Uorganiske kemikalier i storskalaproduktion - faste stoffer og andre stoffer

Status Sidste revision
Se arbejdsplan for kommende BREF-revisioner 2007

På denne side kan I læse en kort introduktion til BREF-dokumentet for uorganiske kemikalier i storskalaproduktion med særligt fokus på faste stoffer. I kan få et indblik i, hvilke aktiviteter der er beskrevet i dokumentet, de væsentligste miljøpåvirkninger fra de forskellige aktiviteter og se eksempler på, hvad der ifølge BREF-dokumentet er de bedste tilgænge­lige teknik­ker inden for uorganiske kemikalier i storskalaproduktion.

Introduktion til BREF-dokumentet

BREF-dokumentet beskriver de aktiviteter, der er omfattet af IPPC-direktivets bilag 1, punkt 4.2. Fremstilling af uorganiske grundkemikalier delpunkt d) og e):

4.2d): salte, som fx ammoniumklorid (salmiak), kaliumklorat, kaliumkarbonat (potaske), natriumkarbonat (soda) perborater, sølvnitrat.

4.2e): metalloider, metaliter eller andre uorganiske forbindelser som fx kalciumkarbid, silicium, siliciumkarbid.

IPPC direktivet giver ingen specifik afgrænsning på industriens produktionskapacitet og definerer heller ikke væsentlige begreber som ”storskala”, ”råvarer” eller ”hjørnestene”. Der er ikke angivet en entydig definition af uorganiske kemikalier i storskalaproduktion med særligt fokus på faste stoffer, og der er ikke nogen klar afgrænsning til de øvrige BREF-dokumenter vedrørende uorganiske kemikalier. I forhold til andre BREF-dokumenter har det været nødvendigt at strukturere dokumentet på en anden måde.

På grund af det store antal produkter og processer indenfor området har man ud fra bl.a. antallet af produktionssteder, kapaciteten samt økonomisk og miljømæssig betydning valgt at udpege fem såkaldte hjørnestensprodukter:

  • Soda (natriumkarbonat inkl. natriumbikarbonat)
  • Titandioxid
  • Kønrøg (kul)
  • Syntetisk amorf silikat
  • Uorganisk fosfat (detergent, føde og foderfosfater)

Derudover er 17 illustrative produkter eller produktgrupper i mindre omfang omtalt – illustrative i betydningen af, at de yderligere beskriver en række centrale processer og teknologier.

Ud over BREF-dokumenter findes der yderligere information om produkter og processer indenfor området på Det Europæiske IPPC-kontors hjemmeside, som ikke var dokumenteret i en grad, så det kunne medtages i BREF-dokumentet, men som Kommissionen alligevel mener kan være nyttig for brugerne.

Nedenfor introduceres BREF-dokumentet kort. For en mere uddybende beskriv­­­else af de forskellige aktiviteter, herunder teknikker, emissioner, mv., henvises til PDF-fil af det danske resume eller hele BREF-dokumentet på engelsk (712 sider/6,1 MB).

Storskala produktion af uorganiske kemikalier, faste stoffer

Produktion af uorganiske kemikalier som faste stoffer er en af grundpillerne i den kemiske industri i Europa. Denne industri er med en relativ langsom vækst basis for en stor del af den europæiske økonomi. Ud af de 100 produktionssteder i Europa, som producerer de såkaldte hjørnestensprodukter, ligger 20 i Tyskland, 10 i England, 9 i Frankrig, 7 i Spanien og 6 i Holland, mens de resterende ligger spredt ud over flere lande. Danmark har ingen produktion inden for området.

Soda

Soda er et basisråvare i produktion af glas, vaskemidler og kemisk industri og har derfor stor strategisk betydning. Soda produceres ud fra Solvay processen, som blev udviklet i det 19. århundrede, ud fra lokalt tilgængelige saltlager, saltvand og kalksten. De vigtigste miljøpåvirkninger fra sodaproduktionen er CO 2 emissioner og spildevand. Spildevandet kan indeholde uorganiske klorider, sulfater, ammonium samt opslæmmede stoffer, som kan indeholde tungmetaller. Dermed kan spildevandet udgøre en væsentlig påvirkning, hvis det ikke bliver håndteret korrekt.

BREF-dokumentet præsenterer 13 BAT konklusioner vedrørende soda produktion med Solvay processen. Det drejer sig bl.a. om:

  • Valg af kalksten med den rigtige kvalitet, herunder højt indhold af calciumkarbonat, partikelstørrelse, hårdhed, porøsitet, brændeevne og et minimalt indhold af tungmetaller.
  • Procesoptimering, som bringer CO 2 emissionen ned under 0,2 - 0,4 tons CO 2 pr. tons soda produceret.
  • Udledning af spildevandsmængder på 8,5 - 10,7 m 3 pr. tons soda produceret.
  • Minimering af spildevandets indhold af tungmetaller ved bl.a. valg af råvare, fjernelse af store faste partikler fra spildevandet inden udledning eller brug af sedimenteringsbrønde.

Titandioxid

Titandioxid produceres på to helt forskellige metoder, enten

  • klorprocessen, som er en kontinuerlig proces, eller
  • sulfatprocessen, som er en batchproces, som involverer svovlsyre.

Ca. 30 % af produktionen er produceret ved hjælp af klorprocessen.

Ud fra livscyklusvurderinger er det vurderet, at ingen af de to processer kan udvælges som BAT i sig selv, selv om klormetoden har en bedre energieffektivitet. De væsentligste miljøpåvirkninger fra produktionen vedrører udvinding af titan fra malm udenfor Europa, brug af klor hhv. svovlsyre og et meget stort energiforbrug.

BREF-dokumentet præsenterer 12 BAT konklusioner vedrørende klorprocessen og 13 konklusioner vedrørende sulfatprocessen.

Generelt for begge processer er det vigtigste miljøforhold i forhold til BAT valget af råvare. Valg af den rette råvare kan føre til et reduceret forbrug af råvaren og energi, mindre affald og færrest mulige miljøpåvirkninger fra selve produktionen.

Derudover vedrører BAT-konklusionerne energiforbruget fra begge produktionsmetoder. For klorprocesen bør energiforbruget ligge på 17 - 25 GJ/T titandioxid, men det for sulfatprocessen bør ligge på 23 - 29 GJ/t titandioxid, hvis processen har svovlsyreneutralisering, og 33 - 41 GJ/t titanium dioxid, hvis processen har svovlsyreregenerering.

Derudover beskriver BREF-dokumentet opnåelige BAT emissionsnormer for udledninger til luft og vand. Specielt er emissioner af tungmetaller til vand beskrevet.

Kønrøg (kul)

Ca. 65 % af verdens forbrug af kønrøg (kul) bruges i produktionen af dæk og dækprodukter til biler og andre køretøjer. Ca. 30 % bruges i gummiprodukter og resten bruges i plast, tryksværte, maling og til andre formål. Svovlindholdet i de råvarer, som kønrøg fremstilles ud fra, er den væsentligste årsag til miljøpåvirkninger fra kønrøg produktioner.

Produktionsprocessen er en smelteovnsproces. Det er en kontinuerlig proces og har sine fordele i en stor fleksibilitet. De væsentligste miljøpåvirkninger fra produktionen vedrører svovlindholdet i råvarerne, energiforbruget og emissioner af NO X , SO X og støv til luften.

BREF-dokumentets BAT konklusion vedrører brugen af svovlfattige råvarer. Svovlindholdet bør være på 0,5 - 1,5 % som et årligt gennemsnit. Dette giver et specifikt BAT emissionsniveau på 10 - 50 kg SO X (som SO 2 ) pr. tons kønrøg. Disse niveauer kan opnås ved brug af naturgas som energikilde. Til produktion af specielle produkter kan højere emissionsniveauer accepteres.

Syntetisk amorf silikat

Syntetisk amorf silikat produceres enten ved termiske processer (en høj temperatur hydrolyse af pyrogen silica) eller ved en vådproces (fældning af vandglas med syre - kiselsyre og kiselgel) og bruges i  en bred vifte af produkter, så som syntetisk harpiks, plast, gummi, kosmetik, ernæringsprodukter og medicinalprodukter, fyldstoffer m.v.

BREF-dokumentets BAT konklusioner vedrører reduktion af kloremissionen ved at bruge procesintegrerede metoder – brinttilførsel, methan- og brinttilførsel, forbrænding) og derefter fjernelse af hydrogenklorid fra udløbsgassen og endelig bruge end-of-pipe teknik som fx fjernelse af klorrester ved rensning (skrubning) af afkastet og behandling af det resulterende natriumhypoklorit enten med hydrogenperoxid eller ved katalytisk omdannelse for at opnå natriumklorid.

Ved produktion af syntetisk amorf silikat er det vigtigste miljøforhold at vælge og integrere de rigtige silikat tørringsteknikker for at spare energi og minimere de deraf følgende emissioner af CO 2 , SO x og NO x , til luften.

Uorganisk fosfat

BREF-dokumentet dækker produktionen af tre grupper af uorganiske fosfater:

  • detergent fosfater især trinatriumpolyfosfat,
  • fødevare fosfater især trinatriumpolyfosfat,
  • foder fosfater især dikalcium fosfat.

BREF-dokumentets BAT konklusioner for uorganisk fosfat vedrører følgende miljøforhold:

  • Uorganisk fosfat stammer fra råfosfat, og miljøpåvirkningen er afhængig af kvaliteten og oprensningen af råfosfaten.
  • For detergent fosfater, baseret på fosforsyreprocessen er der to miljøforhold der skal tages stilling til: 1) i den våde del af processen produceres gipskager og andre urenheder fra de råvarer der er brugt. 2) I den tørre del af processen vil emissioner af fluorforbindelser, P2O5 dråber og trinatriumpolyfosfat støv blive produceret.
  • For fødevare fosfater, er der miljøforhold der skal tages stilling i forbindelse med fosforsyre rensning i den våde del af processen og som for detergent fosfater er der emissioner af fluorforbindelser, P2O5 dråber og trinatriumpolyfosfat støv blive produceret fra den tørre proces.
  • For foder fosfat er der miljøforhold der skal tages stilling i forbindelse med fosforsyrerensning i den våde del af processen og i den tørre proces er det støvemissioner og fosfater i spildevandet forhold der skal tages stilling til.

Ovenstående oplistning af eksempler på BAT er udførligt beskrevet i BREF-dokumentet. Download nedenstående materiale, hvis I vil vide mere om BAT inden for området: