{"id":32270,"date":"2016-02-10T07:23:06","date_gmt":"2016-02-10T06:23:06","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=32270"},"modified":"2021-09-09T21:42:12","modified_gmt":"2021-09-09T19:42:12","slug":"duenger-aus-der-kokerei","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/duenger-aus-der-kokerei\/","title":{"rendered":"D\u00fcnger aus der Kokerei"},"content":{"rendered":"

ThyssenKrupp will die Abgase einer Kokerei k\u00fcnftig nutzen, anstatt sie in die Luft zu blasen. Gemeinsam mit Forschern der TU Berlin<\/a> konnten die Stahlwerker aus Ammoniak und Kohlendioxid bereits Substanzen f\u00fcr die D\u00fcngemittel- und Kunststoffindustrie herstellen.<\/p>\n

Abgasreinigung schont die Umwelt, kostet aber auch. Mit pfiffigen Ideen aber lassen sich aus Abgasen sogar Chemikalien isolieren, die durchaus Gewinn abwerfen. So zumindest ist es im Duisburger Stahlwerk von ThyssenKrupp geplant. \u201eWir wollen Ammoniumcarbonate aus Koksofengas isolieren\u201c, erkl\u00e4rt Holger Thielert das Ziel der Stahlkocher.<\/p>\n

Mit dem Verkauf der Substanzen k\u00f6nnte das Unternehmen dann ganz elegant die Gesamtausgaben f\u00fcr die Abgasreinigung um mehrere Millionen Euro senken, rechnet der Leiter der Koksofengasbehandlung bei ThyssenKrupp Industrial Solutions (TKIS) vor.<\/p>\n

Worum geht es? Das Koksofengas entschwefelt der Stahlriese mittels Gasw\u00e4sche. Und setzt eine spezielle Waschl\u00f6sung ein, die das Koksgas von Schwefelwasserstoff (H2S) sowie von Bestandteilen wie Ammoniak (NH3) und CO2 befreit.<\/p>\n

Die Waschl\u00f6sung wird im Kreis gefahren. Die absorbierten Gase treibt bis zu 110\u00a0\u00b0C hei\u00dfer Dampf aus. Das freigesetzte Sauergas enth\u00e4lt 21\u00a0% bis 34\u00a0% NH3, 15\u00a0% bis 34\u00a0% CO2, 6\u00a0% bis 15\u00a0% H2S sowie Spuren anderer Gase. Im Vergleich zum Koksofengas sind diese Gase um das 30-fache angereichert.<\/p>\n

Seit den 1980er-Jahren leitet ThyssenKrupp das Sauergas direkt in die sogenannte Claus-Anlage. Hier entsteht aus H2S Schwefel, den das Unternehmen verkauft. Das Ammoniak im Sauergas wiederum wird in einem Verbrennungsofen katalytisch zu Wasserstoff und Stickstoff gespalten.<\/p>\n

Beiden Reinigungsschritten will ThyssenKrupp einen weiteren voranstellen. Seit April 2015 testet das Unternehmen in einer Pilotanlage, ob sich aus dem Sauergas auch Ammoniak und Kohlendioxid entfernen lassen. Thielert ist sehr zufrieden: \u201eDie Anlage tut dies sehr effizient.\u201c<\/p>\n

Die Anlage wurde gemeinsam mit Berliner Forschern entwickelt. \u201eChemisches und technisches Know-how war n\u00f6tig\u201c, betont Sebastian Riethof von der TU Berlin. Das Herz der Anlage ist ein Kondensator aus einem Doppelrohr, ein sogenannter Fallfilmapparat.<\/p>\n

W\u00e4hrend K\u00fchlwasser zwischen Innen- und Au\u00dfenrohr str\u00f6mt, wird das ca. 90\u00a0\u00b0C warme Sauergas \u2013 gemischt mit 60\u00a0\u00b0C bis 70\u00a0\u00b0C warmem Wasser \u2013 \u00fcber eine Strahlpumpe ins Innenrohr ged\u00fcst. Dabei bildet das Wasser feinste Tr\u00f6pfchen. Diese haben eine gro\u00dfe Oberfl\u00e4che, an der Molek\u00fcle aus dem Gas ins Wasser \u00fcbertreten.<\/p>\n

\u201eDie Herausforderung war, die L\u00f6sungseigenschaften der Gase geschickt miteinander zu kombinieren\u201c, erkl\u00e4rt Riethof. Der Verfahrenstechniker geht ins Detail: \u201eNH3 l\u00f6st sich augenblicklich in der Strahlpumpe im warmen Wasser.\u201c Dort bildet sich Ammoniumhydroxid. Da dieses den S\u00e4uregrad des Wassers senkt, k\u00f6nnen sich CO2 und H2S gut l\u00f6sen. Gel\u00f6stes H2S sei eine schw\u00e4chere S\u00e4ure als die sich ebenfalls bildende Kohlens\u00e4ure. \u201eCO2-Molek\u00fcle verdr\u00e4ngen also H2S-Molek\u00fcle aus dem Wasser zur\u00fcck in die Gasphase\u201c, sagt Riethof. Das H2S-haltige Gas leitet ThyssenKrupp zur Schwefelgewinnung in die Claus-Anlage.<\/p>\n

Das Wasser l\u00e4uft am Innenrohr als d\u00fcnner Film hinunter. Dabei k\u00fchlt es auf 35\u00a0\u00b0C bis 40\u00a0\u00b0C ab, erste Kristalle bilden sich, die aus zwei Ammoniumsalzen der Kohlens\u00e4ure bestehen (s. Kasten). Diese Mutterlauge gelangt in einen Kristallisator, in dem sie auf 20\u00a0\u00b0C abk\u00fchlt. Die L\u00f6slichkeit der Salze sinkt weiter, sie beide fallen fast vollst\u00e4ndig als feine Kristalle aus.<\/p>\n

In einer Zentrifuge werden die Kristalle von der Fl\u00fcssigkeit getrennt. Sie bestehen zu mehr als 99,9\u00a0% aus Ammoniumcarbonat. Im Fr\u00fchjahr wird TKIS die Anlage um einen Kristallisator und eine Zentrifuge erg\u00e4nzen. \u201eWir wollen die Kristalle noch einmal umsalzen, damit diese noch sauberer werden\u201c, sagt Thielert.<\/p>\n

\u201eEs brauchte viele Versuche, den Prozess zu optimieren\u201c, erinnert sich Riethof. Recht schnell war die Rohrl\u00e4nge und damit die Verweildauer des Wassers im Rohr so gew\u00e4hlt, dass das Wasser am unteren Rohrende wenig H2S enth\u00e4lt, aber mit CO2 und NH3 ges\u00e4ttigt ist. L\u00e4nger braucht es, den Prozess kontinuierlich betreiben zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

Die Herstellung dieser Ammoniumcarbonate kann sich f\u00fcr das Unternehmen zweifach rechnen: \u201eDas zentrifugierte Salz ist bereits so sauber, dass mit ihm ged\u00fcngt werden darf\u201c, wei\u00df Thielert. Auch lassen sich damit Kunststoffe sch\u00e4umen. Oder es k\u00f6nnte als Backpulver genutzt werden, wof\u00fcr allerdings eine lebensmittelrechtliche Genehmigung n\u00f6tig w\u00e4re.<\/p>\n

ThyssenKrupp kann in der Pilotanlage st\u00fcndlich bis zu 15\u00a0kg an Ammoniumcarbonaten herstellen, also knapp 5,5\u00a0t\/Jahr. W\u00fcrde das gesamte Sauergas so behandelt, k\u00f6nnten es je nach Auslastung 40.000\u00a0t bis 50.000\u00a0t j\u00e4hrlich sein. Diese Menge entspricht in etwa 0,75\u00a0% der Weltmarktproduktion von 6\u00a0Mio.\u00a0t. Bei einem Preis zwischen 100\u00a0$ und 200\u00a0$ k\u00f6nnte das Unternehmen so gut mehr als 6\u00a0Mio.\u00a0\u20ac j\u00e4hrlich einnehmen.<\/p>\n

Nebeneffekt einer solchen Anlage: die Senkung der CO2-Emissionen. Bei einer Jahresproduktion von rund 45.000\u00a0t Ammoniumcarbonaten k\u00f6nnten rund 25.000\u00a0t CO2 gebunden werden. Entsprechend weniger CO2-Zertifikate w\u00fcrde ThyssenKrupp ben\u00f6tigen.<\/p>\n

Die Entscheidung \u00fcber den Bau einer Gro\u00dfanlage in Duisburg steht zwar noch aus. Doch grunds\u00e4tzlich plant das Unternehmen, den neuen Anlagentyp weltweit zu vermarkten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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