Hochschule StuttgartKreislaufwirtschaft durch die Verwertung von Klärschlamm - Steinbeis Europa Zentrum unterstützt Projektpartner von FlashPhos

Elementarer weißer Phosphor (P₄) ist ein unverzichtbarer strategischer Rohstoff für Schlüsselindustrien wie Elektronik, Lebensmittel und Pharmazie. Obwohl Europa über ausreichende Phosphorreserven in Klärschlamm verfügt, ist die EU weitgehend von Importen aus Kasachstan, Vietnam und China abhängig. Das FlashPhos-Projekt (Horizont 2020) zielt darauf ab, hochwertigen weißen Phosphor und andere wertvolle Rohstoffe aus Klärschlamm für die europäische chemische, metallurgische und Zementindustrie zurückzugewinnen.

Um dieses Ziel umzusetzen, haben sich unter der Koordination der Universität Stuttgart 17 europäische Partner zusammengeschlossen. Das Projektkonsortium besteht aus großen Industrieunternehmen, KMU, NGOs und akademischen Institutionen und deckt ein breites Spektrum an Expertisen ab. Die EU fördert FlashPhos mit 12 Millionen Euro für vier Jahre.

Das Steinbeis Europa Zentrum unterstützt die Projektpartner beim administrativen Projektmanagement und koordiniert die Verbreitung und Verwertung der Projektergebnisse sowie Kommunikationsaktivitäten. In der Antragsphase hat es die Projektentwicklung intensiv begleitet und den Koordinator, Universität Stuttgart, durch ein Training zur Antragstellung unterstützt.

FlashPhos wird als „Global Slag Technical Innovation“ ausgezeichnet

Der FlashPhos-Prozess stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung einer Kreislaufwirtschaft in der europäischen Industrie dar. Das Projekt wird nicht nur der Umwelt und der Gesellschaft durch seinen Kreislaufwirtschaftsansatz einen Nutzen bringen, sondern auch der EU-Industrie durch Innovationen in den Bereichen Chemietechnik, thermische Verfahrenstechnik und Zementtechnologie Fortschritte ermöglichen. Für seinen innovativen Ansatz wurde das Projekt 2023 mit dem Preis „Global Slag Technical Innovation“ ausgezeichnet.

Meilensteine

Unter der Koordination der Universität Stuttgart hat das 17-köpfige Konsortium seit Projektstart im Mai 2021 eine Reihe wichtiger Meilensteine erreicht. Die grundlegenden Komponenten, Massen- und Energieströme, die für den FlashPhos-Prozess erforderlich sind, wurden definiert. Das FlashPhos-Verfahren behandelt Klärschlamm in einem speziell entwickelten Trocknungsmahlwerk und anschließend in zwei verschiedenen Typen von Hochtemperaturreaktoren, dem Flash Reaktor und dem Refiner. Im Verfahren werden anorganische Abfallbestandteile geschmolzen oder verdampft und anschließend im Refinerreaktor getrennt, um recyceltes P₄ für die chemische Industrie als Hauptprodukt zu erzeugen. Weitere Produkte des Verfahrens sind ein klimafreundlicher alternativer Zementrohstoff, eine Eisenlegierung sowie ein Schwermetallkonzentrat als wertvoller Rohstoff für die Metallindustrie. Die organischen Bestandteile werden bei hoher Temperatur vergast und in Wärme und einen gasförmigen Brennstoff umgewandelt. Dieses Gas und die überschüssige Wärme können in Zementwerken genutzt werden, um fossile Brennstoffe zu ersetzen.

Der Proof of Concept des Schlamm-Trocknungsmahlwerks wurde abgeschlossen und die Klärschlammumsetzung experimentell in einem elektrisch beheizten Fallrohrofen untersucht. Darüber hinaus wurde eine Computational Fluid Dynamics (CFD)-Simulation des Flash Reaktors und Refiners für die FlashPhos-Pilotanlage durchgeführt. Diese soll bis 2025 in Leoben (Österreich) errichtet werden und das industrielle FlashPhos-Verfahren mit einem Durchsatz von bis zu 250 kg/h Klärschlamm demonstrieren. Auf der Grundlage der Massen- und Energiebilanz, ergänzt durch thermodynamische Daten, wurde bereits der digitale Zwilling der FlashPhos-Anlage entworfen, der nun vorhersagen kann, wie sich der FlashPhos-Prozess unter realen Bedingungen in der Pilotanlage verhalten wird.

Nach erfolgreicher Demonstration ist die Produktion im industriellen Maßstab geplant.

Weitere Informationen zu FlashPhos: www.flashphos-project.eu