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Chemie, 22.08.2018, 12:00

Mehr Output bei weniger Energieverbrauch: Technologie von thyssenkrupp macht Chlorproduktion effizienter

  • Wichtiger Beitrag für umweltfreundliche, kosteneffiziente Chlorproduktion: Weiterentwicklung der Sauerstoffverzehrkathoden-Technologie (SVK) sorgt für höhere Produktivität und niedrigere Investitionskosten
  • Energiesparender Prozess kommt in neuer Produktionsanlage in Spanien zum Einsatz
Großtechnische Anlage zur klimaschonenden Chlorproduktion in Krefeld-Uerdingen:
Großtechnische Anlage zur klimaschonenden Chlorproduktion in Krefeld-Uerdingen

Etwa 70 Prozent aller chemischen Produkte werden direkt oder indirekt mit Chlor hergestellt. Gleichzeitig gehört die Chlorproduktion zu den energieintensivsten Prozessen in der chemischen Industrie. Um das zu ändern, bietet thyssenkrupp die innovative NaCl-SVK-Elektrolysetechnologie (SVK = Sauerstoffverzehrkathode) an. Sie reduziert den Energieverbrauch und indirekte CO2-Emissionen bei der Chlorherstellung im Vergleich zu konventionellen Produktionsverfahren um bis zu 25 Prozent.

Ingenieuren von thyssenkrupp ist es jetzt gelungen, die Technologie sogar noch effizienter zu machen: Durch die Erhöhung der Stromdichte des Elektrolyseurs von 4 auf 6 Kiloampere wurde der Output um rund 50 Prozent gesteigert. Elektrolyseure mit derselben Produktionskapazität können jetzt um etwa ein Drittel kleiner gebaut werden. So werden deutlich niedrigere Gesamtbetriebskosten realisiert. Anlagenbetreiber profitieren vom geringeren Platzbedarf der Anlagen, reduziertem Wartungsaufwand und der generell hohen Effizienz der NaCl-SVK-Elektrolyse.

SVK-Technologie verbessert CO2-Bilanz von Chlorproduktionsanlagen

thyssenkrupps Kooperationspartner Covestro wird als erstes Unternehmen die weiterentwickelte SVK-Technologie in einer neuen Chlor-Alkali-Anlage in Tarragona (Spanien) einsetzen. “Drei Faktoren haben eine entscheidende Rolle bei der Auswahl dieser Technologie für unsere Produktion gespielt: Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und die Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit des Standorts”, erklärt Dr. Klaus Schäfer, Chief Technology Officer bei Covestro.

Der Energieverbrauch macht etwa ein Drittel der Betriebskosten einer Chlor-Alkali-Produktionsanlage aus. Das NaCl-SVK-Verfahren trägt dazu bei, die Herstellungskosten für Chlor signifikant zu senken. Im Vergleich zur konventionellen Single Element-Technologie wird das Verfahren die CO2-Emissionen der neuen Anlage in Tarragona um rund 22.000 Tonnen pro Jahr reduzieren. Das entspricht in etwa der CO2-Menge, die 15.000 Autos in einem Jahr erzeugen. Würden Chlorhersteller weltweit die NaCl-SVK-Elektrolyse als Standardtechnologie für die Chlorproduktion einsetzen, könnten dadurch bis zu 35 Mio. Megawattstunden an Energie eingespart werden.

Kosteneffiziente Lösung für die Chlor-Alkali-Industrie

Für die NaCl-SVK-Elektrolyse wurden zwei Schlüsseltechnologien miteinander kombiniert: Die von Covestro entwickelten Sauerstoffverzehrkathoden wurden in die Elektrolysezellen (Single Element-Technologie) von thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers integriert. Die Versorgung der Kathode mit Sauerstoff verhindert die Bildung von Wasserstoff, sodass ausschließlich Chlor und Natronlauge entstehen. Die Reaktion ist mit jener in Brennstoffzellen vergleichbar; allerdings wird hier der Energieverbrauch verringert anstatt Energie zu erzeugen. Das ermöglicht erhebliche Energieeinsparungen. Diese sind umso größer, wenn Sauerstoff vor Ort verfügbar ist.

thyssenkrupp hat Ende 2015 die erste großtechnische Referenzanlage auf Basis der ursprünglichen NaCl-SVK-Technologie für die BEFAR Gruppe in China erfolgreich in Betrieb genommen. Denis Krude, CEO von thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers: “Unsere Kunden erwarten von uns Lösungen, die nachhaltig rentabel, zukunftssicher und gleichzeitig ressourcenschonend sind. Die energiesparende SVK-Technologie leistet einen maßgeblichen Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit unserer Kunden in der chemischen Industrie. Mit der ersten Großanlage in China haben wir erfolgreich demonstriert, dass die Technologie die Produktion von Chlor gleichzeitig umweltfreundlicher und kosteneffizienter macht.”

Die Preise für Energie steigen und Nachhaltigkeitsziele rücken immer mehr in den Fokus. Damit gewinnt die NaCl-SVK-Technologie als Alternative zu herkömmlichen Verfahren zunehmend an Attraktivität. Sie kann erheblich dazu beitragen, die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit von Chlorproduktionsanlagen sicherzustellen. Da sie auf dem bewährten Single Element-Design basiert, ist eine Integration in bereits bestehende Anlagen problemlos möglich. Anlagenbesitzer können vorhandene Infrastrukturen leicht nachrüsten – sei es, um den Stromverbrauch zu verringern, oder um die Produktionskapazität zu erhöhen. Dies erfordert weder mehr Platz, noch Erweiterungsbauten.

SVK-Prozess
SVK-Prozess

Über thyssenkrupp Industrial Solutions:

Die Business Area Industrial Solutions von thyssenkrupp ist ein führender Partner für Planung, Bau und Service rund um industrielle Anlagen und Systeme. Auf der Basis von mehr als 200 Jahren Engineering-Erfahrung liefern wir maßgeschneiderte, schlüsselfertige Großanlagen und Anlagenkomponenten für Kunden aus der Chemie-, Düngemittel-, Zement-, Mining- und Stahlindustrie. Als Systempartner für die Automobil- und Luftfahrtbranche sowie im Marinebereich entwickeln wir hochspezialisierte Lösungen für die individuellen Anforderungen unserer Kunden. Rund 21.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bilden an über 100 Standorten ein globales Netzwerk, dessen Technologieportfolio maximale Produktivität und Wirtschaftlichkeit garantiert.

www.thyssenkrupp-industrial-solutions.com

Twitter: @thyssenkrupp

Unternehmensblog: engineered.thyssenkrupp.com

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