零排放的原料生產(chǎn) 全新3D打印膜問世
魔猴君 行業(yè)資訊 1309天前
大多數(shù)3D打印材料采用的是塑料材質(zhì),而塑料的生產(chǎn)卻并不是一個(gè)有可持續(xù)性的制造工序。由巴斯夫、陶氏化學(xué)、殼牌與艾恩德霍芬科技大學(xué)等機(jī)構(gòu)聯(lián)手開發(fā)一項(xiàng)簡稱為AMAZING的零排放創(chuàng)新綠色化學(xué)增材制造項(xiàng)目,用于尋求通過開發(fā)3D打印膜并將其集成到生產(chǎn)過程中來使塑料生產(chǎn)更具可持續(xù)性。該項(xiàng)目研發(fā)成一種全新的膜狀材料,可以從塑料生產(chǎn)工藝中分離出副產(chǎn)品,并將其進(jìn)一步利用。
使用3D打印生產(chǎn)的由氧化鎂(MgO)制成的膜載體
眾所周知,許多塑料是由乙烯和丙烯制成的,它們屬于稱為烯烴的不飽和烴類。這些烯烴的原料是烷烴,例如輕汽油和石腦油,它們在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的稱為蒸汽裂化的熱過程中分解。
在此過程中,氫作為副產(chǎn)物釋放出來,必須費(fèi)力地分離出來才能進(jìn)一步使用。蒸汽裂化過程需要通過燃燒化石燃料產(chǎn)生的最高攝氏850度的溫度,使烯烴生產(chǎn)成為產(chǎn)生大量排放物的最耗能的工業(yè)過程之一。
AMAZING項(xiàng)目正在尋求通過開發(fā)一種基于膜的工藝來使烯烴的生產(chǎn)更具可持續(xù)性,該工藝將反應(yīng)過程中的產(chǎn)物與裂化過程分離開來,并可供進(jìn)一步使用。為了進(jìn)一步減少該過程產(chǎn)生的排放量,AMAZING項(xiàng)目中使用的反應(yīng)堆將由可再生能源提供的電力加熱。
根據(jù)目前正在運(yùn)行的蒸汽裂化設(shè)施的數(shù)量,僅在德國該項(xiàng)目的流程每年就可以節(jié)省約5.2太瓦小時(shí)(TWh)的能源和3,871千噸(kt)的二氧化碳。隨后,與燃料加熱系統(tǒng)相比,所開發(fā)的過程可以為電動(dòng)系統(tǒng)節(jié)省大量成本。
巴斯夫生產(chǎn)的蒸汽裂解裝置
項(xiàng)目合作伙伴將使用3D打印來創(chuàng)建陶瓷膜并將其集成到反應(yīng)器中,從而能夠生產(chǎn)烯烴并同時(shí)分離純氫。3D打印膜具有催化功能,可降低烷烴的脫氫溫度,從而使氫與產(chǎn)物氣體分離。
通過部署3D打印以創(chuàng)建膜,可以針對裂化工藝專門定制其表面,微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分??梢哉{(diào)整和優(yōu)化膜的各種特性,以提高過程中的效率,例如膜如何很好地傳輸分離出的氫,以及膜如何有效地支持將氫從烷烴中分離出來。
3D打印還可以使膜原型和組件易于測試,如果該技術(shù)被證明適合大規(guī)模使用并且在經(jīng)濟(jì)上可行,那么合作伙伴相信3D打印膜組件可以在未來以商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
創(chuàng)新的膜反應(yīng)器在HTE的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測試
除了提高能源效率外,所提出的方法還產(chǎn)生可直接使用的氫氣,該氫氣以前僅在熱方面用作裂化過程的副產(chǎn)物。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),合作伙伴將創(chuàng)建一種混合導(dǎo)電薄膜(MIEC),該薄膜可除去氫氣,因此可以用作能量載體或化學(xué)原料。
該項(xiàng)目提出的兩種工藝還顯示出了烯烴生產(chǎn)以外的應(yīng)用前景,例如在其他工業(yè)工藝或交通運(yùn)輸部門中使用可持續(xù)產(chǎn)生的氫氣以減少排放,從而支持歐洲在2050年實(shí)現(xiàn)氣候中和的目標(biāo)。
為了證明其3D打印膜和薄膜澆鑄膜的技術(shù)潛力,項(xiàng)目合作伙伴將在演示器中安裝其膜反應(yīng)器,以評估其大規(guī)模使用的可行性。
來源:https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/40125.html