Die Sulfat-Zellstofffabrik als Bioraffinerie Potentielle Produkte

Transkript

1 Die Sulfat-Zellstofffabrik als Bioraffinerie Potentielle Produkte Second Life Verwertungswege für biogene Stoffströme, Transferstelle Bingen (TSB) Bingen am Rhein, November 2017 Andreas Gruner Mercer International Inc. Zellstoff Rosenthal GmbH

2 1. Mercer International Gruppe Übersicht 1.1. Kerngeschäft: Marktzellstoff und Bioenergie 1.2. Der Herstellungsprozess eine starke Wertschöpfungskette 2. Alternativen zur Erhöhung der Wertschöpfung aus dem Rohmaterial Holz die Zellstofffabrik als Bioraffinerie 2.1. Gründe für die Entwicklung von Konzepten zur Bioraffinerie in der Zellstoff- und Papierindustrie 2.2. Das Konzept der Bioraffinerie Zellstoffwerk 3. Potentielle Produkte aus 3.1. Rinde 3.2. Hemizellulosen 3.3. Lignin 3.4. Extraktstoffe des Holzes 4. Zusammenfassung und Ausblick

3 1. Mercer International Gruppe Übersicht 1.1. Kerngeschäft: Marktzellstoff und Bioenergie 1.2. Der Herstellungsprozess eine starke Wertschöpfungskette 2. Alternativen zur Erhöhung der Wertschöpfung aus dem Rohmaterial Holz die Zellstofffabrik als Bioraffinerie 2.1. Gründe für die Entwicklung von Konzepten zur Bioraffinerie in der Zellstoff- und Papierindustrie 2.2. Das Konzept der Bioraffinerie Zellstoffwerk 3. Potentielle Produkte aus 3.1. Rinde 3.2. Hemizellulosen 3.3. Lignin 3.4. Extraktstoffe des Holzes 4. Zusammenfassung und Ausblick

4 Mercer International Gruppe Mercer ist einer der weltweit größten Hersteller von NBSK (1) Marktzellstoff Betreibt drei Werke mit einer Kapazität von 1,54 Millionen ADMT (2) /a Seit 2017 eigenes Sägewerk in Friesau (MERCER Timber Products) Holzeinkaufsorganisation MERCER Holz und Transportabteilungen Capacity ADMT/a Capacity ADMT/a Capacity ADMT/a Castlegar Blankenstein Stendal (1) NBSK = northern bleached softwood kraft (2) ADMT = air dried metric tons

5 Prozess der Zellstofferzeugung 4) Kocherei 4) Sortierung, Wäsche und Sauerstoffbleiche 6) Zellstoffentwässerung 5) Bleicherei 7) Ballenlinie 1 bis 3) Holzversorgung 8) Eindampfanlage 10) Kaustizierung 11) Kalkofen 9) Laugenkessel Chemikalienlagerung 12) Dampfturbine 12) Rindenkessel Mill outline: Metso

6 Der Herstellungsprozess die Wertschöpfungskette WOOD PEFC- and FSC certified wood (spruce and pine) PRODUCTION Closed chemical cycle, recovery efficiency > 99% PRODUCTS Sales to paper industry customers Speciality chemicals Modern kraft pulp production, ISO certified Sawmill chips Sawmill qualities, utilised to produce sawnwood for the construction and furniture industry + Pulpwood Process heat and power generation, higher efficiency than conventional biomass power plants Pulp Bioenergy Biomass heat and power plant

7 Unsere Ressource Holz Jährlich verarbeitet Zellstoff Rosenthal zwischen 1,6 bis 1,8 Millionen Festmeter Holz - hauptsächlich Kiefer und Fichte. Zum Einsatz kommen: - Sägenebenprodukte in Form von Hackschnitzeln umliegender Sägewerke und Waldindustrieholz Das Holz stammt: - meist aus der nahen Region (Thüringen, Bayern und Sachsen) - aus PEFC- und FSC-zertifizierter, also aus nachweislich nachhaltiger Forstwirtschaft In den modernen Produktionsanlagen von Zellstoff Rosenthal wird die wertvolle Ressource Holz maximal stofflich (Zellstoff) und energetisch (Bioenergie) genutzt.

8 Hauptprodukt: NBSK für Papierprodukte Mercer International bietet verschiedene NBSK Zellstoffqualitäten (Eigenschaften) abhängig von den Kundenanforderungen an. Die weitere Verarbeitung erfolgt zum Beispiel zu: Druck-, Presse- und Büropapiere Hygienepapier (Tissue) Papiere and cardboards für Verpackungen Verstärkungsfasern beim Reycyling von Altpapier

9 Unser Produkt: Bioenergie Erneuerbare Energie: Beträchtliche Mengen an Biowärme und Biostrom in einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage her. Als nachwachsender Rohstoff ist Holz und die aus ihm erzeugte Energie als CO 2 -neutral anzusehen. Rosenthal erzeugt wesentlich mehr Energie, als das Werk zum Betrieb seiner Anlagen benötigt. Die zusätzlich erzeugte Energie von etwa MWh pro Jahr wird ins öffentliche Netz eingespeist und kann eine Stadt mit ca Haushalten mit grünem Strom versorgen. Energiemanagementsystem, das nach DIN EN ISO zertifiziert ist.

10 1. Mercer International Gruppe Übersicht 1.1. Kerngeschäft: Marktzellstoff und Bioenergie 1.2. Der Herstellungsprozess eine starke Wertschöpfungskette 2. Alternativen zur Erhöhung der Wertschöpfung aus dem Rohmaterial Holz die Zellstofffabrik als Bioraffinerie 2.1. Gründe für die Entwicklung von Konzepten zur Bioraffinerie in der Zellstoff- und Papierindustrie 2.2. Das Konzept der Bioraffinerie Zellstoffwerk 3. Potentielle Produkte aus 3.1. Rinde 3.2. Hemizellulosen 3.3. Lignin 3.4. Extraktstoffe des Holzes 4. Zusammenfassung und Ausblick

11 Faktoren zur Entwicklung der Bioraffinerie in der Zellstoff- und Papierindustrie neue Wertschöpfungsketten, mehr Unabhängigkeit vom zyklischen Zellstoffmarkt Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit von Biomasse aufgrund des wachsenden Bedarfs zur Energiegewinnung Verfügbarkeit neuer, effizienterer Prozesse zur Trennung verschiedener Holzkomponenten Möglichkeiten neuer Produkte für die Zellstoffwerke

12 Das Zellstoffwerk als Bioraffinerie Pulping Lignin Separation Energy and Recovery Source: Innventia 2011

13 1. Mercer International Gruppe Übersicht 1.1. Kerngeschäft: Marktzellstoff und Bioenergie 1.2. Der Herstellungsprozess eine starke Wertschöpfungskette 2. Alternativen zur Erhöhung der Wertschöpfung aus dem Rohmaterial Holz die Zellstofffabrik als Bioraffinerie 2.1. Gründe für die Entwicklung von Konzepten zur Bioraffinerie in der Zellstoff- und Papierindustrie 2.2. Das Konzept der Bioraffinerie Zellstoffwerk 3. Potentielle Produkte aus 3.1. Rinde 3.2. Hemizellulosen 3.3. Lignin 3.4. Extraktstoffe des Holzes 4. Zusammenfassung und Ausblick

14 Der Sulfatzellstoffprozess Rindenextraktion 1 1. Entrindung Mill outline: Metso

15 Potential phenolischer Extraktstoffe Stilbene und Tannine Natürliche Biozide: Insektizide, Fungizide Technische Antioxidantien Funktionelle Lebensmitte-Additive Kosmetika Farben und Schmierstoffe Bindemittel und Klebstoffe

16 1. Mercer International Gruppe Übersicht 1.1. Kerngeschäft: Marktzellstoff und Bioenergie 1.2. Der Herstellungsprozess eine starke Wertschöpfungskette 2. Alternativen zur Erhöhung der Wertschöpfung aus dem Rohmaterial Holz die Zellstofffabrik als Bioraffinerie 2.1. Gründe für die Entwicklung von Konzepten zur Bioraffinerie in der Zellstoff- und Papierindustrie 2.2. Das Konzept der Bioraffinerie Zellstoffwerk 3. Potenzielle Produkte aus 3.1. Rinde 3.2. Hemizellulosen 3.3. Lignin 3.4. Extraktstoffe aus dem Holz 4. Zusammenfassung und Ausblick

17 Der Sulfatzellstoffprozess Extraktion von Hemizellulose 2. Beginn Kochprozess Vorbehandlung vor dem Kochprozess 1 3 Mill outline: Metso 3. Schwarzlauge 4. Extraktion aus Bleichestufen oder gebleichtem Zellstoff

18 Source: Innventia 2011

19 1. Mercer International Gruppe Übersicht 1.1. Kerngeschäft: Marktzellstoff und Bioenergie 1.2. Der Herstellungsprozess eine starke Wertschöpfungskette 2. Alternativen zur Erhöhung der Wertschöpfung aus dem Rohmaterial Holz die Zellstofffabrik als Bioraffinerie 2.1. Gründe für die Entwicklung von Konzepten zur Bioraffinerie in der Zellstoff- und Papierindustrie 2.2. Das Konzept der Bioraffinerie Zellstoffwerk 3. Potenzielle Produkte aus 3.1. Rinde 3.2. Kohlenwasserstoffe / Zellulose 3.3. Lignin 3.4. Extraktstoffe aus dem Holz 4. Zusammenfassung und Ausblick

20 Der Sulfatzellstoffprozess Lignin Abtrennung 1 1. Schwarzlauge Mill outline: Metso

21 Source: Metso 2011 Lignin-Gewinnung mit der LignoBoost - Technologie

22 Source: Innventia 2012 Einsatzmöglichkeiten Lignin

23 1. Mercer International Gruppe Übersicht 1.1. Kerngeschäft: Marktzellstoff und Bioenergie 1.2. Der Herstellungsprozess eine starke Wertschöpfungskette 2. Alternativen zur Erhöhung der Wertschöpfung aus dem Rohmaterial Holz die Zellstofffabrik als Bioraffinerie 2.1. Gründe für die Entwicklung von Konzepten zur Bioraffinerie in der Zellstoff- und Papierindustrie 2.2. Das Konzept der Bioraffinerie Zellstoffwerk 3. Potenzielle Produkte 3.1. Rinde 3.2. Kohlenwasserstoffe 3.3. Lignin 3.4. Extraktstoffe des Holzes 4. Zusammenfassung und Ausblick

24 Der Sulfatzellstoffprozess Exraktstoffe aus dem Holz Terpentin Mill outline: Metso 2. Seife / Tallöl

25 Tallölherstellung Gewinnung von Rohtallöl aus Sulfatharzseife des Kochprozesses Sulfatharzseife besteht aus Extraktstoffen des Holzes (Natriumsalze der Harzund Fettsäuren) Sulfatharzseife wird aus der verbrauchten Kochlauge abgetrennt Spalten der Seife mit Schwefelsäure zum Öl Hauptreaktion: 2R COONa + H 2 SO 4 -> 2R COOH + Na 2 SO 4 (Sulfatharzseife) (Rohtallöl)

26 Tallölanlage - Verfahrenskonzepte Zellstoff Rosenthal: Batch-Anlage, Auslegungskapazität 36 t CTO / Tag Zellstoff Stendal: kontinuierliche Anlage, Auslegungskapazität 105 t CTO / Tag Source: Projektengagemang

27 Anwendungen Tallöl-basierter Produkte Source: Arizona Chemical 2011 CTO Crude Tall Oil - Rohtallöl

28 1. Mercer International Gruppe Übersicht 1.1. Kerngeschäft: Marktzellstoff und Bioenergie 1.2. Der Herstellungsprozess eine starke Wertschöpfungskette 2. Alternativen zur Erhöhung der Wertschöpfung aus dem Rohmaterial Holz die Zellstofffabrik als Bioraffinerie 2.1. Gründe für die Entwicklung von Konzepten zur Bioraffinerie in der Zellstoff- und Papierindustrie 2.2. Das Konzept der Bioraffinerie Zellstoffwerk 3. Potentielle Produkte aus 3.1. Rinde 3.2. Hemizellulosen 3.3. Lignin 3.4. Extraktstoffe des Holzes 4. Zusammenfassung und Ausblick

29 Zusammenfassung Rinde ist eine Quelle verschiedener kommerziell interessanter Feinchemikalien, Polyphenole sind potenzielle hochwertige Produkte Hemizellulosen sind hochwertige Produkte für die Aktivierung von Zellulose- Fasern, in der Papierproduktion und als Co-Polymere in neuen Materialien Großes Potential von Lignin als industrielles Rohmaterial, vielversprechende Produkte sind zum Beispiel Karbonfasern und Aktivkohle Extraktstoffe sind eine Mischung hochwertiger Naturchemikalien Möglichkeiten gänzlich neuer Produkte aus dem Zellstoffprozess

30 Outlook Der Zellstoffprozess weist vielfältige interessante technologische Alternativen zur Gewinnung von Nebenprodukten auf und bietet ideale Bedingungen für hoch effiziente Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Bioraffination / Weiterverarbeitung von Holz kann neue Märkte für die Zellstoffindustrie eröffnen.

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit