Entwicklung und Erprobung von funktionalen Komponenten und einer Prozesskette zur klimaneutralen Herstellung von Soda und Natron als Senke für erzeugtes CO2, Teilvorhaben: Entwicklung von Membranprozessen für CO2-Abtrennung/Reinigung zur Herstellung von Soda/Natron

Description: Die Gesamtzielstellung des Projektes besteht darin, entscheidende Prozessschritte für eine alternative auf Membrantrennprozessen basierende Produktionsroute für Soda und Natron zu entwickeln und zu erproben. Zentral sind dabei die Abtrennung und Reinigung von CO2 aus Biogas bzw. aus (biogenen) Verbrennungsgasen, die Entwicklung von elektrochemischen Membranverfahren und von Adsorptionseinheiten für die Überführung von Salzsole (NaCl) in Soda-/Natronlösung mittels Salzspaltung/Metathese und die Untersuchung des Einsatzes geothermischer Energie für die weiterhin notwendigen thermische Prozessschritte zur perspektivischen Substitution von Erdgas im Zuge der Produktreinigung und -konfektionierung, siehe Verfahrensfließbild. Prozesse zur Herstellung von Basischemikalien in der chemischen Industrie zählen zu den Großemittenten von CO2. Da diese Produkte in einer Vielzahl von Produktionsketten eingesetzten werden, ist ein Verzicht oder eine Substitution nach derzeitigem Kenntnisstand nicht möglich. Daraus leitet sich die Fragestellung ab, inwieweit es technisch und wirtschaftlich möglich ist, diese Prozesse künftig so zu gestalten, dass die Emission von Treibhausgasen minimiert wird und CO2 ggf. noch stärker als bisher an Stelle fossiler Kohlenstoffträger als Rohstoff dienen kann. Ein großtechnischer Prozess, bei dem dies prinzipiell relativ leicht möglich wäre, ist die Herstellung von Soda und Natron nach dem Solvayverfahren. Im Prozess werden Kochsalz, Kohle, Kalkstein und Ammoniak eingesetzt. Es entstehen sehr große Mengen hochsaliner Abwässer als Abprodukt. Eine Verwertung der FuE-Ergebnisse auf industrieller Anwendungsebene steht daher in Aussicht. Nächster Schritt wäre die Umsetzung im Pilotmaßstab. Das CO2-Vermeidungspotential beläuft sich allein in Deutschland auf ca. 1,8 Mio. t CO2. Hinzukommt die Vermeidung des Anfalls von ca. 12,5 Mio. m3/a hochsaliner Abwässer.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Biogas ? Natriumcarbonat ? Ammoniak ? Erdgas ? Chemische Industrie ? Geothermie ? Treibhausgasemission ? Kohle ? Membranverfahren ? Verbrennungsgas ? Kalkstein ? Abwassermenge ? Rohstoff ? Biogasaufbereitung ? Abwasserminderung ?

Region: Mecklenburg-Vorpommern

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• WEMAG Projektentwicklung GmbH (Betreiber*in)

Time ranges: 2022-09-01 - 2025-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development of membrane processes for CO2 separation/purification for the production of soda/soda ash
  Description: The overall objective of the project is to develop and test decisive process steps for an alternative production route for soda ash and baking soda based on membrane separation processes. Central to this are the separation and purification of CO2 from biogas or from (biogenic) combustion gases, the development of electrochemical membrane processes and of adsorption units for the conversion of brine (NaCl) into soda/soda solution by means of salt splitting/metathesis, and the investigation of the use of geothermal energy for the thermal process steps still required for the perspective substitution of natural gas in the course of product purification and packaging, see process flow chart. Processes for the production of basic chemicals in the chemical industry are among the major emitters of CO2. Since these products are used in a large number of production chains, a waiver or substitution is not possible according to current knowledge. This raises the question of the extent to which it is technically and economically possible to design these processes in the future in such a way that greenhouse gas emissions are minimized and CO2 can serve as a raw material in place of fossil carbon carriers to an even greater extent than before. One large-scale process in which this would in principle be relatively easy is the production of soda ash and baking soda by the Solvay process. Common salt, coal, limestone and ammonia are used in the process. Very large quantities of high-salinity wastewater are produced as an off-product. Utilization of the R&D results at industrial application level is therefore in prospect. The next step would be implementation on a pilot scale. The CO2 avoidance potential amounts to approx. 1.8 million t CO2 in Germany alone. Added to this is the avoidance of the generation of approx. 12.5 million m3/a of high-salinity wastewater. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1129671

Status

Aktiv

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