Gut fürs Weltklima: Hocheffiziente Katalysatoren von Heraeus reduzieren gefährliches Lachgas bei der Salpetersäure-Herstellung um 95 Prozent

20.10.2016

  • Weltklimavertrag von Paris ratifiziert: Reduzierung von Lachgas trägt zum Erreichen der Weltklimaziele bei - Düngemittelproduktion ohne das Treibhausgas dank innovativer Katalysatorsysteme

Platinnetz

Mit der jüngst erfolgten Ratifizierung des Weltklima-Abkommens von Paris durch Europa, die USA und China kann der historische Vertrag Anfang November in Kraft treten. Das Abkommen soll helfen, die Erderwärmung auf unter 2 °C zu begrenzen. Einen wichtigen Beitrag zum Erreichen der Klimaziele wird auch die beim Weltklimagipfel im Dezember 2015 gebildete "Nitric Acid Climate Action Group" leisten. Das Klimaaktionsbündnis Salpetersäure will den Ausstoß von klimaschädlichem Lachgas bei der Düngemittelherstellung und in der chemischen Industrie bis 2020 weltweit senken. Mit hocheffizienten Katalysatorsystemen von Heraeus lassen sich diese Lachgas-Emissionen um bis zu 95 % verringern. Heraeus baut diese Minderungstechnik weltweit in bestehende Salpetersäure-Anlagen. „Jede einzelne umgerüstete Anlage trägt nachhaltig zum Klima- und Umweltschutz bei und somit auch zum Erreichen der Klimaziele, die auf dem Weltklimagipfel 2015 in Paris beschlossen wurden“, ist Jörg Eckert, Vertriebsleiter für Process Catalysts bei Heraeus, überzeugt.

Grund: Bei der Produktion der Grundchemikalien für Dünger wie Salpetersäure wird das Treibhausgas als Nebenprodukt freigesetzt. Lachgas hat ein 310-mal größeres Treibhausgaspotenzial als Kohlendioxid (Global Warming Potential gemäß Kyoto-Protokoll, bezogen auf 100 Jahre) und trägt damit zur globalen Erwärmung bei. Weltweit werden jährlich über 60 Millionen Tonnen Salpetersäure produziert, bei denen schätzungsweise bis zu 500.000 Tonnen Lachgas entstehen. Umgerechnet ist diese Klimabelastung vergleichbar mit den Kohlendioxid-Emissionen von über 60 Millionen Mittelklasseautos.

Klimaschutz beginnt schon bei der Herstellung von Salpetersäure

Die Herstellung von Salpetersäure als Grundlage für Nitratdünger funktioniert nach dem Verfahren der Ammoniakverbrennung (Ostwald-Verfahren). Ammoniak und Luft werden über 900 °C heiße Platinnetze geleitet, dabei entstehen Stickstoffoxide, die sich mit Wasser zu Salpetersäure verbinden. Für diese chemische Reaktion werden bis zu sechs Meter runde Netze aus Platinlegierungen eingesetzt. Heraeus ist in der Fertigung dieser Edelmetall-Katalysatoren schon seit über 100 Jahren weltweit führend. Bei der Ammoniakoxidation entsteht Lachgas in einer Nebenreaktion. Patentierte FTC1-Netz-Systeme von Heraeus ermöglichen hier bereits eine Reduktion der Lachgas-Entstehung von bis zu 50 % .Mit einem nachgeschalteten speziellen Katalysatorsystem kann der Ausstoß noch weiter bis auf 95 % gesenkt werden. Hierfür bietet Heraeus Edelmetall- und Nichtedelmetall Katalysatoren an. „Edelmetall-katalysatoren haben immense Vorteile bei der Nachrüstung von Anlagen, z.B. geringer Platzbedarf, hohe Umsetzungseffizienz und längere Standzeiten. Der Katalysator wird in die Salpetersäure-Reaktoren direkt unterhalb der vorhandenen Katalysatornetze eingebaut“, erklärt Eckert. Die Lachgas-Moleküle durchströmen den granulatartigen Katalysator und werden bis auf wenige Ausnahmen zerstört – in die Luftbestandteile Stickstoff und Sauerstoff.

1 FTC = Functional Total Control

Individuelle Full-Service-Nachrüstung weltweit durch Heraeus

Das System kann individuell an die spezifischen Kundenanforderungen angepasst werden und ermöglicht die Nachrüstung bestehender Reaktoren mit geringen Investitionskosten. Heraeus baut diese innovative Systemlösung seit 2006 in bestehende Salpetersäure-Anlagen ein. „Die Anlagenbetreiber profitieren von unserem Full Service als Lösungsanbieter. Für die Auslegung der Systemlösung aus Korb und Katalysator, dem Vor-Ort-Einbau beim Kunden und eine begleitende Überprüfung der Prozessparameter während der Laufzeit steht ein technisches Serviceteam beim Kunden in Amerika, Europa, Afrika und Asien zur Verfügung“, erläutert Vertriebsleiter Jörg Eckert.

Sicher ist, dass der Bedarf an Nachrüstung in Salpetersäure-Anlagen zunehmen wird, denn die gesetzlichen Auflagen zur Senkung des Lachgas-Ausstoßes in den kommenden Jahren werden weiter verschärft. Bis 2020, so das Ziel des Klimaaktionsbündnis Salpetersäure, sollen alle Salpetersäure-Anlagen mit einer Lachgas-Minderungstechnik ausgestattet werden. Von der Initiative sollen vor allem Entwicklungsländer profitieren, in denen die entsprechenden Technologien häufig noch nicht vorhanden sind. Mit dem Heraeus Katalysatorsystem steht eine passende und etablierte Systemlösung zur Unterschreitung der Lachgas-Grenzwerte bereit – und das Klima könnte bald spürbar aufatmen.

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