Die Produktionskapazität einer Gipsbindenmaschine erfordert bei voller Auslastung einen Verbrauch von etwa 2 t Methylenchlorid pro Tag. Je nachdem, wie die vorhandene Infrastruktur ist, amortisiert sich eine Lösemittelrückgewinnung via Adsorption innerhalb von 3 bis 5 Jahren. Dies ist für eine Umweltschutzmaßnahme aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten äußerst attraktiv.
Dr.-Ing. Lothar Günther, Heinz Wyssbrod
Der Verkauf von chlorierten Lösemitteln ist in den letzten fünf Jahren nach statistischen Angaben der Euro Chlor Federation in Europa mit knapp 300 000 t/a konstant geblieben. Der Verbrauch an Methylenchlorid hat sich dabei seit 1990 europaweit auf ca. 120 000 t/a eingependelt. Als Rückgewinnungstechnologien eignen sich hier die Kondensation und die Adsorption. Welches Verfahren wirtschaftlich eingesetzt werden soll, wird durch die bestehenden Randbedingungen vorgegeben.
Recyclingmethoden
Ein Recycling von Methylenchlorid ist auch in der Pharmazie möglich. Die moderne Herstellung von Gipsbinden erfolgt in gekapselten Anlagen, wobei auf eine Gage kontinuierlich ein Gemisch aus Gips/Bindemittel/Methylenchlorid (ggf. auch weitere Komponenten) aufgebracht wird. Anschließend wird in einem Trockner das Methylenchlorid von der Gage verdampft. Da Methylenchlorid einen sehr niedrigen Siedepunkt von nur 40 °C besitzt, ist hierfür nur ein geringer Aufwand erforderlich.
Das entweichende Methylenchlorid muss weiter verarbeitet werden. Eine Möglichkeit ist die Verbrennung. Dabei muss allerdings berücksichtigt werden, dass das bei der Verbrennung freiwerdende Cl2 und HCl durch Wäsche wieder entsorgt werden muss. Die großen Mengen an Methylenchlorid bei der Gipsbindenproduktion ermöglichen sogar die Produktion von Salzsäure als Verkaufsprodukt. Mit dieser Technik ist jedoch ein mittelständiger Betrieb logistisch überfordert.
Eine wirtschaftliche Alternative für diesen Fall stellt die Rückgewinnung über eine Adsorption dar. Zur Aufrechterhaltung eines sicheren Betriebes aus arbeitsschutzrechtlichen Gründen muss immer die Arbeitsplatzabsaugung zur Unterschreitung der MAK-Werte betrieben werden. Aus Arbeitsplatzabsaugung und Prozessluftabsaugung resultiert ein typischer Abgasstrom für eine Gipsbindenmaschine von 3500 m³/h. Wird die Lösemittelrückgewinnung bei dieser großen Abluftmenge durch Kondensation vorgenommen, muss die Abluft mit flüssigem Stickstoff auf unter -100 °C abgekühlt werden. Selbst bei diesen Temperaturen können die gesetzlich vorgeschriebenen Reingaswerte mit 20 mg/m3 nicht eingehalten werden. Um überhaupt eine Abscheidung durch Kondensation zu erreichen, muss bei den vorhandenen Beladungen von 30 bis 60 g/m3 die Abluft auf unter -40 °C gekühlt werden. Dabei müssen redundante Kondensatorausführungen zur Vermeidung von Vereisungen installiert werden. Bei einer dampfregenerierten Adsorptionsanlage werden dagegen nur konventionelle Betriebsmittel wie Dampf, Kühlwasser, Elektroenergie, Druckluft und ggf. Kaltwasser (0 bis -10 °C) benötigt.
Adsorptionsanlage
Die gewählte Anlagenausführung für eine Adsorptionsanlage mit drei Adsorbern ermöglicht nun aufgrund einer verfahrensoptimierten Anpassung mit den Prozessschritten Adsorption (115 min), Bedampfen (110), Trocknen (75) und Kühlen (30) eine Prozessauslegung mit minimierten spezifischen Betriebskosten. Das Anlagenkonzept wurde so gewählt, dass bei den Prozessschritten mit Adsorption ein immer gleichmäßiger Betrieb ohne Überladung der Adsorber erfolgt. Die bei diesem Prozess erreichbaren Reingaswerte liegen bei Halbstundenmittelwerten von 5 bis 10mg/m³ und unterschreiten damit bestehende und geplante Grenzwerte deutlich.
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