Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
F\u00fcr die Substitution von Asbest in den Diaphragmen der Ausr\u00fcstungen zur Chloralkalielektrolyse bei der Chlorherstellung entwickelte die MEUT eine neue PTFE-Mikrofaser vom Typ DIA-FIBRE\u00e2. Aus Kostengr\u00fcnden und um eine Umweltbelastung bei der Entsorgung zu vermeiden, ist Ziel dieses Projektes verbrauchtes Diaphragma zu recyceln und dieses Material wieder in den Elektrolysezellen einzusetzen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen einer Kooperation mit der Otto-von-Guericke-Universit\u00e4t Magdeburg und der Heraeus Elektrochemie GmbH bzw. DE NORA GmbH wurden folgende Teilschritte realisiert:<\/p>\n
– Entwicklung geeigneter Verfahrensstufen zur Regenerierung verbrauchter DIA-FIBRE\u00e2-Diaphragmen;
\n– Entwicklung eines Verfahrens zum Einsatz von regeneriertem DIA-FIBRE\u00e2-Diaphragmamaterial in den Elektrolysezellen;
\n– Entwicklung modifizierter DIA-FIBRE\u00e2 bei zu ermittelnden relevanten Verfahrensbedingungen;
\n– Einsatzerprobung regenerierter DIA-FIBRE\u00e2 in Elektrolysezellen;
\n– Energetische Optimierung des Herstellungsverfahrens f\u00fcr die PTFE-Mikrofaser-Compounds und f\u00fcr DIA-FIBRE\u00e2;
\n– Ausr\u00fcstungsm\u00e4\u00dfige Erg\u00e4nzung der gro\u00dftechnischen Versuchsanlage zur energetischen Optimierung.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Mit dem Erkenntnisstand, der sich zum einen aus den Ergebnissen dieses Projektes und zum anderen aus den Resultaten, welche die DE NORA im Rahmen des BMBF-F\u00f6rderprojektes Optimierung des Elektroenergieeinsatzes beim Diaphragmaverfahren der Chloralkalielektrolyse erreichte, zusammensetzt, konnten die Entwicklungsarbeiten zur Schaffung von asbestfreien Diaphragmen erfolgreich abgeschlossen werden. F\u00fcr die neuentwickelte PTFE- Mikrofaser und das Verfahren zu ihrer Herstellung gelang es, in Deutschland, in Europa und in den USA Patente erteilt zu bekommen.
\nWie die Patentanmeldung der BASF Verfahren zur Herstellung von Kompositfasern und Diaphragmen vom November 1997 zeigt, besitzt die Substitution des Asbest als Diaphragmamaterial weiterhin hohe Aktualit\u00e4t. Ausgehend von den M\u00e4ngeln, die der Erzeugung der PTFE- Faser POLYRAMIX\u00d2 bei der OxyTech Sytem, Inc., USA, anhaften, wird von der MEUT ein modifiziertes Herstellungsverfahren vorgeschlagen. F\u00fcr das Produkt mit dem eingeschriebenen Namen DIA-FIBRE\u00d2 wurden in Bezug auf den Einsatz als Diaphragmamaterial die Ausgangssubstanzen, die Proze\u00dfbedingungen, die Zusammensetzung sowie die Art und Weise der abschlie\u00dfenden mechanischen Bearbeitung optimiert. Die Entwick-lung geeigneter Verfahren zum Recyclen verbrauchter Diaphragmen zu Dichtungen einerseits und zur Herstellung von neuem DIA-FIBRE\u00d2 andererseits erlaubt, einen geschlossenen Stoffkreislauf zu gestalten. Das Abwasser, welches im Zusammenhang mit der chemischen Reinigungsstufe anf\u00e4llt, l\u00e4\u00dft sich unter Nutzung vorhandener Proze\u00dfw\u00e4rme in deponierbare Feststoffgranulate \u00fcberf\u00fchren.
\nMit der gro\u00dftechnischen Versuchsanlage einschlie\u00dflich der notwendigen Modifikationen ist es m\u00f6glich, die f\u00fcr eine Markteinf\u00fchrung erforderliche Versuchsproduktmenge an DIA-FIBRE\u00d2 bereitzustellen. Im Zusammenhang mit dem Aufbau der Diaphragmen unter Nutzung von DIA-FIBRE\u00d2 wurden
\n– die erforderlichen Ma\u00dfnahmen zur Vorbehandlung der Kathoden und ihrer Belegung mit einem geeigneten Hilfsgewebe ermittelt,
\n– die Zusammensetzung des Diaphragmierungsbades mit der Zielstellung, DIA-FIBRE\u00d2 und die PTFE- Stapelfaser SM1 m\u00f6glichst homogen zu dispergieren, festgelegt,
\n– die optimalen Proze\u00dfbedingungen f\u00fcr das Aufbringen der Diaphragmen, nachfolgendes Trocknen, Sintern und Nachhydrophilieren herausgearbeitet,
\n– das gesamte Diaphragmierungsverfahren so entwickelt, da\u00df beim gro\u00dftechnischen Proze\u00df im wesentlichen die beim Elektrolysebetreiber vorhandenen Ausr\u00fcstungen ausreichend sind.<\/p>\n
Bei der F\u00fchrung des Elektrolyseprozesses gelang es,
\n– eine gezielte Beeinflussung des Diffusionsverhaltens der Diaphragmen in der Elektrolysezelle zu erm\u00f6glichen,
\n– die Wiederinbetriebname der Elektrolysezelle nach produktions- oder havariebedingten Stillst\u00e4nden zu gew\u00e4hrleisten,
\n– analoge Proze\u00dfparameter und Konzentrationen wie bei Verwendung von Asbestdiaphragmen reproduzierbar einzuhalten und
\n– Standzeiten f\u00fcr die DIA-FIBRE\u00d2- Diaphragmen von nahezu drei Jahren zu erreichen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Kontaktadressen: Magdeburger Energie-und Umwelttechnik (MEUT) GmbH, Walther-Rathenau-Stra\u00dfe 57, 39104 Magdeburg, Tel: 0391\/5616452; Otto-von-Guericke-Universit\u00e4t Magdeburg, Institut f\u00fcr Apparate- und Umwelttechnik, 39106 Magdeburg, Tel: 0391\/6712778.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Beginnend ab Februar 1992 hat die MEUT als neu gegr\u00fcndetes kleines Ingenieur-B\u00fcro an dieser Werkstoff- und Verfahrensentwicklung gearbeitet. Mit 3 F\u00f6rderprojekten (AZ 00265 Verfarensentwicklung PTFE-Mikrofaser mit Heraeus Elektrochemie Bitterfeld; AZ 07022 Dichtungen aus verbrauchten asbestfreien Diaphragmen; AZ 12510 Recycling von DIA-FIBRE\u00d2 zu hochwertigen Diaphragmen) hat die DBU ma\u00dfgeblich den langen und schwierigen Entwicklungsweg begleitet. Insgesamt kann nunmehr auf der Grundlage des geschaffenen Entwicklungsstandes mit dem industriem\u00e4\u00dfigen Einsatz von DIA-FIBRE\u00d2 in der Chloralkalielektrolyse zur Substitution von Asbest begonnen werden. Die DE NORA Deutschland GmbH hat ein entsprechendes Konzept zur Durchf\u00fchrung eines ersten industriellen Gro\u00dfversuches erarbeitet. Es wurde von den zust\u00e4ndigen Konzerngremien in Mailand am 29.09.1999 best\u00e4tigt. Danach werden in der Chloralkalielektrolyse des polnischen Unternehmens Organica Zachem in Bydgoszcz drei Kathoden mit insgesamt 120 m2 aktiver Fl\u00e4che f\u00fcr einen bis zu dreij\u00e4hrigem Elektrolyseeinsatz pr\u00e4pariert. F\u00fcr diesen industriellen Gro\u00dfversuch stellt die MEUT GmbH auf der gro\u00dftechnischen Versuchsanlage an der Uni Magdeburg bis Dezember 1999 2 000 kg DIA-FIBRE\u00d2 her. Die erfolgreiche Markteinf\u00fchrung des neuen und umweltfreundlichen Werkstoffes f\u00fcr die Chloralakalieelekrolyse ist von den Ergebnissen dieses Gro\u00dfversuches in Polen und folgenden Entscheidungen der Chemieunternehmen zur Chlorherstellung abh\u00e4ngig.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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