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Initiierung eines Lithiumkreislaufes – Recycling von Lithiumbromidlösungen aus Absorptionskälteanlagen (ReLiA)

innerhalb der Förderinitiative KMU-innovativ

05/2019-04/2021

Dr. rer. nat. Steffen Feja

+49-351-4081-767

ILK Teilvorhaben 2: Trennverfahren

Kurzbeschreibung:

Absorptionskälteanlagen sind für viele Anwendungen in der Kälte- und Klimatechnik die ökologisch und ökonomisch beste Lösung. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn bisher ungenutzte Wärmequellen verwendet werden können.

Für die Erzeugung der Absorptionskälte wird die Temperaturabhängigkeit der physikalischen Löslichkeit zweier Stoffe genutzt. Sehr weit verbreitet ist das Arbeitsstoffpaar Wasser/Lithiumbromid. Dabei sind in jeder Anlage Füllmengen von wenigen 100 kg bis zu mehreren Tonnen einer 54 %igen Lithiumbromidlösung üblich. Die Anlagen bestehen vorrangig aus den Metallen Stahl und Kupfer, welche in direktem Kontakt mit dieser Lösung stehen. Um das dadurch entstehende Problem der Korrosion an den metallischen Werkstoffen zu unterdrücken, werden der Absorptionslösung Korrosionsinhibitoren zugesetzt. Da eine Korrosion auch mit zugesetztem Inhibitor nicht vollständig unter-bunden werden kann, befinden sich in der Lösung mit der Zeit auch Korrosionsprodukte. 

Bisher werden die gebrauchten Arbeitsstoffe nach dem Lebensende solcher Anlagen bzw. nach Reparaturen der Entsorgung zugeführt; der Rohstoff Lithiumbromid wird dem Kreislauf entzogen. Damit geht auch das für verschiedene Zukunftstechnologien strategisch wertvolle Metall Lithium verloren. Verschärfend kommt hinzu, dass der Bedarf an Lithiumbromidlösung in Deutschland derzeit komplett durch Importe gedeckt werden muss.

Projektziel:

Ziel dieses Projektes ist es, ein umweltfreundliches und ökonomisch tragfähiges, einsatzbereites Verfahren zur Aufarbeitung von gebrauchten, hochkonzentrierten Lithiumbromidlösungen zu entwickeln, um einen Kreislauf des Lithiums aus Lithiumbromidlösungen aus Absorptionskälteanlagen zu initiieren und somit einen Beitrag zur Ressourceneffizienz zu leisten.

Im Rahmen des Projektes soll demonstriert werden, dass eine zu entsorgende 54 %ige Salzlösung, welche mit Inhibitoren versetzt und mit Korrosionsprodukten behaftet ist, in eine regenerierte Stammlösung überführt werden kann. Geplant ist ein Batch-Prozess mit einer Kapazität von ca. 1m³ Volumen pro Tag, welcher entsprechend der geforderten Spezifikationen eine verkaufsfähige neue Lithiumbromidlösung aus Abfall-Lösungen generiert.

Partner:

Projektleiter:       LuxChemtec GmbH Freiberg

Industriepartner: Johnson Controls


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