Chlor-alkali-industrien

Download dansk resumé af BREF-dokumentet (Pdf- fil)
Download hele BREF dokumentet på engelsk  (178 sider/4,9 MB)

Her kan I læse en kort introduktion til BREF-dokumentet for chlor-alkali-industrien. I kan få et indblik i, hvilke processer og aktiviteter der er beskrevet i dokumentet, de væsentligste miljøpåvirkninger fra de forskellige processer samt se eksempler på, hvad der ifølge BREF-dokumentet er den bedste tilgængelige teknik inden for fremstilling af henholdsvis chlor og alkali.

Ingen danske virksomheder er omfattet af denne BREF.

Introduktion til BREF-dokumentet
BREF-dokumentet for chlor-alkali-industrien dækker de processer, der benyttes ved fremstilling af chlor og alkali (natriumhydroxid eller kaliumhydroxid) ved elektrolyse af en saltopløsning. De processer, der er beskrevet i BREF-dokumentet, er:

• Losning og lagring af salt
• Rensning og genmætning af saltvand
• De forskellige elektrolytiske processer
• Koncentrering, rensning, lagring og pålæsning af kausisk opløsning
• Afkøling, tørring, rensning og fortætning af chlor før lagring og pålæsning
• Afkøling, rensning og kompression af hydrogen før lagring og pålæsning

Miljøaspekter, som ikke specifikt vedrører chlor-alkali-industrien, er ikke omfattet af BREF-dokumentet, fx miljøpåvirkningerne fra kølesystemer og emissioner fra lagring og håndtering af fødemateriale eller specialmidler.

Nedenfor introduceres chlor-alkali-industrien kort med angivelse af primære miljøpåvirkninger og eksempler på den bedste tilgængelige teknik. For en mere uddybende beskrivelse af de forskellige processer, emissioner, mv. henvises til PDF-fil af det danske resumé eller hele BREF-dokumentet  på engelsk (Pdf- fil) (178 sider/4,9 MB).

Chlor-alkali-industrien
Chlor-alkali-industrien omfatter de virksomheder, der producerer chlor (Cl₂) og alkali (natriumhydroxid (NaOH) eller kaliumhydroxid (KOH)) ved elektrolyse af en saltopløsning. De væsentligste teknologier, som anvendes til produktionen af chlor og alkali, er kviksølv-, diafragma- og membrancelle-elektrolyse, primært ved anvendelse af natriumchlorid (NaCl) som føde eller i mindre omfang kaliumchlorid (KCl) til produktion af kaliumhydroxid.

De tilførte stoffer er først og fremmest:

• Salt og vand som fødemateriale
• Syrer og kemiske fældningsmidler til fjernelse af urenheder i det tilførte saltvand eller fra det udledte chlor eller kaustiske soda
• Kølemidler (CFC'er, HCFC'er, HFC'er, ammoniak, etc.) til at gøre den producerede chlorgas flydende og til at rense gassen 

Derudover er der behov for store mængder elektricitet til processerne.

Diafragmacelleprocessen og kviksølvcelleprocessen stammer helt tilbage fra 1800-tallet, mens membrancelleprocessen blev udviklet i 1970. Processerne repræsenterer hver sin metode til at holde det chlor, som produceres ved anoden, adskilt fra den kaustiske soda og det hydrogen, som direkte eller indirekte produceres ved katoden. Membrancelleprocessen har nogle miljømæssige fordele i forhold til de to ældre processer, da der ikke anvendes kviksølv eller asbest, og samtidig er det den mest energieffektive proces.

Produktionen af chlor er siden 1940'erne øget enormt på baggrund af en hastigt stigende efterspørgsel på plast, især PVC og polyurethaner. Stigningen skyldes dog også anvendelsen af chlor til produktion af fx aromatiske chlorforbindelser (fx chlorbenzen til phenolsyntese), propylenoxid (chlorhydrinprocessen) samt opløsningsmidler med chlorerede carbonhydrider og uorganiske chlorforbindelser. Da chlor er vanskeligt at opbevare og transportere, foregår produktionen typisk nær konsumenterne. Mere end 85% af det chlor, der produceres i EU, anvendes i samme område eller i nærliggende områder til andre kemiske industrier.

Produktionen af natriumhydroxid anvendes normalt til følgende hovedområder:

• Kemikalier - syntese af organiske og uorganiske forbindelser
• Metallurgi - alumina- og aluminiumindustrien
• Papirmasse- og papirindustrien
• Tekstilindustrien
• Sæbe - overfladeaktive midler
• Vandbehandling
• Konsumentprodukter

Natriumhydroxid leveres normalt som en 50% vandig opløsning og kan let oplagres eller transporteres.

Den uundgåelige co-produktion af chlor og natriumhydroxid i næsten lige store mængder har altid været et problem for chlor-alkali-industrien. De to produkter anvendes til meget forskellige formål med en lige så forskellig markedsdynamik, og efterspørgslen på de to produkter stemmer sjældent overens.

Miljøpåvirkninger
Det forurenende stof fra chlor-alkali-industrien, som vækker størst bekymring, er kviksølv, som er specifikt for kviksølvcelleteknologien. Afhængig af det enkelte anlægs udformning kan kviksølv udledes fra processen gennem luft, vand, affald og med produkterne. I visse områder udgør den historiske forurening af jord- og vandområder med kviksølv, dioxiner og furaner et væsentligt miljøproblem. Generelt er de væsentligste miljøpåvirkninger fra chlor-alkali-industrien følgende:

Udledninger til luften:

• Metaller og metalforbindelser (særligt kviksølv)
• Asbest (fibre og suspenderede partikler)
• Chlor og chlorforbindelser
• Dioxiner og furaner

Spildevand:

• Organohalogenforbindelser og stoffer, som kan danne sådanne forbindelser i vandmiljøet
• Metaller og metalforbindelser (særligt kviksølv)

Affald:

• Brugte syrer, kølemidler og urenheder, som er fjernet fra det tilførte salt eller saltvand
• Metaller og metalforbindelser (særligt kviksølv)

Eksempler på BAT
Nedenfor er listet eksempler fra BREF-dokumentet på den bedste tilgængelige teknik inden for chlor-alkali-industrien. Eksemplerne er grupperet i forhold til de tre celleprocesser og indledningsvis med eksempler på BAT, som er relevant for alle anlægstyper.

Alle celleprocesser

• Indførelse af miljø- og arbejdsmiljøledelse
• Etablering af en chlordestruktionsenhed, der kan absorbere den totale produktion fra cellen, hvis en proces er kommet ud af ligevægt
• Reduktion eller eliminering af svovlsyreudledning ved:
  • Opkoncentrering på stedet i inddampere i et lukket system
  • Anvendelse af brugt syre til at regulere pH i proces- og spildevandsstrømme
  • Salg af brugt syre til anvendelse i andre sammenhænge, hvor denne syrekvalitet kan accepteres
  • Returnering af brugt syre til producenten af svovlsyre med henblik på opkoncentrering
• Minimering af udledningen af frie oxidanter til vand ved katalytisk reduktion i fixed bed eller ved kemisk reduktion
• Anvendelse af carbontetrachloridfrie chlorfortætnings- og oprensningsprocesser
• Hydrogen bør anvendes som kemikalie eller som brændstof

Membrancelleanlæg

• Minimering af udledningen af chlorat og bromat til vand ved at anvende:
  • Sure betingelser i anolytten for at minimere dannelsen af chlorat og bromat
  • Chloratdestruktion i saltvandskredsløbet med henblik på at fjerne chlorat før tømning
• Passende håndtering af brugte membraner og pakninger

Kviksølvcelleanlæg

• Den bedste tilgængelige teknik for kviksølvcelleanlæg er omstilling til membrancelleteknologi

I kviksølvcelleanlæggets resterende levetid bør der tages alle mulige forholdsregler med henblik på at beskytte miljøet. Der bør tages forholdsregler til at minimere de løbende og fremtidige kviksølvemissioner i forbindelse med håndtering, lagring, behandling og bortskaffelse af kviksølvforurenet affald.

Ligeledes bør afviklingen af kviksølvcelleanlæg udføres på en måde, som forhindrer forureninger under og efter nedlukningsprocessen.

BREF-dokumentet indeholder detaljerede oplysninger vedrørende BAT til forebyggelse af emissioner, håndtering og behandling af affald, energiforbrug, afvikling af kviksølvcelleanlæg og omstilling til membrancelleteknologi.

Diafragmacelleanlæg

• Den bedste tilgængelige teknik for diafragmacelleanlæg er omstilling til membrancelleteknologi eller anvendelse af ikke-asbestholdige diafragmer (forudsat at kriteriet for energiforbruget er opfyldt).

I diafragmacelleanlæggets resterende levetid bør der tages alle mulige forholdsregler med henblik på at beskytte miljøet. BREF-dokumentet indeholder detaljerede oplysninger vedrørende BAT til forebyggelse af emissioner, håndtering og behandling af affald, energiforbrug, afvikling af diafragmacelleanlæg og omstilling til membrancelleteknologi.

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

Resumé af BREF-dokumentet (dansk) (Pdf- fil)
Forord (dansk) (Pdf- fil)
Anvendelsesområde (dansk) (Pdf- fil)
Konkluderende bemærkninger (dansk) (Pdf- fil)
Hele BREF dokumentet (engelsk) (Pdf- fil) (178 sider/4,9 MB 
 
For at åbne, udskrive og læse PDF-filer skal Acrobat Reader® være installeret på computeren. Hvis du ikke har programmet, kan det downloades gratis fra www.adobe.com.