Verbundvorhaben: 3D-PROCESS - Disruptive Reaktorkonzepte durch Additive Fertigung: Vom digitalen Design in die industrielle Umsetzung; Teilprojekt:On-line-Monitoring v. Produkten u. Katalysatoren für prozesstechnische Anwendungen u. Steuerung durch Integration spektroskopischer Methoden in komplexen Anordnungen.
Zeitraum
2021-06-01 – 2024-11-30
Bewilligte Summe
688.935,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN2065D
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Chemische Industrie, Herstellung von Kunststoff- und Gummiwaren [EA3215]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
Angestrebt wird eine Steigerung der Energieeffizienz von Prozessen durch die Anwendung von Additiver Fertigung (AM) in der chemischen Verfahrenstechnik. In einem zu erforschenden durchgängigen digitalen Produktentwicklungsprozess sollen Bauteile mit optimierten Eigenschaften zugänglich werden. Das Ergebnis sind optimierte Bauteile mit mehreren Fluidkavitäten und Positionen für Sensorintegration nach bionischen Prinzipien. Das Prinzip soll an zwei Beispielprozessen, die in Hinblick auf Klimaschutz und Wirtschaftlichkeit hohes Potenzial besitzen, erforscht werden: A) Für schwierig beherrschbare, stark exotherme kontinuierliche Reaktionen in der Feinchemie und Wirkstoffsynthese sowie B) als Baustein für die Energiewende dynamisch betriebene heterogen katalysierte Reaktionen (CO2-Bindung und -Umwandlung mit Wasserstoff zu den synthetischen Kraftstoffen Methanol und Dimethylether in Verbindung mit fluktuierend anfallendem erneuerbarem Strom). Die neuen komplexen 3D gedruckten Reaktoren bilden die notwendigen Strukturen in Metall zu systemisch akzeptablen Kosten ab und können neue Prozesse ermöglichen oder bestehende effizienter machen. Kompakte, leichte und kontinuierlich betriebene Apparate ermöglichen den Bau kleiner modularer Anlagen, die im spezifischen CAPEX durch die hohe Integration wirtschaftlich sind. Die chemische Industrie soll dadurch in die Lage versetzt werden, technologisch und wirtschaftlich funktionierende Lösungen anzubieten und CO2 sowohl einzusparen als auch in die Wertschöpfungskette zu integrieren. Gleichzeitig werden neuartige Software-Prototypen für die digitale Produktentwicklung in der Prozessverfahrenstechnik geschaffen. Im Fokus des Teilprojektes: 'On-line-Überwachung von Produkten und Katalysatoren für prozesstechnische Anwendungen und Steuerung durch Integration spektroskopischer Methoden in komplexen Anordnungen' steht das on-line Monitoring während der Hochdruck Methanol/DME Synthese und stark exothermen Reaktionen in der Feinchemie.