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Energieeinsparung bei unseren Kunden

Unsere Gase helfen unseren Kunden, auch ihre Produkte und Prozesse umweltfreundlicher zu machen. Im Jahr 2014 wurden 169 Tankanlagen bei Kunden neu installiert, die mit unseren Produkten Anwendungen und Technologien zum Schutz der Umwelt eingeführt haben. Im Jahr 2013 waren es 188 Neukundeninstallationen.

Nachhaltige Produktion

Messer hat für das Spezialchemieunternehmen Evonik Industries AG eine Abgasreinigungsanlage nach dem DuoCondex-Verfahren installiert. Sie wird im Werk Steinau für die Abscheidung von Lösungsmitteln und anderen Kohlenwasserstoffen zur Einhaltung der Emissionsgrenzwerte auch bei steigender Produktion eingesetzt. Evonik stellt in Hessen biologisch abbaubare Spezialtenside her, vorrangig für die Kosmetik- und Waschmittelindustrie.

Das Werk Steinau der Evonik Industries AG fühlt sich über die gesetzlichen Grenzwerte hinaus zur Reinhaltung der Umgebung besonders verpflichtet, da es in idyllischer Umgebung im Gebirgsdreieck Rhön, Spessart und Vogelsberg liegt. Das DuoCondex-Verfahren, das für die Rückgewinnung reiner Stoffe oder Stoffgemische entwickelt wurde, erschien hier für die Abscheidung eines Vielstoffgemisches zur weiteren Reststoffverwertung aus wirtschaftlichen und Umweltgesichtspunkten gut geeignet, weil der Kältebedarf der Anlage über regenerative Abkältenutzung bereitgestellt wird. Das heißt, der bei der Verdampfung von flüssigem Stickstoff bereit gestellte Stickstoff wird ohnehin für Produktionsprozesse benötigt.

Das von Messer entwickelte Verfahren nutzt die extreme Kälte von flüssigem Stickstoff mehrstufig zum Ausfrieren und Auskondensieren aller Abgasbestandteile außer Luft und Stickstoff aus. Feuchtigkeit wird in einem mit einer Kälteanlage gekühlten Vorkondensator abgeschieden. Die Kältebereitstellung für den Hauptkondensator beginnt mit der Verdampfung des flüssigen Stickstoffs bei minus 196 Grad Celsius. Die Kühlung zur Abscheidung der Kohlenwasserstoffe erfolgt temperaturgeregelt in mehreren Stufen über Kreisläufe und Zwischenschaltung eines regenerativen Wärmeübertragers. Das verringert die Temperaturdifferenz zwischen zu reinigendem Abgas und dem kühlenden, gasförmigen Stickstoff an den Wandungen des Kondensators. Dies verbessert die Reinigungsleistung, verhindert Aerosolbildung, das örtliche Ausfrieren von Beladungen und das Verstopfen der Rohrbündel und verlängert die Laufzeit bis zum notwendigen Abtauen.

Die Anpassung und Auslegung des Verfahrens erforderte eine intensive Kooperation zwischen Anlagenbauer und Betreiber. Besonders für die Berücksichtigung eines mengenmäßig wechselnden Anfalls sehr unterschiedlich zusammengesetzter Abgase ist der vorherige Betrieb einer Pilotanlage mit entsprechender Messtechnik sinnvoll. Diese kann von Messer bereitgestellt werden.

Sinnvoller Energietransfer

Die Winter in Bosnien sind kalt. Für die dortige Niederlassung des Stahlunternehmens ArcelorMittal kann das zum Problem werden: Zur Abwasserneutralisation nutzt das Werk CO2, das in tiefkalter, verflüssigter Form gelagert wird. Im Winter reicht die Umgebungswärme jedoch nicht aus, um eine ausreichende Menge des flüssigen Gases zu verdampfen. Für den nötigen Wärmeeintrag soll nun der EcoVap-Verdampfer von Messer sorgen, indem er die Abwärme von Kompressoren nutzt.

Viele Produktionsbetriebe beziehen Industriegase wie Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid oder Argon in flüssiger Form und tiefkalt. Um die Gase zu verflüssigen, wird eine große Menge Energie eingesetzt. Ein Teil davon geht dann wieder verloren, wenn die Gase vor der Anwendung über Luftverdampfer erwärmt werden, weil sie gasförmig gebraucht werden. In Betrieben, die in ihrer Produktion neben Industriegasen auch Kälte benötigen, lässt sich diese „Kälteenergie“ jedoch sinnvoll nutzen. Zu diesem Zweck hat Messer den EcoVap-Verdampfer entwickelt. Eingebaut in die Rücklaufleitung einer Kühlanlage sorgt er dafür, dass die Kälte, die das flüssige Gas beim Verdampfen abgibt, die Temperatur des umlaufenden Kühlmittels senkt. Die Kältemaschine wird damit entlastet, die Energiekosten werden reduziert. Zudem gehören Eis- und Nebelbildung an den Luftverdampfern damit der Vergangenheit an. Außerdem sorgt der EcoVap dafür, dass die Temperatur des benötigten Gases – unabhängig von den Umgebungsbedingungen – stets konstant ist. Bei ArcelorMittal in Bosnien wird jedoch nicht Kälte, sondern Wärme gebraucht. Daher wird dort der Spieß umgedreht: Die – bisher ungenutzte – Abwärme der Kompressoren der Luftzerlegungsanlage von Messer wird in den EcoVap-Verdampfer geleitet, um das flüssige Kohlendioxid zu verdampfen. Die damit im Vergleich zu einer Dampf- oder Erdgasheizung eingesparte Heizenergie beträgt pro Saison etwa 900.000 Kilowattstunden, die vermiedene CO2-Emission entspricht mit 180.000 Kilogramm pro Jahr dem Ausstoß von etwa 40 PKW.

CO2-Symposium weckt Interesse potenzieller Kunden

Wie kann CO2 dabei helfen, zum einen Kosten zu reduzieren und zum anderen die Umwelt zu schützen? Eine Antwort darauf ist die Verwendung von CO2 in der Prozess- und Thermalwasserbehandlung anstelle von Chemikalien. Mit Fragen und Antworten dieser Art gelang es Messer Slovenija im Zuge eines CO2-Symposiums, potenzielle Kunden auf die Vorteile von Gasanwendungen aufmerksam zu machen. Das Event verlief sehr erfolgreich: 82 Teilnehmer waren anwesend, von denen mehr als 50 ihr Interesse an den vorgestellten Gasanwendungen bekundeten.

Verspieltes Recycling

GreenTyre in Marcali kann bis zu 20.000 Tonnen Altreifen pro Jahr recyclen – das ist etwa die Hälfte des ungarischen Reifenabfalls. Ein Teil davon wird mit flüssigem Stickstoff von Messer feingemahlen. Das tiefkalte Gas kühlt die Reifen auf Temperaturen zwischen minus 120 und minus 150 Grad Celsius und macht sie spröde. In diesem Zustand lassen sie sich leicht zerkleinern und sogar zu feinem Pulver zermahlen. Aus den so gewonnenen Rohstoffen entsteht unter anderem Straßenbaumaterial, Kunstrasen sowie Bodenbelag für Sport- und Spielplätze.

Nützliche Leere

Chlormethan ist gesundheitsschädlich. Als gasförmiges Lösemittel hat es aber auch sehr nützliche Eigenschaften. Deshalb wird es in der chemischen Industrie für die Herstellung von verschiedenen Zwischenprodukten gebraucht, aus denen etwa Haarshampoo oder Reinigungsmittel entstehen. Mit tiefkaltem Stickstoff und einem von Messer entwickelten Verfahren lässt sich die Chemikalie aus dem Produktionsprozess absaugen, ohne dass der Stoff in die Atmosphäre gelangt.

Das Verfahren nutzt eine simple physikalische Größe: den Dampfdruck. Dieser fällt für Chlormethan (CH3Cl, auch als Methylchlorid bezeichnet) bei minus 24 Grad Celsius unter den Wert von ein bar, es entsteht also Unterdruck (Vakuum). So kann das Gas aus dem Produktionsreaktor abgesaugt werden. Der Absaugvorgang wird durch die Kühlung eines Wärmetauschers mit tiefkaltem Flüssigstickstoff in Gang gesetzt. Durch die Kühlung verflüssigt sich das Chlormethan und nimmt somit wesentlich weniger Raum ein als im gasförmigen Zustand. Dadurch wird es ständig in den Wärmetauscher eingesaugt. Der Wärmetauscher arbeitet also als Vakuumpumpe (Kryopumpe). Das Chlormethan wird praktisch vollständig aus dem Prozess entfernt und in einem gekühlten Behälter zwischengelagert. So wird die Emission des Schadstoffs vermieden, die Qualität des hergestellten Produkts verbessert und die Rückgewinnung des Lösemittels für die weitere Produktion ermöglicht. Die Kryopumpe funktioniert wie eine Vakuumpumpe, die jedoch keinen Strom braucht. Denn der Absaugeffekt entsteht aus dem Vakuum, das die Kälte des flüssigen Stickstoffs generiert. Dieser tritt tiefkalt und flüssig in die Anlage ein, gasförmig und erwärmt wieder aus. In diesem Zustand kann er dann in ein Gasnetz eingespeist und ebenfalls wiederverwendet werden. Ein sehr kleiner Stickstoffstrom wird dem Gasnetz wieder entnommen, um einen Injektor anzutreiben. Dieser saugt störende Restgase aus dem Wärmetauscher ab, damit der darin ablaufende Kondensationsprozess optimal funktioniert.