Salpetersäure wird in der Düngemittelproduktion in großen Mengen benötigt. Messer hat ein Verfahren entwickelt, das die Herstellung effizienter macht und gleichzeitig die Stickoxid-Emissionen senkt.
Weltweit werden jährlich rund 60 Millionen Tonnen Salpetersäure (HNO₃) benötigt, 80 Prozent davon als Vorprodukt in der Düngemittelindustrie. Bei ihrer Herstellung kommen (Luft-)Sauerstoff, Ammoniak und Wasser zum Einsatz. Diese Rohmaterialien werden in einer komplexen Reaktionskette umgewandelt. Der grundlegende Prozess wurde bereits 1902 vom Chemiker Wilhelm Ostwald entwickelt. Dabei bilden sich unter anderem Stickoxide, deren Emissionen strengen Umweltschutzbestimmungen unterliegen. Es ist also wichtig, dass diese Verbindungen in möglichst kleiner Menge entstehen.
Einfach vs. aufwendig
Das Verfahren der Salpetersäureherstellung wurde über die Jahre im Detail verbessert. Der Fokus lag dabei vor allem auf der Energieeffizienz und der Verminderung der Emissionen durch technische Optimierungen der Anlagen. Dieser Ansatz ist jedoch aufwendig und kostenintensiv. Messer hat ein Verfahren entwickelt, das eine beträchtliche Steigerung der Effizienz ermöglicht und den Ausstoß von Stickoxiden reduziert – ohne großen technischen Aufwand.
„Wir erreichen diese Ziele durch das Einbringen von reinem Sauerstoff“, erläutert Hicham Azzouzi, Experte für chemische Anwendungen bei Messer. „Bestimmte Reaktionsschritte wie etwa die Oxidation von salpetriger Säure und Distickstofftetraoxid verlaufen damit wesentlich intensiver und erreichen ein deutlich besseres Ergebnis.“ Entscheidend ist, das Gas nach einem von Messer entwickelten und patentierten Verfahren an bestimmten Stellen im Prozess zu injizieren.
Geringe Investition, großer Nutzen
Die erforderliche Investition ist sehr überschaubar, vor allem im Verhältnis zum Ertrag. Das zeigt etwa das Beispiel einer rumänischen Produktionsanlage für Salpetersäure, die bereits in den 1960er-Jahren errichtet wurde. Die Effizienz der Produktion war geringer, als es die heutigen Standards verlangen, wodurch Stickoxide im Übermaß freigesetzt wurden. Um diese Emissionen im Rahmen der Grenzwerte zu halten, musste die Anlage in den warmen Sommermonaten regelmäßig über längere Zeiträume mit reduzierter Leistung betrieben oder ganz abgeschaltet werden.
Mit dem von Messer installierten Verfahren der Sauerstoffinjektion sanken die Stickoxidemissionen im Versuch von 220 ppm auf 20 ppm (ppm = parts per million, Millionstel). Der in der EU gängige Emissionsgrenzwert liegt bei 90 ppm. Die Absorption der Stickoxide vor der DeNOx-Anlage wurde deutlich verbessert – ein Teil dieser Gase wird in unschädlichen Stickstoff umgewandelt. Die Zufuhr von Ammoniak in der DeNOx-Anlage sank an dieser Stelle um 50 Kilogramm pro Stunde. Zugleich stieg die Produktionsmenge um 260 Kilogramm pro Stunde. Dieser Zugewinn wurde durch längere Betriebszeiten weiter gesteigert: Da die Anlage die strengen EU-Vorschriften für die Stickoxidemission nun auch bei warmem Wetter einhält, kann sie auch in den Sommermonaten ohne Zwangspausen und mit voller Kapazität arbeiten.
Seit mehr als 125 Jahren ist Messer als das heute weltweit größte Unternehmen für Industriegase, Medizingase, Spezialgase und Elektronikgase in Privatbesitz seinen Leitlinien für Sicherheit, Fokus auf Kunden und Mitarbeitende, gesellschaftliche Verantwortung, Nachhaltigkeit, Vertrauen und Respekt treu. Die Gases for Life und patentierten Gaseanwendungen von Messer sind für Umweltschutz, Klimaschutz, Dekarbonisierung und Innovation unersetzlich.