Verbundvorhaben Green Salpeter: Verbesserte Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit in der Salpetersäureproduktion; Teilvorhaben: Integrierte Modellierung und Optimierung des Ammoniakbrenners
Zeitraum
2016-09-01 – 2020-02-28
Bewilligte Summe
289.365,94 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1383B
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Chemische Industrie, Herstellung von Kunststoff- und Gummiwaren [EA3215]
Verbundvorhaben
01166630/1 – GreenSalpeter: Verbesserte Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit in Salpetersäureproduktion
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
Ein bekanntes chemisches Großverfahren ist das Ostwaldverfahren zur Herstellung von Salpetersäure, welche wiederum zum größten Teil zu Düngern weiterverarbeitet wird. Diese Reaktion erfolgt in Großanlagen im 100.000 Tonnenmaßstab (je Anlage und Jahr) unter Einsatz von Katalysatornetzen aus Platin-Rhodium–Legierungen. Aufgrund des vorgelagerten energieintensiven Haber-Bosch-Verfahrens zur Ammoniakherstellung ist der Umsatz von Ammoniak im Ostwaldverfahren energetisch betrachtet relevant. Das Nebenproduktspektrum enthält auch Anteile an klimaschädlichen Lachgases (N2O). Außerdem kommt es bei der Ammoniakoxidation zu hohen Verlusten an teurem Platin und Rhodium, die weltweit im Tonnenbereich pro Jahr liegen. Trotz Arbeiten durch Forschungsinstitute und auch Industrieunternehmen wurden bis heute die möglichen Ausbeute- und Ressourceneffizienzpotentiale noch nicht erreicht. Im Projekt sollen in einem integralen Ansatz mit Hilfe von Simulationsarbeiten und detaillierten Untersuchungen des katalytischen Prozesses neue Katalysatoren und Reaktordesigns entwickelt werden. Die Ausbeute des Hauptprodukts NO, und damit die Energieeffizienz, soll deutlich erhöht und die Bildung von N2O als Nebenprodukt reduzieren werden. Gleichzeitig zielen die Untersuchungen auf die Reduzierung der Platingruppenmetallverluste. Damit kann das Projekt einen wesentlichen Beitrag zu Erhöhung der Energieeffizienz innerhalb der chemischen Industrie leisten. Dabei wird ebenfalls die Ressourceneffizienz der Platingruppenmetalle gesteigert und die Umweltfreundlichkeit des Prozesses erhöht. TKIS Arbeitspakete: 1. Grundlagenuntersuchungen 3. Reaktor 4. Pilotversuch/Reaktortest/Gesamtprozeßsimulation. FuE Arbeiten: CFD-Simulation Brennkammer, Gekoppelte CFD-Simulation Brennkammer und Pt-, Netze, Modellierung neuer Brenner mit und ohne Reaktion, Optimierung mit Modell, Simulation verschiedener Anlagengrößen, Piloteinsatz neuer Entwicklung, Gesamtprozessbetrachtung
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