellt. Bei (Tellus 1992) wird ein fast identischer Energiebedarf von 3,8 GJ/t GPPS bilanziert (Masseverfahren: 2,8 GJ elektrische Energie, 1,0 GJ Energieinhalt des Dampfs). Im Vergleich dazu wird bei (PWMI 1993a) ein wesentlicher geringer Energiebedarf von 1,08 GJ/t GPPS genannt, der sich aus 0,80 GJ elektrischer Energie und 0,28 GJ an Energieträgern zusammensetzt. [Für die Herstellung von HIPS ist nach #3 ein vergleichbarer Energiebedarf, 0,60 GJ elektrische Energie und 0,33 GJ Energieträger, erforderlich]. Da bei #2 die weitaus detailliertesten Angaben vorliegen, wurden diese Werte als Kennziffern verwendet. Prozessbedingte Luftemissionen: Bei der Herstellung von Polystyrol sind prinzipiell Emissionen des monomeren Styrols in Betracht zu ziehen. In (OEKO 1992c) werden die prozeßbedingten VOC-Emissionen bei der Polystyrolherstellung abgeschätzt. Daraus ergibt sich ein Wert von ca. 1 kg VOC/t PS. Wasser: In #3 wird der Wasserbedarf zur Herstellung einer Tonne GPPS mit 1850 kg beziffert, hinzu kommen weitere 169 kg an Dampf.Im Hinblick auf Wasserverunreinigungen ist das Suspensionsverfahren (hauptsächlich für die Herstellung von EPS) relevant, bei dem die Polymerisation in wässrigem Medium durchgeführt wird. Beim Masseverfahren kommt das Produkt nur bei der Extrusion (Kühlung) in Kontakt mit Wasser. Angaben zu Abwasserwerten für das Masseverfahren sind in (Tellus 1992) enthalten. Im behandelten Abwasser wird dort für Benzol ein Wert von 0,048 g/t GPPS und für Phenol ein Wert von 0,56 g/t GPPS angegeben. Aus #1 kann entnommen werden, dass der BSB5-Wert gleich null ist. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2005 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 103% Produkt: Kunststoffe

Chem-Org\PS-DE-2010

Polystyrol-Polymerisation: GPPS (und HIPS) werden heute hauptsächlich über kontinuierliche Polymerisationsprozesse hergestellt. Bei dem Polymerisationsverfahren in Lösung werden in geringen Mengen Lösungsmittel wie Toluol oder Ethylbenzol hinzugegeben. Das Masseverfahren unterscheidet sich dadurch, dass hierbei kein Lösungsmittel zugesetzt wird. Vielmehr dient Styrol sowohl als Edukt als auch als Lösungsmittel. In der Reaktorsektion wird das monomere Styrol zu Polystyrol umgesetzt. Das Produktgemisch, das die Reaktorsektion verläßt hat eine Polystyrolkonzentration von 70-90 %. Nicht umgesetztes monomeres Styrol und Lösungsmittel werden abgetrennt und wieder dem Reaktionsprozeß zugeführt. An den eigentlichen Polymerisationsschritt schließt sich die Zugabe von Additiven (Farbstoffe, Stabilisatoren) zur Produktschmelze, die Extrusion, die Kühlung des Monomers und die Granulation an. Prozess-Situierung: Bei dem Thermoplast Polystyrol (PS) werden verschiedene Arten an PS unterschieden. GP(general-purpose)PS oder auch Standard- PS ist ein hartes, schmelzbares und transparentes Material. HI(high-impact)PS enthält ca. 3 - 10 % Polybutadien als Gummizusatz. Expandable PS (EPS) ist Ausgangsmaterial für PS-Hartschäume. Die Herstellung geht von PS unter Zugabe von ca. 6 % eines Schäumungsmittels (z.B. Pentan) aus. EPS (Handelsname: Styropor) wird sowohl für die Geräusch- als auch die Kälteisolierung eingesetzt. Es werden aber auch Werbe- und Sportartike (z.B. Schwimmwesten)l aus EPS hergestellt. Extrudierte Polystyrolschäume (XPS) werden aus PS und halogenierten Kohlenwasserstoffen als Treibmittel hergestellt. XPS findelt vor allem als thermisches Isoliermittel Anwendung. Weitere Produkte können durch den Zusatz von Copolymeren bei der Polymerisation von Styrol erhalten werden. In dieser Prozeßeinheit wird die Polymerisation von Styrol zu GPPS bilanziert. Nicht alle betrachteten Literaturquellen geben explizit an welches Polystyrol dort bilanziert wird. Es wird jedoch angenommen, daß das Standard-PS betrachtet wird bzw. die entsprechenden Angaben sich nicht wesentlich von denen für GPPS unterscheiden. Der jährliche Verbrauch an PS betrug 1990 weltweit ca. 6,7 Mio. Tonnen. Davon entfielen ca. 2 Mio. t auf Westeuropa (Ullmann 1992). In (APME 1994) wird für Westeuropa, 1994, eine Produktionsmenge von 1,998 Mio. t PS aufgeführt. In #3 werden Anlagen bilanziert, die ca. 0,70 Mio. t GPPS bzw. ca 0,63. Mio. t HIPS produzieren. Die Bilanzierung der PS-Polymerisation beruht auf den Literaturquellen (Ullmann 1992), (APME 1994), #1, #2, #3, (OEKO 1992c) und (Tellus 1992). Aufgrund der unterschiedlichen Datenherkunft kann der Gesamtprozeß weder einem bestimmten Zeitraum noch einer bestimmten Region zugeordnet werden. Die Massenbilanz bezieht sich auf die Produktion in Deutschland Ende der 80er Jahre (#1). Die Energiebilanz gibt Daten Anfang der 80er Jahre aus den USA wieder (#2). Die Emissionswerte beziehen sich sowohl auf die USA (Tellus 1992) als auch auf Westeuropa (OEKO 1992c, #1). Allokation: hier keine, aber in Vorketten (energetisch) Genese der Daten: - Massenbilanz: Nach #1 werden für die Herstellung einer Tonne Polystyrol (es ist anzunehmen, daß bei BUWAL GPPS bilanziert wird) 974,8 kg monomeres Styrol eingesetzt. Unter „Hilfsstoffe, Zusätze" werden weitere 31,2 kg aufgeführt, die nicht weiter spezifiziert sind. Diese Menge wird hier vernachlässigt. Bei der Polymerisation fällt eine Menge von 5,75 kg an nicht weiter spezifizierten „Nebenausbeuten" sowie 0,09 kg feste Abfälle an. Der Einsatz an Styrol stimmt gut mit den Angaben aus (Tellus 1992) bzw. #3 für die Herstellung von GPPS überein. Dort werden jeweils Werte von 980 kg Styrol und 30 bzw. 33 kg an Kohlenwasserstoffen genannt. Da bei BUWAL die ausführlichsten Angaben vorliegen, werden diese Daten für GEMIS verwendet. Energiebedarf: Die Prozessenergie zur Herstellung einer Tonne PS (Masseverfahren) wird in #2 mit insgesamt ca. 3,7 GJ/t PS beziffert (0,6 GJ elektrische Energie, 1,8 GJ Energieträger und 1,3 GJ Energieinhalt des eingesetzten Dampfs). Bei GEMIS wurde für den Einsatz des Energieträger ein Wirkungsgrad von 85 % zugundegelegt. Die entsprechende Energie wird (wie auch der eingesetzte Dampf) als Prozeaawärme (Industriemix, Summe aus Energieträger und Dampf: 2,8 GJ) bereitgestellt. Bei (Tellus 1992) wird ein fast identischer Energiebedarf von 3,8 GJ/t GPPS bilanziert (Masseverfahren: 2,8 GJ elektrische Energie, 1,0 GJ Energieinhalt des Dampfs). Im Vergleich dazu wird bei (PWMI 1993a) ein wesentlicher geringer Energiebedarf von 1,08 GJ/t GPPS genannt, der sich aus 0,80 GJ elektrischer Energie und 0,28 GJ an Energieträgern zusammensetzt. [Für die Herstellung von HIPS ist nach #3 ein vergleichbarer Energiebedarf, 0,60 GJ elektrische Energie und 0,33 GJ Energieträger, erforderlich]. Da bei #2 die weitaus detailliertesten Angaben vorliegen, wurden diese Werte als Kennziffern verwendet. Prozessbedingte Luftemissionen: Bei der Herstellung von Polystyrol sind prinzipiell Emissionen des monomeren Styrols in Betracht zu ziehen. In (OEKO 1992c) werden die prozeßbedingten VOC-Emissionen bei der Polystyrolherstellung abgeschätzt. Daraus ergibt sich ein Wert von ca. 1 kg VOC/t PS. Wasser: In #3 wird der Wasserbedarf zur Herstellung einer Tonne GPPS mit 1850 kg beziffert, hinzu kommen weitere 169 kg an Dampf.Im Hinblick auf Wasserverunreinigungen ist das Suspensionsverfahren (hauptsächlich für die Herstellung von EPS) relevant, bei dem die Polymerisation in wässrigem Medium durchgeführt wird. Beim Masseverfahren kommt das Produkt nur bei der Extrusion (Kühlung) in Kontakt mit Wasser. Angaben zu Abwasserwerten für das Masseverfahren sind in (Tellus 1992) enthalten. Im behandelten Abwasser wird dort für Benzol ein Wert von 0,048 g/t GPPS und für Phenol ein Wert von 0,56 g/t GPPS angegeben. Aus #1 kann entnommen werden, dass der BSB5-Wert gleich null ist. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2010 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 103% Produkt: Kunststoffe

Chem-Org\PS-DE-2030

Polystyrol-Polymerisation: GPPS (und HIPS) werden heute hauptsächlich über kontinuierliche Polymerisationsprozesse hergestellt. Bei dem Polymerisationsverfahren in Lösung werden in geringen Mengen Lösungsmittel wie Toluol oder Ethylbenzol hinzugegeben. Das Masseverfahren unterscheidet sich dadurch, dass hierbei kein Lösungsmittel zugesetzt wird. Vielmehr dient Styrol sowohl als Edukt als auch als Lösungsmittel. In der Reaktorsektion wird das monomere Styrol zu Polystyrol umgesetzt. Das Produktgemisch, das die Reaktorsektion verläßt hat eine Polystyrolkonzentration von 70-90 %. Nicht umgesetztes monomeres Styrol und Lösungsmittel werden abgetrennt und wieder dem Reaktionsprozeß zugeführt. An den eigentlichen Polymerisationsschritt schließt sich die Zugabe von Additiven (Farbstoffe, Stabilisatoren) zur Produktschmelze, die Extrusion, die Kühlung des Monomers und die Granulation an. Prozess-Situierung: Bei dem Thermoplast Polystyrol (PS) werden verschiedene Arten an PS unterschieden. GP(general-purpose)PS oder auch Standard- PS ist ein hartes, schmelzbares und transparentes Material. HI(high-impact)PS enthält ca. 3 - 10 % Polybutadien als Gummizusatz. Expandable PS (EPS) ist Ausgangsmaterial für PS-Hartschäume. Die Herstellung geht von PS unter Zugabe von ca. 6 % eines Schäumungsmittels (z.B. Pentan) aus. EPS (Handelsname: Styropor) wird sowohl für die Geräusch- als auch die Kälteisolierung eingesetzt. Es werden aber auch Werbe- und Sportartike (z.B. Schwimmwesten)l aus EPS hergestellt. Extrudierte Polystyrolschäume (XPS) werden aus PS und halogenierten Kohlenwasserstoffen als Treibmittel hergestellt. XPS findelt vor allem als thermisches Isoliermittel Anwendung. Weitere Produkte können durch den Zusatz von Copolymeren bei der Polymerisation von Styrol erhalten werden. In dieser Prozeßeinheit wird die Polymerisation von Styrol zu GPPS bilanziert. Nicht alle betrachteten Literaturquellen geben explizit an welches Polystyrol dort bilanziert wird. Es wird jedoch angenommen, daß das Standard-PS betrachtet wird bzw. die entsprechenden Angaben sich nicht wesentlich von denen für GPPS unterscheiden. Der jährliche Verbrauch an PS betrug 1990 weltweit ca. 6,7 Mio. Tonnen. Davon entfielen ca. 2 Mio. t auf Westeuropa (Ullmann 1992). In (APME 1994) wird für Westeuropa, 1994, eine Produktionsmenge von 1,998 Mio. t PS aufgeführt. In #3 werden Anlagen bilanziert, die ca. 0,70 Mio. t GPPS bzw. ca 0,63. Mio. t HIPS produzieren. Die Bilanzierung der PS-Polymerisation beruht auf den Literaturquellen (Ullmann 1992), (APME 1994), #1, #2, #3, (OEKO 1992c) und (Tellus 1992). Aufgrund der unterschiedlichen Datenherkunft kann der Gesamtprozeß weder einem bestimmten Zeitraum noch einer bestimmten Region zugeordnet werden. Die Massenbilanz bezieht sich auf die Produktion in Deutschland Ende der 80er Jahre (#1). Die Energiebilanz gibt Daten Anfang der 80er Jahre aus den USA wieder (#2). Die Emissionswerte beziehen sich sowohl auf die USA (Tellus 1992) als auch auf Westeuropa (OEKO 1992c, #1). Allokation: hier keine, aber in Vorketten (energetisch) Genese der Daten: - Massenbilanz: Nach #1 werden für die Herstellung einer Tonne Polystyrol (es ist anzunehmen, daß bei BUWAL GPPS bilanziert wird) 974,8 kg monomeres Styrol eingesetzt. Unter „Hilfsstoffe, Zusätze" werden weitere 31,2 kg aufgeführt, die nicht weiter spezifiziert sind. Diese Menge wird hier vernachlässigt. Bei der Polymerisation fällt eine Menge von 5,75 kg an nicht weiter spezifizierten „Nebenausbeuten" sowie 0,09 kg feste Abfälle an. Der Einsatz an Styrol stimmt gut mit den Angaben aus (Tellus 1992) bzw. #3 für die Herstellung von GPPS überein. Dort werden jeweils Werte von 980 kg Styrol und 30 bzw. 33 kg an Kohlenwasserstoffen genannt. Da bei BUWAL die ausführlichsten Angaben vorliegen, werden diese Daten für GEMIS verwendet. Energiebedarf: Die Prozessenergie zur Herstellung einer Tonne PS (Masseverfahren) wird in #2 mit insgesamt ca. 3,7 GJ/t PS beziffert (0,6 GJ elektrische Energie, 1,8 GJ Energieträger und 1,3 GJ Energieinhalt des eingesetzten Dampfs). Bei GEMIS wurde für den Einsatz des Energieträger ein Wirkungsgrad von 85 % zugundegelegt. Die entsprechende Energie wird (wie auch der eingesetzte Dampf) als Prozeaawärme (Industriemix, Summe aus Energieträger und Dampf: 2,8 GJ) bereitgestellt. Bei (Tellus 1992) wird ein fast identischer Energiebedarf von 3,8 GJ/t GPPS bilanziert (Masseverfahren: 2,8 GJ elektrische Energie, 1,0 GJ Energieinhalt des Dampfs). Im Vergleich dazu wird bei (PWMI 1993a) ein wesentlicher geringer Energiebedarf von 1,08 GJ/t GPPS genannt, der sich aus 0,80 GJ elektrischer Energie und 0,28 GJ an Energieträgern zusammensetzt. [Für die Herstellung von HIPS ist nach #3 ein vergleichbarer Energiebedarf, 0,60 GJ elektrische Energie und 0,33 GJ Energieträger, erforderlich]. Da bei #2 die weitaus detailliertesten Angaben vorliegen, wurden diese Werte als Kennziffern verwendet. Prozessbedingte Luftemissionen: Bei der Herstellung von Polystyrol sind prinzipiell Emissionen des monomeren Styrols in Betracht zu ziehen. In (OEKO 1992c) werden die prozeßbedingten VOC-Emissionen bei der Polystyrolherstellung abgeschätzt. Daraus ergibt sich ein Wert von ca. 1 kg VOC/t PS. Wasser: In #3 wird der Wasserbedarf zur Herstellung einer Tonne GPPS mit 1850 kg beziffert, hinzu kommen weitere 169 kg an Dampf.Im Hinblick auf Wasserverunreinigungen ist das Suspensionsverfahren (hauptsächlich für die Herstellung von EPS) relevant, bei dem die Polymerisation in wässrigem Medium durchgeführt wird. Beim Masseverfahren kommt das Produkt nur bei der Extrusion (Kühlung) in Kontakt mit Wasser. Angaben zu Abwasserwerten für das Masseverfahren sind in (Tellus 1992) enthalten. Im behandelten Abwasser wird dort für Benzol ein Wert von 0,048 g/t GPPS und für Phenol ein Wert von 0,56 g/t GPPS angegeben. Aus #1 kann entnommen werden, dass der BSB5-Wert gleich null ist. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2030 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 103% Produkt: Kunststoffe

Teil Fraunhofer IGB

Das Projekt "Teil Fraunhofer IGB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Institutsteil Straubing, Bio-, Elektro- und Chemokatalyse durchgeführt. Der Ersatz von fossilen durch nachwachsende Rohstoffen ist eine zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts. Chitin, das zweithäufigste Biopolymer der Welt, hat das Potential zur Lösung dieser Herausforderung beizutragen. Chitin kann aus Pilzen, Insekten und Krustentierschalen gewonnen werden. Allein in Kanada fielen im Jahr 2016 mehr als 130.000 Tonnen Krustentierschalen als Abfallstoff der Fischereiindustrie an. In der EU fallen jährlich rund 750.000 Tonnen solcher Abfälle an. Aktuell wird dieser Abfallstrom kaum genutzt und landet größtenteils auf Deponien. Bei Entsorgungskosten von rund 7500 Euro /t, ist diese Vorgehen weder nachhaltig noch wirtschaftlich sinnvoll. Der daraus resultierende geringe Preis für dieses Abfallprodukt der Fischerei- und Lebensmittelindustrie in Verbindungen mit seinen natürlichen Eigenschaften wie Bioabbaubarkeit, Biokompatibilität, antimikrobielle Eigenschaften und der nicht vorhandenen Toxizität machen Chitin zu einem interessanten Rohstoff insbesondere für die Medizin- und Pharmabranche. Chitin kommt als Rohstoff sowohl für die Herstellung von neuen bio-basierten Materialen für den 3D-Druck, wie auch für die Produktion von antimikrobiellen Wirkstoffen in der Tierernährung in Frage. Bisher ist der Einsatz von Chitin im Kunststoffbereich nicht möglich. Deshalb ist die Entwicklung von Verfahren zur selektiven Funktionalisierung von Chitin hin zu einem thermoplastischen Biopolymer von zentraler Bedeutung. Zusätzlich erprobt das ChitoMat-Projekt die Möglichkeit Antibiotika durch Chitin-Derivate zu ersetzen.

Teilvorhaben: Fh-IWM-H und Fh-CSP

Das Projekt "Teilvorhaben: Fh-IWM-H und Fh-CSP" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, Außenstelle Halle durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel ist die Entwicklung von Leichtbau-Photovoltaikmodulen. Hauptbestandteil der Module ist ein aus faserverstärkter thermoplastischem Kunststoff mittels Spritzguss hergestellter Kunststoffträger auf der Rückseite. 2. Arbeitsplanung Dieser Träger liefert die mechanische Stabilität des Moduls, so dass die bisher verwendeten Aluminium-Rahmen entfallen können. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, an Stelle der stabilen Glasscheibe auf der Frontseite eine transparente Kunststoffscheibe zu verwenden. Die Scheibe und der Träger werden mit einem Reaktivpolymer verklebt, das zugleich die PV-Zellen im Zwischenraum zwischen Träger und Scheibe kapselt. 3. Ergebnisverwertung Das Fraunhofer IWMH führt die konstruktive Auslegung, die Materialauswahl und die Entwicklung eines faserverstärkten Kunststoff-Verbundes für den Träger unter Berücksichtigung der spritzgießtechnischen Fertigung sowie die mech. Bewertung des Moduls als System aus Träger, Scheibe und dem beide verklebenden Polymer durch. Das Fraunhofer CSP untersucht das Langzeitverhalten unter UV- und einsatzrelevanten Umgebungseinflüssen und entwickelt akzelerierte Prüfverfahren. Ein weiterer Schwerpunkt sind Untersuchungen zur Bewertung der Zuverlässigkeit der Kontaktierung.

Teilprojekt G, 09117 Chemnitz

Das Projekt "Teilprojekt G, 09117 Chemnitz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ERMAFA Sondermaschinen- und Anlagenbau GmbH durchgeführt. Die Deponierung von Altreifen ist in der EU bereits seit 2006 verboten. Sowohl die Abfallrahmenrichtlinie (EU) als auch das Kreislaufwirtschaftsgesetz (D), durch Streichung der 'Heizwertklausel' zum 1. Juni 2017, fordern priorisiert eine stoffliche Verwertung von Abfällen. Die thermische Verwertung ist nur mehr unter bestimmten Voraussetzungen zulässig. Dies erzeugt Druck hinsichtlich der Generierung neuer, mengenmäßig relevanter Absatzmärkte für Altreifen, die bisher vor allem verbrannt wurden. Auf deutscher (MVV TB; DIN EN 14041) und europäischer Ebene (EU 1272/2013) erfolgte eine starke präventive Begrenzung des Gehaltes an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in Produkten. Davon sind auch weite Teile der Hauptabsatzmärkte für Altreifenrezyklat betroffen. Zwar gelten seit 2010 auch in der Reifenindustrie PAK-Grenzwerte für die eingesetzten Weichmacheröle, jedoch enthält auch der Füll- und Verstärkungsstoff Ruß PAK, deren Gehalt auf EU-Ebene nicht geregelt ist. Altreifen haben daher teilweise einen sehr hohen PAK-Gehalt, sodass deren Verwertung zu Sekundärprodukten durch die Gesetzesänderung nun problematisch wird. Es besteht die Gefahr, dass große Teile der bisherigen Verwertungsmöglichkeiten von Altreifen entfallen. Daher müssen neue, mengenmäßig relevante Absatzmärkte für Altreifenrezyklat generiert werden. Dazu sollen leistungsfähige Werkstoffe, Produkte sowie zugehörige Aufbereitungs- und Verarbeitungstechnologien entwickelt werden. Im ersten Schritt erfolgt eine umfangreiche Analyse des PAK-Gehalts von Altreifen, um statistisch abgesichert, Grenzen der Beimischung von Reifenrezyklaten abzuleiten. Zur Entwicklung neuer Werkstoffe mit Altreifenrezyklat werden Materialsysteme auf Basis von Kautschuk, Thermoplast sowie Polyurethan entwickelt und optimiert. Zielstellung ist die Generierung einer maximalen Bandbreite von Materialeigenschaften, welche für eine Vielzahl divergenter Anwendungsbereiche relevant sind. Ferner wird der Einsatz von Feinmehlen kleiner 500 mym fokussiert. Nur mit derart feinen Partikeln können Werkstoffeigenschaften erreicht werden, die denen von Primärrohstoffen ebenbürtig sind. Im Bereich der Polyurethan-basierten Werkstoffe soll außerdem eine neuartige Mischtechnologie entwickelt werden, denn bisher ist keine geeignete Technologie bekannt, die es erlaubt Gummimehle zu einem hohen Anteil in reaktive Polyurethansysteme einzumischen. Zusammen mit ausgewählten Partnern werden dann erste Referenzbauteile, basierend auf den neuen Werkstoffen, entwickelt. Schließlich erfolgt eine Bewertung der Werkstoffe bzw. Produkte hinsichtlich deren tatsächlicher Gefährdung für Mensch und Umwelt. Anstatt jedoch nur den kaum relevanten PAK-Gehalt zu betrachten, soll die tatsächliche Bioverfügbarkeit der PAK, etwa in Form von Migrationsmessungen, bewertet werden. Zuletzt erfolgt die Konzeption praxisrelevanter Methoden zur Produktionsüberwachung im Hinblick auf die Einhaltung der PAK-Grenzwerte.

Upcycling von Gummireststoffen

Drei Millionen Tonnen Altreifen fallen in Europa jährlich an. Im EU-Projekt TyGRE (High added value materials from waste Tyre Gasification Residues) wird seit 2011 erforscht, wie verhindert werden kann, dass diese lediglich auf Deponien gelagert, in Brennöfen der Zementindustrie verheizt oder zu Granulat und Gummimehl für den Einsatz in Straßenbelägen vermahlen werden. Verfahren zur Reifenverwertung sind Pyrolyse und Vergasung, beide Prozesse erzeugen einen Gasstrom, der zwar ebenfalls als Brennstoff, aber auch für chemische Reaktionen verwendet werden kann. Der Gesamtprozess erweist sich allerdings nur als wirtschaftlich, wenn das Nebenprodukt verwendet wird, ein kohlenstoffhaltiger Feststoff, der bisher als Füllstoff in Neureifen und als Aktivkohle getestet wurde. Als Alternative wird an den Vergasungsprozess ein Schritt gekoppelt, in dem durch Plasmasynthese Siliziumkarbid produziert wird, das bei der Herstellung von Keramikmaterial und in elektronischen Anwendungen seinen Einsatz findet. Am italienischen Institut für Neue Technologien, Energie und Umwelt (ENEA) entsteht derzeit ein Prototyp der Recyclinganlage, die anfangs 30 Kilogramm Altreifen pro Stunde verarbeiten soll. Anstatt das Gummi aus Altreifen für den Einsatz in Straßenbelägen und Sportplatzböden zu vermahlen, kann Gummimehl nach einer Erfindung von Prof. Rainer Stich von der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig auch zu einem Abdichtungsprodukt für den Bau verarbeitet werden. Das erste wasserundurchlässige Abdichtungsprodukt auf Gummi- statt auf Bitumenbasis ist seit 2010 für die Verwendung als Bauwerksabdichtung von einer zertifizierten Prüfstelle durch ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis als Flüssigkunststoff zugelassen. Bereits in der Produktion setzt die Firma Ruhr Compounds GmbH an, die Produktionsreste aus der gummiverarbeitenden Industrie in Form von Elastomerpulvern in einem selbst entwickelten Verfahren zum Upcycling nutzt. Daraus wird der hochwertige Kunststoff EPMT (Elastomerpulver Modifizierte Thermoplaste) gewonnen. Er spart Rohstoffkosten und ermöglicht es, aus recyceltem Gummi hochwertige Produkte wie Rad- und Spritzschutzkappen, Griffe oder Transportrollen herzustellen. Dabei sind Härten von gummiartig-weich bis kunststoffartig-hart realisierbar. EPMT können auf marktüblichen Spritzgussund Extrusionsanlagen verarbeitet werden und sind selbst rezyklierbar.

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