Mit dem Abschluss einer Front-End Engineering Design Studie liegt im EU-Projekt FlashPhos ein ausgearbeitetes industrielles Anlagenkonzept zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm vor. 17 europäische Partner unter der Koordination der Universität Stuttgart planen eine großtechnische Anlage zur Herstellung von 5.000 Tonnen weißem Phosphor pro Jahr.
Die Phosphorrückgewinnung basiert auf einem thermochemischen Verfahren und ist in ein Referenzzementwerk mit einer Klinkerproduktion von 3.000 Tonnen pro Tag integriert. Die Studie berücksichtigt Prozesseffizienz, Sicherheitsanforderungen, Umweltauswirkungen und Wirtschaftlichkeit und bildet die Grundlage für weitere technische Planung, Genehmigung und Investitionsentscheidungen.
Vom Demonstrationsbetrieb zur Jahreskapazität von 5.000 Tonnen
Die abgeschlossene FEED-Studie beschreibt die Überführung der FlashPhos-Demonstrationsanlage in eine industrielle Dimension. Ausgelegt ist eine Anlage zur Produktion von 5.000 Tonnen Weißphosphor (P₄) pro Jahr, wobei sämtliche verfahrenstechnischen Prozessschritte detailliert definiert und technisch dimensioniert wurden. Dabei standen nicht nur die stoffliche Umsetzung des Klärschlamms und die kontinuierliche Erzeugung von weißem Phosphor im Mittelpunkt, sondern ebenso Anforderungen an Betriebssicherheit, Emissionskontrolle und Energieeffizienz. Die Studie verbindet diese technischen Parameter mit wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und schafft damit eine belastbare Grundlage für Investitions- und Genehmigungsentscheidungen sowie für die weitere Detailplanung.
Geleitet wurde die FEED-Studie von A TEC Production and Services GmbH. Maßgebliche Beiträge leisteten VDZ Technology gGmbH, INERCO, Italmatch Chemicals S.p.A., Dyckerhoff GmbH sowie die Universität Stuttgart und weitere Partner des Konsortiums. Insgesamt arbeiten 17 europäische Organisationen unter der Koordination der Universität Stuttgart an der Umsetzung des thermochemischen Verfahrens. Das Steinbeis Europa Zentrum unterstützt das Projekt im administrativen Management sowie bei Kommunikation, Verbreitung und Verwertung der Ergebnisse. Durch die enge Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen konnten wissenschaftliche Erkenntnisse in ein industriell umsetzbares Anlagenkonzept übertragen werden.
CO₂-Reduktion durch industrielle Integration
Die geplante Anlage ist in ein Referenzzementwerk mit einer täglichen Klinkerproduktion von 3.000 Tonnen integriert. Diese Einbindung ermöglicht eine direkte Kopplung der Stoff- und Energieströme zwischen Phosphorrückgewinnung und Zementherstellung. Prozesssimulationen zeigen, dass das im thermochemischen Verfahren erzeugte Synthesegas im Zementprozess eingesetzt werden kann und dort einen relevanten Anteil konventioneller Brennstoffe ersetzt. Damit verbunden ist eine Verringerung von CO₂-Emissionen im Vergleich zum herkömmlichen Betrieb.
Neben dem Synthesegas entsteht im Verfahren eine Raffinierschlacke, die als CO₂-neutraler Klinkersubstitut oder als ergänzender zementgebundener Baustoff eingesetzt werden kann. Diese Nutzung eröffnet zusätzliche Verwertungswege innerhalb der bestehenden Produktionsstruktur und trägt zur Dekarbonisierung der Zementherstellung bei. Darüber hinaus untersuchte die Studie Optionen zur Weiterentwicklung des Konzepts, darunter modulare Anlagenlösungen sowie Ansätze für eine dezentrale Klärschlammtrocknung. Auf diese Weise bleibt die Phosphorrückgewinnung an unterschiedliche Standortbedingungen anpassbar und kann in variierenden industriellen Konstellationen umgesetzt werden.
Mit der vorliegenden Planung sind die Voraussetzungen geschaffen, die nächsten Schritte von der technischen Detailauslegung über Genehmigungsverfahren bis hin zur Vorbereitung erster kommerzieller Anlagen einzuleiten. Damit wird die Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm in eine industrielle Anwendung überführt und als Bestandteil einer europäischen Kreislaufwirtschaft weiterentwickelt.