Maßnahmenpaket Werk Werra

Maßnahmenpaket zum Gewässerschutz
Betriebsstart Großprojekte
25. März 2014
Die Kompetenz in Kalium und Magnesium
Maßnahmenpaket
zum Gewässerschutz erfolgreich
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Alle Produktionsstandorte des Verbundwerkes
Werra (Hattorf und Wintershall in Hessen sowie
Unterbreizbach in Thüringen) sind mit Neubaumaßnahmen, weiteren Verfahrensoptimierungen
und Anlagenerweiterungen in das Maßnahmenpaket einbezogen. Dies zeigt:
Wir arbeiten nach dem Stand der Technik...
... und setzen innovative Techniken bei der
Gewinnung und Verarbeitung unserer natürlichen Rohsalze ein.
Wir stehen zur Kaliproduktion in Deutschland und in der Region!
Mehrere Hundert Millionen Euro, die die K+S
KALI GmbH in das Maßnahmenpaket zum
Gewässerschutz investiert, machen klar, dass
das Unternehmen zum Standort Werra steht.
Auch in Zukunft wollen wir hier präsent sein
und produzieren.
40
35
30
in Tausend
Wir halten Wort!
Durch enorme Anstrengungen wurden im Werk
Werra in den vergangenen Jahrzehnten die Salzabwässer trotz steigender Verarbeitungsmengen
deutlich reduziert. Im Oktober 2011 hat K+S den
offiziellen Startschuss für das Maßnahmenpaket
zum Gewässerschutz gegeben. Bis Ende 2015
wird K+S die Salzabwassermenge nochmals
erheblich verringern und einen weiteren Beitrag
zur Entlastung von Werra und Weser und dem
Untergrund leisten. Das ist ein wichtiger Schritt
hin zu einer langfristigen und nachhaltigen
Salzabwasserentsorgung.
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15
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2500 mg/l
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Das Verbundwerk Werra hat nicht nur als wichtiger Gewerbesteuerzahler für die Region eine
enorme Bedeutung. Rund 7.500 sozialversicherungspflichtige Arbeitsplätze an der Werra
hängen direkt am Kalibergbau. 220 Millionen
Euro hat das Werk im Jahr 2012 an Lohnsumme
an die Beschäftigten gezahlt. 85% von ihnen
kommen aus den Landkreisen Hersfeld-Rotenburg und Wartburgkreis.
Neben zahlreichen Investitionen profitiert die
heimische Wirtschaft auch von den Baumaßnahmen zum Maßnahmenpaket: ein erheblicher
Teil der Aufträge wird an lokale Firmen vergeben.
Das Werk Werra ist und bleibt Partner der
Region.
Erster Spatenstich am 27. Oktober 2011: Der Startschuss für das Maßnahmenpaket zum Gewässerschutz wurde gegeben.
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Wir unternehmen große Anstrengungen zur
Erfüllung der Ziele des Maßnahmenpaketes:
•Alle Baumaßnahmen müssen bei laufender Produktion realisiert werden: bei unterschied-
lichen Bedingungen auf den Standorten und auch bei zum Teil widrigen Wetterbedingungen.
• Die hohen Investitionskosten (bisher wurden ca. 200 Millionen Euro für sämtliche Teilpro-
jekte ausgegeben, darunter neben den Anlagen rechts auch der Leitungsverbund und Infrastrukturmaßnahmen) sind vom Werk Werra zu erwirtschaften. Zudem sind die zusätzlichen Kosten für den Betrieb der neuen Anlagen dauerhaft zu verdienen.
ESTA CMg – Standort Hattorf
Wir sind stolz, sagen zu können:
Wir liegen im Zeitplan.
Drei der großen Projekte sind bereits in Betrieb
– siehe rechts.
Die Dickstoffanlage III am Standort Unterbreizbach wird noch im Juni 2014 in Betrieb gehen.
Weitere Maßnahmen werden derzeit umgesetzt
oder sind in Planung.
Wir sind erfolgreich:
Mit den drei Projekten, die jetzt in Betrieb
gegangen sind, haben wir bereits 90% der
versprochenen abwassereinsparenden Effekte
erreicht.
Eindampfanlage Kainit – Standort Wintershall
Wir denken schon heute über 2015 hinaus.
Unsere Aufgaben sind:
•die weitere Reduzierung der Abwässer als Forschungsschwerpunkt
•die intensive Forschung und Entwicklung für mögliche Entsorgungslösungen vor Ort
•die Prüfung standortferner Entsorgungswege
Auf den folgenden Seiten erfahren Sie mehr zu
den einzelnen Anlagen ESTA CMg, Eindampfanlage Kainit, Kalte Vorzersetzung und Dickstoff III und deren Funktionsweisen.
Kalte Vorzersetzung – Standort Unterbreizbach
Standort Hattorf (Philippsthal, Hessen):
ESTA®
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ESTA®-Verfahren
(ElektroSTAtisches Trennverfahren)
Das wurde geschaffen:
Neubau einer ESTA®-Anlage mit einer Höhe von
ca. 50 m, einer Länge von ca. 104 m und einer
Breite von ca. 9 m im nördlichen und bis zu ca.
23 m im südlichen Bereich
Diese Großkomponenten enthält die Anlage:
u.a. Fließbettkühler, Filter, Scheider, Silos,
Mühle, Sieb sowie Band- und Trogkettenförderer
während der Bauphase
Bauzeit:
18 Monate
Inbetriebnahme:
Januar 2014
Besonderheiten:
•K+S-eigenes, abwasserreduzierendes
Verfahren
•Maschinentechnik vollständig durch K+S geplant
•Fertigung der Scheider und der Trogketten-
heute
förderer durch eigene Verbundwerkstatt ZW in Heringen
Das wird mit der Anlage erreicht:
Die Umstellung von der KieseritNassgewinnung auf das trockene
ESTA®-Verfahren ermöglicht die
Reduzierung des Salzabwassers.
Innenansicht
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So funktioniert das ESTA®-Verfahren:
Fein gemahlenes
Rohsalz
Dieses Trennverfahren kommt ohne Salzabwassererzeugung aus; es ist eine Entwicklung von
K+S.
Zunächst wird das Rohsalz auf eine Korngröße
unter einem Millimeter fein aufgemahlen, damit
das Mineralgemisch in seine Bestandteile aufgeschlossen wird. In einem nächsten Schritt
werden die Salze so vorbereitet, dass sie sich
gegeneinander positiv bzw. negativ aufladen.
Auf diese Weise aufgeladen, rieseln die Salzkristalle durch einen „Freifallscheider“. Dieser
besteht im Wesentlichen aus zwei Elektroden,
zwischen denen ein elektrisches Hochspannungsfeld vorhanden ist.
Hier werden die elektrisch unterschiedlich geladenen Kristalle zur Anode bzw. Kathode abgelenkt. Unterhalb der Freifallscheider werden die
sortierten Mineralien getrennt aufgefangen.
Das ESTA®-Verfahren beruht auf
einer Erscheinung, die wir auch
im täglichen Leben beobachten können:
Reibt man unter bestimmten
physikalischen Bedingungen einen
Stoff an einem anderen Material,
so können sich beide gegeneinander
„elektrisch“ aufladen.
Dirk-Michael Ernst,
Projektleiter ESTA
Elektrostatische
Aufbereitung
Anode
Rückstand
(NaCl)
Kathode
Konzentrat
(KCI)
(Kieserit)
Standort Wintershall (Heringen, Hessen):
EDA Kainit
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EDA Kainit
(Eindampfanlage Kainit)
Das wurde geschaffen:
Neubau mit einer Höhe von 35 m, einer Länge
von 31 m und einer Breite von 23,5 m
Diese Großkomponenten enthält die Anlage:
u.a. vier Verdampfer, 15 Pumpen, vier Wärmetauscher, acht Tanks und eine Kühlturmanlage
Bauzeit:
während der Bauphase
18 Monate
Inbetriebnahme:
Januar 2014
Besonderheiten:
•optimierte Ressourcenausnutzung:
aus Prozessrestlösungen, die bislang ent-
sorgt wurden, werden noch Wertstoffe gewonnen, die dem Produktionsprozess wieder zugeführt werden
•ein erheblicher Teil der Investitionen erfolgte an lokale Firmen
heute
Das wird mit der Anlage erreicht:
•Salzabwassereinsparung
•Rückgewinnung von Wertstoff
Innenansicht
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So funktioniert die Eindampfanlage:
Zur Reduzierung der Salzabwassermenge
werden Prozesswässer der Standorte Unterbreizbach und Wintershall vermischt und in der
neuen Eindampfanlage aufkonzentriert:
Die Eindampfanlage Kainit besteht aus drei Verdampferstufen und einer Endkonzentratorstufe.
In den drei Verdampferstufen wird das Prozesswasser soweit eingedampft, dass Kainit in der
Salzlösung entsteht.
Im Endkonzentrator wird dann die gewünschte
Zusammensetzung der eingedampften Lösung
erreicht. Die Produktmenge wird hierdurch
erhöht und die Menge der zu entsorgenden
Salzabwässer kann verringert werden.
Wintershaller
Salzlösung
Unterbreizbacher
Salzlösung
Verdampferstufe 1
Verdampferstufe
Verdampferstufe 13
Verdampferstufe
Verdampferstufe 14
Verdampferstufe 1
Endkonzentratorstufe
Kainit
zur Weiterverarbeitung
Die Eindampfanlage funktioniert
wie ein Kochtopf: Der Salzlösung
wird durch Verdampfen Wasser
entzogen. Dadurch ändert sich die
Zusammensetzung der Salzlösung und
verwertbare Salze kristallisieren aus.
Heiko Spaniol,
Projektkoordinator für die Großprojekte
am Standort Wintershall
Abwasserkonzentrat
Standort Unterbreizbach (Thüringen):
KVZ
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KVZ
(Kalte Vorzersetzung)
Das wurde geschaffen:
Aufstockung eines bestehenden Gebäudes und
Anbau in Balkonbauweise (800 Tonnen Stahl
wurden verbaut)
Diese Großkomponenten enthält die Anlage:
u.a. Bandanlagen, Filter, Zentrifugen, Maische
Bauzeit:
während der Bauphase
ca. 23 Monate
Inbetriebnahme:
Dezember 2013
Besonderheiten:
•Standortanpassung an zukünftige Rohsalz-
bedingungen, um Rohsalz optimal verarbeiten zu können
•ein erheblicher Teil der Investitionen erfolgte an lokale Firmen
heute
Das wird mit der Anlage erreicht:
Im Zusammenhang mit der Anpassung an
eine geänderte Rohsalzzusammensetzung
und dem Lösungsverbund zwischen den
Standorten werden die Salzabwässer des
Standortes Unterbreizbach vollständig
verwertet (oder genutzt). Dies geschieht
in den Dickstoffanlagen und am Standort
Wintershall.
Innenansicht
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So funktioniert die KVZ:
KVZ
Dieses Aufbereitungsverfahren wird der so
genannten Heißverlösung, die auf dem temperaturabhängigen Löseverhalten beruht, vorgeschaltet. In der KVZ wird Magnesiumchlorid
vom Rohsalz abgetrennt.
300 g/l
MgCl2
Produkt
Grube Verbund
HA/WI
Rohsalz
Filtern/
Waschen
Carnallit wird mit Wasser vermischt. Als Ergebnis entsteht eine gesättigte MagnesiumchloridLösung und das Zersetzungssalz.
Zersetzung
35 °C
Das Zersetzungssalz wird über verschiedene
Filter entwässert und gewaschen, um die
Magnesiumchlorid-Anteile weiter zu reduzieren.
Anschließend wird das Zersetzungssalz der
Heißverlösung zugeführt. Dort wird der Wertstoff Kaliumchlorid vom Natriumchlorid getrennt.
Heißverlösung
Erwärmen
Zersetzungssalz
KVZ-Lösung
35 °C
Löselösung
120 °C
Mutterlösung
25 °C
Lösen
110 °C
Verbund
HA/WI
Filtern /
Decken
Produkt
Filtern
Abgekühlte
Kühlen Heiße Lösung
Trübe
100 °C
25 °C
Löserückstand
(NaCl)
Einfach ausgedrückt sind die beiden
Verfahren mit verschiedenen Waschmaschinenprogrammen vergleichbar:
die KVZ steht für die Vorwäsche, der
„Hauptwaschgang“ erfolgt mit der
Heißverlösung.
Jörg Sieling,
Leiter Großprojekte Werk Werra
Sie steht schon in den Startlöchern am Standort
Unterbreizbach (Thüringen): Dickstoffanlage III
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DS III
(Dickstoffanlage III)
Das wurde geschaffen:
Errichtung einer neuen, zusätzlichen Dickstoffanlage mit einem übertägigen und einem
untertägigen Anlagenteil mit integriertem
geschlossenen Fördersystem
Diese Großkomponenten enthält die Anlage:
über Tage: Siloanlage, pneumatische Förderanlage, Erweiterung der Kompressorenstationen,
zweite pneumatische Schachtförderleitung
während der Bauphase
unter Tage: Siloanlage mit Förderschnecken
und Durchlaufmischer plus nachgeschaltete
hydraulische Hochdruckdoppelkolbenpumpen;
Vorbereitung neuer Verwertungshohlräume
Bauzeit:
22 Monate
Geplante Inbetriebnahme:
Juni 2014
Besonderheiten:
Errichtung der Anlagenstrukturen für die DS III
bei gleichzeitigem Betrieb und Vollauslastung
der vorhandenen DS II
heute über Tage
Das wird mit der Anlage erreicht:
•Nutzung von gesättigter Magnesium-
chlorid-Lösung, die es – zusammen mit dem Lösungsverbund des Werkes Werra – ermöglicht, die Abwässer des Standortes Unterbreizbach vollständig zu werten
•sinnvolle Verwertung von zusätzlichen Abfällen
heute unter Tage
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So funktioniert die DS III:
In Silo-LKW werden die Abfälle (Rauchgasreinigungsrückstände, Kessel- und Kehrschlammaschen) zu K+S geliefert und pneumatisch in
Silos umgeschlagen. Von dort gelangen sie
durch eine pneumatische Förderanlage über
ein geschlossenes Rohrleitungssystem direkt in
die Silobehälter der Dickstoffanlage unter Tage.
In der Untertageanlage werden die Abfälle in
einem Mischer nach festgelegten Rezepturen
zu einer hydraulisch pumpfähigen Suspension
vermischt. Hier kommen die in Unterbreizbach
in der KVZ entstehenden Prozesswässer als
Anmischlösung für den Dickstoffversatz zum
Einsatz. Die Mischung wird in einen Vorlagebehälter geleitet. Anschließend wird sie mittels
hydraulisch angetriebenen Dickstoffpumpen
aus dem Vorlagebehälter angesaugt und über
eine hydraulische Förderleitung zur Sicherung
in entsprechende Versatzhohlräume gepumpt,
wo sie aushärtet.
Ulrich Klemmer,
Leiter Untertageverwertung am
Standort Unterbreizbach
und Projektingenieur
DS III
Die Suspension, zu der die
Abfälle mit den Prozesswässern in der Untertageanlage vermischt werden,
ist in ihren Eigenschaften
vergleichbar mit Fließestrich: beide sind erst
flüssig und fließfähig, dann
verfestigt und tragfähig.
Dr. Gerrit Städtler,
Leiter Anlagentechnik
und Projektingenieur
DS III
K+S KALI GmbH · Werk Werra
Hattorfer Straße, 36269 Philippsthal
Telefon 0800 93772-10 · [email protected]
Ein Unternehmen der K+S Gruppe