AlzChem-Technologie spart Kosten und schont Rohstoffe

Die Spezialisten bei AlzChem in Trostberg haben an einem neuen Verfahren gearbeitet, das in der Produktion von Karbid den Einsatz von „kunststoffbasierten Kohlenstoffträgern (KBK)“ erlaubt, um Koks und Kohle aus Bergwerken durch Sekundärrohstoffe zu

Im Werk Hart können derzeit dreidimensionale Kunststoffabfälle, Pellets oder anpelletiertes Material eingesetzt werden. Zur stofflichen Verwertung eignen sich vor allem Stoffströme aus dem gewerblichen und industriellen Bereich der Kunststoffverarbeitung. Es gelten hohe Ansprüche an die Qualität und Reinheit der KBK. Sie müssen geschreddert und vorselektiert sein.

In der Anlage zur Herstellung von Calciumcarbid wird in zwei geschlossenen Elektroniederschachtöfen mit einer Gesamtkapazität von etwa 200.000 Tonnen pro Jahr Calciumcarbid hergestellt.

Mit dem neuen Verfahren kann Koks und Kohle aus Bergwerken durch Sekundärrohstoffe ersetzt werden, wie hier z. B. in Form von Pellets.

Im oberbayerischen Hart werden neue Maßstäbe in der Karbidproduktion gesetzt

Unterneukirchen, 31. Januar 2011 -
Rund fünf Jahre haben die Spezialisten bei AlzChem an einem neuen Verfahren gearbeitet, das in der Produktion von Karbid den Einsatz von „kunststoffbasierten Kohlenstoffträgern (KBK)“ erlaubt, um Koks und Kohle aus Bergwerken durch Sekundärrohstoffe zu ersetzen. Ziel des neuen Verfahrens war es, eine Technologie zu entwickeln, die zum einen das im Herstellungsprozess von Karbid anfallende Kohlenmonoxid, aber auch den in den KBK enthaltenen Kohlenstoff in der Karbidherstellung nutzt. Neben der Schonung von natürlichen Ressourcen können die Kosten für Energie und für Rohstoffe gesenkt werden.

Nun sind die weltweiten Patente gesichert und die Genehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz ist erteilt. Jetzt läuft die Überführung vom Pilot- in den Regelbetrieb der neuen Technologie. Im Sommer 2010 wurde die behördliche Genehmigung durch das Landratsamt Altötting für den Einsatz von 17.000 t KBK pro Jahr erteilt. Im Herbst wurde mit dem Einsatz von KBK begonnen. Die AlzChem Trostberg GmbH hat mittlerweile ca. 1.000 Tonnen eingesetzt.

An die KBK werden spezifische Anforderungen gestellt. Neben der Einhaltung von Qualitätsparametern ist die physikalische Form entscheidend. Im Werk Hart können derzeit dreidimensionale Kunststoffabfälle, Pellets oder anpelletiertes Material eingesetzt werden. Zur stofflichen Verwertung eignen sich vor allem Stoffströme aus dem gewerblichen und industriellen Bereich der Kunststoffverarbeitung. Es gelten hohe Ansprüche an die Qualität und Reinheit der KBK. Sie müssen geschreddert und vorselektiert sein.

Das Verfahren ist in der Lage, KBK mit einem Chlorgehalt von bis zu 10 Gewichtsprozent einzusetzen, und bietet sich daher für chlorreiche Stoffströme bestens an.

Die AlzChem Trostberg GmbH arbeitet mit ausgewählten Lieferanten zusammen, die eine gleichbleibend hohe Qualität sicherstellen. „Die positiven Erfahrungen in der Betriebsphase haben gezeigt, dass der Einsatz von kunststoffbasierten Kohlenstoffträgern realisiert werden kann. Wir sind daher sehr zuversichtlich, dass wir im Jahr 2011 monatlich ca. 1000 Tonnen verwerten können. Die Anlieferung kann per Bahn oder per LKW erfolgen“, so Jürgen Franke, zuständig für das Stoffstrommanagement der AlzChem.

In den letzten fünf Jahren wurden rund zwölf Millionen Euro in die Entwicklung und Installation der neuen AlzChem-Technologie im Werk Hart investiert, verbunden mit einem anspruchsvollen Emissionsminderungsprogramm. Rund 220 Mitarbeiter sind hier in der Karbidproduktion bei AlzChem beschäftigt.

Über das Jahr verteilt kommen im Werk Hart der AlzChem rund 80.000 bis 100.000 Tonnen Kohle und Kokse zum Einsatz. In Zukunft sollen rund 15.000 Tonnen Kunststoffe dazukommen. Ursprünglich wurde hochwertige Kohle aus den Vorkommen an Saar und Ruhr verarbeitet. Seit dem Rückgang des deutschen Kohlebergbaus wird in Hart vor allem Importkohle aus der Ukraine und Polen, aber auch aus Australien und Südafrika verarbeitet.

„Der Markt für diesen Rohstoff hat sich in den vergangenen Jahren drastisch verändert“, so Dr. Klaus Holzrichter, Standortleiter der AlzChem in Trostberg. Ehemalige Kohle-Exportländer wie China und Indien haben sich zu Importeuren gewandelt. Die Preise auf dem Weltmarkt steigen. Mit der Substitution von Kohle durch Kunststoffe, um den darin enthaltenen Kohlenstoff  nicht nur energetisch, sondern stofflich für neue Produkte zu verwerten, beschreitet die AlzChem  weltweit einen neuen Weg. „Das ist die Technologie für die Welt von morgen“, sagt Holzrichter.

Die AlzChem als Nachfolge-Unternehmen der SKW Trostberg AG hat kohlenstoffbasierte  Elektrochemie, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts Deutschland zur führenden Chemie-Nation weltweit machte, konsequent weiterentwickelt. Dies selbst  dann noch, als sich in den 60er Jahren viele andere Unternehmen in der Branche dem Erdöl als wichtigsten Rohstoff und damit der Petrochemie zuwandten.
Nicht umsonst gilt die AlzChem derzeit als Europas größter Hersteller von Karbid und als Technologieführer in der Branche weltweit.

Zum Produktspektrum aus den rund 120.000 bis 160.000 Tonnen Karbid im Jahr zählen nicht nur hochwertige Düngemittel, die selbst im biologischen Landbau zur Verwendung kommen, sondern auch Nahrungs- und Futtermittelergänzungsstoffe.
Um die Qualitätsstandards in der Karbidproduktion und in der  weiteren Wertschöpfungskette zu garantieren, spielte während der gesamten Entwicklung das Qualitätssicherungsprogramm eine große Rolle. Die Sekundärrohstoffe kommen bei Temperaturen von rund 1800 bis 2200 Grad, bei denen Kalk und Kohle  zu Karbid reagieren, zum Einsatz.

Zur Garantie der Einhaltung aller immissionsschutzrechtlichen Vorgaben arbeitet AlzChem eng mit dem Landratsamt in Altötting, dem Wasserwirtschaftsamt, dem Bayerischen Landesamt für Umwelt in Augsburg, verschiedenen Fachgutachtern, wie z. B. Müller-BBM, sowie den Fachleuten von InfraServ Gendorf zusammen.

Stichwort: Karbid 


Im allgemeinen Sprachgebrauch wird Karbid meist gleichgesetzt mit Calciumcarbid. Dieses reagiert mit Wasser zu Acetylen, was für verschiedene Anwendungen genutzt werden kann. Karbide sind eine Stoffgruppe binärer chemischer Verbindungen aus einem Element E und Kohlenstoff C mit der allgemeinen Formel ExCy. Hergestellt werden Karbide in der Regel aus elementarem Kohlenstoff, der bei hohen Temperaturen mit dem entsprechenden Element, Elementoxid oder Elementcarbonat in einer Festkörperreaktion umgesetzt wird. Quelle: Wikipedia

Stichwort: Karbidherstellung

Der wesentliche Teil des Umsatzes in einem Karbidofen findet an und unter den Elektroden statt, wo der feste Kohlenstoff mit dem Calciumoxid des schmelzflüssigen CaO-CaC2-Gemischs reagiert. Der Karbidofen ist elektrisch gesehen ein Widerstandsofen.

3 C + [CaO]Schmelze –––> [CaC2]Schmelze + CO; ΔH = + 464,3 kJ

Die Bezeichnung Karbidofen ist missverständlich, weil mit dem Begriff Ofen gemeinhin assoziiert wird, dass es sich um einen Verbrennungsprozess handelt. Im Reaktor zur Karbidherstellung wird jedoch nicht verbrannt. Bei der Karbidherstellung handelt es sich um einen Produktionsprozess, bei dem das Hauptprodukt Calciumcarbid und das Nebenprodukt Ofengas hergestellt werden. Der Prozess ist mit anderen Produktionsprozessen in reduzierender Atmosphäre – z. B. mit der Herstellung von Koks aus Kohle in der Kokerei und mit der Herstellung von Stahl im Hochofen – vergleichbar.

In der Anlage zur Herstellung von Calciumcarbid wird in zwei geschlossenen Elektroniederschachtöfen mit einer Gesamtkapazität von etwa 200.000 Tonnen pro Jahr Calciumcarbid hergestellt.

Der Schmelzprozess der stöchiometrischen Mischung aus Schwarzstoffen und gebranntem Kalk findet an den Spitzen der runden, in den Ofen ragenden Soederbergelektroden bei 1.700 bis 2.200 °C statt.

Für die Produktion einer Tonne Carbid werden etwa 600 kg Schwarzstoff benötigt. Die Schwarzstoffe dienen als elektrothermisches Reduktionsmittel, das zu zwei Drittel zu Calciumcarbid und zu einem Drittel zu Kohlenmonoxid umgesetzt wird. Die Temperatur beträgt in der Kernreaktionszone etwa 2.200 °C.

Das schmelzflüssige Calciumcarbid fließt beim sogenannten Abstich aus dem Reaktor in Carbidpfannen und erstarrt in den Pfannen zu einem Block. Die Pfannen werden ca. 30 Stunden gekühlt und anschließend wird der Block vorgebrochen. Danach wird durch Sieben, Nachbrechen und Mahlen die gewünschte Kornfraktion hergestellt. Das Karbid wird in etwa vierzig Tonnen fassende Karbidflaschen gefüllt, in Hart zwischengelagert oder zum Werk Trostberg transportiert. Quelle: AlzChem Trostberg GmbH


Hintergrundinformationen:

Die AlzChem Trostberg GmbH ist mit über 1.300 Mitarbeitern und einem Jahresumsatz von etwa 250 Millionen € ein international tätiges Chemieunternehmen, das sich mit bewährten und neuen Produkten für die globalen Märkte in der Welt der Spezialchemie positioniert. Die AlzChem-Gruppe setzt sich zusammen aus den Firmen AlzChem Trostberg GmbH und NIGU Chemie GmbH in Waldkraiburg sowie der US-amerikanischen Firma AlzChem LLC. Ein Schwerpunkt der AlzChem ist die NCN-Chemie, die für Produkte mit typischer Stickstoff-Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung steht. Eine ganze Reihe dieser Produkte wurde in Trostberg entwickelt.

Die wichtigsten Anwendungen dieser Produkte liegen in der Landwirtschaft (z. B. Pflanzenschutz, Wachstumsregulierung und Mehrwirkungsdünger), in der Feinchemie (z. B. Pigmente, Pharmawirkstoffe und Synthesebausteine), in der Metallurgie, im Bereich Ernährung: „Fit & Aktiv“ (z. B. Creapure® und CreAMINO®) und in der Kunststoff verarbeitenden Industrie (z. B. Zusatzmittel für Kunststoffe mit hohem Anforderungsprofil). Die von AlzChem gelieferten Kunststoffadditive ermöglichen der Industrie die Fertigung hochwertiger Produkte z. B. für den Automobil- und Flugzeugbau sowie für Windkraftanlagen. Natürlich fördert das Unternehmen auch die Entwicklung neuer Technologien und neuartiger Produkte.

Die AlzChem Gruppe ist ein Verbundunternehmen, verteilt auf die vier Verbundstandorte Trostberg, Hart, Schalchen und Waldkraiburg in Südostbayern. Der Grundstoff der NCN-Chemie ist das Calciumcarbid, welches in der Anlage am Standort in Hart produziert wird.

Die AlzChem-Kunden profitieren von der engen Zusammenarbeit zwischen Produktion, Forschung, Marketing und Verkauf. Auf kurzen Wegen werden neue innovative Produkte entwickelt und auf dem weltweiten Markt präsentiert. Ebenso schnell und unkompliziert realisiert man im CHEMIEPARK TROSTBERG Ideen und Wünsche der Kunden. In insgesamt 24 Produktionsanlagen werden Produkte der AlzChem Trostberg GmbH, der BASF (Bauchemie) und der Evonik Degussa GmbH hergestellt. Im CHEMIEPARK TROSTBERG gibt es zudem eine moderne Abwasser-Behandlungsanlage, ein Verwaltungsgebäude, ein großes Sozialgebäude, eine Werksfeuerwehr, eine Werksbahn sowie moderne Ausbildungslabors und Lehrwerkstätten mit aktuellster Technik. AlzChem investiert in die Aus- und Weiterbildung. Jährlich bietet das Unternehmen etwa 40 jungen Menschen Ausbildungsplätze im naturwissenschaftlichen, technischen und kaufmännischen Bereich an.

Als Gründungsmitglied des ersten und zweiten „Umweltpaktes Bayern“ hat sich die AlzChem-Gruppe dem Motto „nachhaltiges Wirtschaften im 21. Jahrhundert“ verpflichtet. Gemeinsam und im Dialog mit Kunden, Nachbarn, Aktionären, Mitarbeitern, Umweltschutzverbänden und Politikern sucht das Unternehmen nach verantwortlichen Lösungen, um Fortschritte auf dem Weg zu einer dauerhaften umweltverträglichen Entwicklung zu erzielen. Die Mitarbeiter und Produkte des Unternehmens sowie die Standorte in Oberbayern stehen dabei im Mittelpunkt allen Handelns – ein Ziel, das die AlzChem auch in den Bereichen Sicherheit, Gesundheit und Qualität konsequent verfolgt.