Industrie + Technik

Lithium aus der Wüste | Die weltgrößten Lithiumvorkommen liegen der US-Geologiebehörde zufolge in drei südamerikanischen Ländern: Bolivien, Chile und Argentinien. Lithiumverbindungen sind dort in Salzseen oder in Gestein, in Chile etwa in der Atacama-Wüste. Dort lassen die Produzenten mineralhaltiges Grundwasser in künstlich angelegten Becken verdunsten, um Lithiumverbindungen zu gewinnen. Chile will den Wasserhaushalt nun verfassungsrechtlich schützen, indem es die Seen als Wasserreservoir statt als Mineralvorkommen einstuft.US Geological Survey: <a href="https://dpaq.de/rxjtE" target="_blank">dpaq.de/rxjtE</a>Plastik in Böden | Die Landwirtschaft nutzt zirka 4,7 Prozent des deutschen Kunststoffverbrauchs von 23,6 Mio. Tonnen pro Jahr. Der Rezyklatanteil beträgt dort 37 Prozent, bei anderen Anwendungen 15 Prozent. Etwa 19 000 Tonnen Plastik gelangen jährlich in landwirtschaftliche Böden, 81 Prozent davon stammen nicht aus landwirtschaftlichen Anwendungen. Wie viel und aus welchen Quellen Plastik in Böden gelangt, haben das Fraunhofer-Institut Umsicht und das Institut für Ökologie und Politik Ökopol für den Naturschutzbund Deutschland untersucht.zur Studie: <a href="https://t1p.de/fse4" target="_blank">t1p.de/fse4</a>Hessische Chemie | Der Gesamtumsatz der Mitgliedsunternehmen des Arbeitgeberverbands Hessenchemie lag im Jahr 2020 bei 27,5 Mrd. Euro und damit 0,6 Prozent unter Vorjahr, die Verkaufspreise gingen um 1,6 Prozent zurück. Die Produktion stieg um 0,4 Prozent, und die Beschäftigtenzahl blieb bei etwa 105 000. Bei den Chemieunternehmen sank der Umsatz um 7,0 Prozent auf insgesamt 14,9 Mrd. Euro. Pharmaunternehmen setzten 12,7 Mrd. Euro um, 8,3 Prozent mehr als im Jahr zuvor.Maren Bulmahn

Meldung

Lithium, Kunststoffe und Pharma

Lithium aus der Wüste | Die weltgrößten Lithiumvorkommen liegen der US-Geologiebehörde zufolge in drei südamerikanischen Ländern: Bolivien, Chile und Argentinien. Lithiumverbindungen sind dort in Salzseen oder in Gestein, in Chile etwa in der Atacama-Wüste. Dort lassen die Produzenten mineralhalt...

Das meistverwendete Betriebsmittel in der chemischen Industrie ist Wasser. Es dient als Lösemittel und Reagenz, als Energieträger zum Wärmen oder Kühlen oder etwa zur Reinigung. Ganz gleich, wofür es verwendet wird: Das Wassermonitoring gehört zu den wichtigen Aufgaben in einem Chemiepark. Ein entscheidender Parameter ist der Gehalt an organischem Kohlenstoff.
Im Parameter TOC (total organic carbon) wird der gesamte Kohlenstoff aus organischen Verbindungen in Wasser oder wässrigen Lösungen in einem Analysenwert erfasst. Somit gilt er als Maß der Verunreinigung durch organische Substanzen.Bei der meistverwendeten Analysemethode zur Bestimmung organischen Kohlenstoffs wird die Probe zunächst mit einer Mineralsäure (meistens HCl) angesäuert. Sie setzt die anorganischen Kohlenstoffverbindungen wie Carbonate und Hydrogencarbonate zu Kohlendioxid um, das von einem Spülgas aus der Probe entfernt wird. Dann wird ein Aliquot auf einen heißen Katalysator injiziert. Die organischen Verbindungen werden zu Kohlendioxid umgesetzt und mit einem Trägergas zu einem NDIR-Detektor (NDIR: non dispersive infrared) befördert, der die Menge an Kohlendioxid detektiert.Das Verfahren ist matrixunabhängig und nachweisstark; zudem wird nur eine Mineralsäure als Reagenz benötigt, und die Analyse dauert nur wenige Minuten. Darüber hinaus lässt sich die Messung nicht nur im Labor durchführen, sondern auch im Prozess einfach umsetzen. Das ist vor allem in Prozessen wichtig, in denen die Veränderung eines Wassers schnell und engmaschig erfasst werden soll. Daher setzt die chemische Industrie TOC-Messungen besonders häufig ein.<h2>Der Online-Analysator</h2>Um TOC-Messungen online durchzuführen, muss ein Analysator mehrere Anforderungen erfüllen:<list list-type="simple"><list-item></list-item></list>Probenanbindung für unterschiedliche Messstellen,<list-item>zuverlässige Probenentnahme bei unterschiedlichen Proben,</list-item><list-item>Kommunikationsmittel, die Messwerte, Status- und Alarmsignale schnellstmöglich an eine Fernwarte übertragen</list-item><list-item>autarke und wartungsarme Arbeitsweise, sodass der Analysator rund um die Uhr laufen kann.</list-item>Auf diese Anforderungen ist der TOC-4200 von Shimadzu ausgelegt. Mit unterschiedlichen Probenehmern passt er sich an die jeweilige Messstelle an. Das System erledigt Probenvorbereitung und Analyse automatisch.Das Gerät oxidiert die organischen Verbindungen mit einem Platinkatalysator bei 680 °C. Damit liegt die Verbrennungstemperatur unterhalb der Schmelzpunkte der gängigen Salze wie Natriumchlorid.Mit der Software lässt sich eine Kontrollprobe definieren, um das System und die Kalibrierung zu überprüfen. Zudem kann das Gerät bei Abweichungen automatisch kalibrieren. Automatische Probenverdünnung schont das System bei stark säure- oder salzhaltigen Medien. Um Daten an die Leitwarte zu übertragen gibt es mehrere Kommunikationsmittel, zum Beispiel Modbus.Je nach Verwendung der verschiedenen Wasser in chemischen oder thermischen Prozessen, in geschlossenen oder offenen Systemen hat eine TOC-Analytik andere Aufgaben (Abbildung S. 37).<figure><img src="https://media.graphcms.com/yVBUVBv0QtCqRE6e62OE"><figcaption><label>Abb. 1: </label>Einsatz von Total-Organic-Carbon(TOC)-Prozessanalysatoren in einem Chemiepark.</figcaption></figure>
<h2>Abwasser</h2>In einem Chemiepark entstehen große Mengen Abwasser, die in einer standorteigenen Kläranlage gereinigt werden. Um deren biologische Reinigungsstufe zu schützen, werden die Einläufe mit TOC-Prozessanalysatoren überwacht (Abbildung oben). In vielen Chemieparks stehen zudem die Abwasserströme einzelner Betriebe unter permanenter Kontrolle, um einen Havariefall schnell zu erkennen und die Abwasserreinigungsanlage zu schützen. Zudem basiert die Abwasserreinigungsgebühr zumeist auf der anfallenden TOC-Fracht.<figure><img src="https://media.graphcms.com/jdyw6CjMQj6th5otl6NK"><figcaption><label>Abb. 2: </label>Messungen im Einlauf einer Industrie-Kläranlage in einem Chemiepark über einen Zeitraum von fast vier Monaten. Hier wurde im Takt von zirka fünf Minuten der TOC-Gehalt gemessen, insgesamt wurden etwa 27 000 einzelne Messungen aufgezeichnet.</figcaption></figure>
Zudem ist die Reinigungseffizienz einer Kläranlage zu überwachen, etwa im Ablauf. Denn viele Chemieparks liegen an Fließgewässern und leiten das gereinigte Wasser in die Flüsse.<h2>Reinstwasser, Dampf und Kondensat</h2>Die Betriebe in den Chemieparks nutzen Reinstwasser für chemische oder thermische Prozesse in Abhitzeanlagen. Dafür wird es an manchen Standorten zentral hergestellt und über Rohrleitungen zu den Betrieben gebracht. Organische Verunreinigungen im Reinstwasser können chemische Prozesse und letztendlich die Produktqualität beeinträchtigen. Daher werden Reinstwasser mit Online-TOC überwacht, in der Regel zentral.Ähnlich verhält es sich mit Rücklaufkondensat aus dem Dampf-Wasserkreislauf. Wasserdampf ist einer der wichtigsten Energieträger in einem Chemiepark, heizt beispielsweise Reaktoren, dient der Stromerzeugung und ist manchmal Teil eines Herstellungsprozesses. Verunreinigungen in dem zur Dampfgewinnung genutzten Wasser wirken sich negativ auf die Anlage aus.So zersetzen sich bei der Dampferzeugung einige organische Substanzen, und die Zersetzungsprodukte sowie organische Säuren fördern die Korrosion an Anlagenteilen wie Wärmetauschern oder Dampfturbinen. Daher ist im Dampf-Kondensatkreislauf der TOC-Gehalt zu überwachen.<h2>Kühlwasser</h2>Um Prozesse zu kühlen, werden in Chemieparks zusätzliche Kühlkreisläufe betrieben. Die hierfür verwendeten Kühltürme mit ihren großen Wassermengen sind anders als die Dampf-Wasserkreisläufe ein offenes System. Von außen wirken Umwelteinflüsse auf die Qualität des Rückkühlwassers.Mancherorts dient Wasser aus Fließgewässern zur Kühlung. Dieses Wasser wird meist aufbereitet, durch Wärmetauscher gepumpt und anschließend in den Fluss zurückgeleitet. Um Lecks im Kühlsystem schnell zu erkennen und die Umwelt vor austretenden organischen Schadstoffen zu schützen, werden auch hier TOC-Prozessanalysatoren eingesetzt.<h2>Oberflächenwasser</h2>Chemieparks bestehen aus großen versiegelten Flächen. Kommt es beim Ab- oder Beladen zu einem Unfall, könnten Stoffe austreten, die Regenwasser in die Kanalisation spült. Die Stoffe landen dann entweder in der standorteigenen Kläranlage, fließen über ein weiteres Kanalnetz in die kommunale Kläranlage oder gelangen im schlimmsten Fall über Flüsse in die Umwelt. Auch bei der Überwachung von Oberflächenwasser werden häufig TOC-Messungen online durchgeführt. Das Wasser muss dann bei Überschreitung eines Grenzwerts umgeleitet werden, zum Beispiel über die Prozessleitwarte, an die der aktuelle TOC-Wert laufend übertragen wird.Sascha Hupach ist seit dem Jahr 2008 Produktspezialist für TOC und AAS bei Shimadzu Deutschland in Duisburg. <a href="mailto:info@shimadzu.de">info@shimadzu.de</a>

Meldung

Lithium, Kunststoffe und Pharma

Überprüfung Ihres Anmeldestatus ...