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零排放的原料生产 全新3D打印膜问世

魔猴君  行业资讯   18天前

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大多数3D打印材料采用的是塑料材质,而塑料的生产却并不是一个有可持续性的制造工序。由巴斯夫、陶氏化学、壳牌与艾恩德霍芬科技大学等机构联手开发一项简称为AMAZING的零排放创新绿色化学增材制造项目,用于寻求通过开发3D打印膜并将其集成到生产过程中来使塑料生产更具可持续性。该项目研发成一种全新的膜状材料,可以从塑料生产工艺中分离出副产品,并将其进一步利用。

使用3D打印生产的由氧化镁(MgO)制成的膜载体

众所周知,许多塑料是由乙烯和丙烯制成的,它们属于称为烯烃的不饱和烃类。这些烯烃的原料是烷烃,例如轻汽油和石脑油,它们在反应器内发生的称为蒸汽裂化的热过程中分解。

在此过程中,氢作为副产物释放出来,必须费力地分离出来才能进一步使用。蒸汽裂化过程需要通过燃烧化石燃料产生的最高摄氏850度的温度,使烯烃生产成为产生大量排放物的最耗能的工业过程之一。

AMAZING项目正在寻求通过开发一种基于膜的工艺来使烯烃的生产更具可持续性,该工艺将反应过程中的产物与裂化过程分离开来,并可供进一步使用。为了进一步减少该过程产生的排放量,AMAZING项目中使用的反应堆将由可再生能源提供的电力加热。

根据目前正在运行的蒸汽裂化设施的数量,仅在德国该项目的流程每年就可以节省约5.2太瓦小时(TWh)的能源和3,871千吨(kt)的二氧化碳。随后,与燃料加热系统相比,所开发的过程可以为电动系统节省大量成本。

巴斯夫生产的蒸汽裂解装置

项目合作伙伴将使用3D打印来创建陶瓷膜并将其集成到反应器中,从而能够生产烯烃并同时分离纯氢。3D打印膜具有催化功能,可降低烷烃的脱氢温度,从而使氢与产物气体分离。

通过部署3D打印以创建膜,可以针对裂化工艺专门定制其表面,微观结构和化学成分。可以调整和优化膜的各种特性,以提高过程中的效率,例如膜如何很好地传输分离出的氢,以及膜如何有效地支持将氢从烷烃中分离出来。

3D打印还可以使膜原型和组件易于测试,如果该技术被证明适合大规模使用并且在经济上可行,那么合作伙伴相信3D打印膜组件可以在未来以商业规模生产。

创新的膜反应器在HTE的实验室中进行测试

除了提高能源效率外,所提出的方法还产生可直接使用的氢气,该氢气以前仅在热方面用作裂化过程的副产物。为了实现这一目标,合作伙伴将创建一种混合导电薄膜(MIEC),该薄膜可除去氢气,因此可以用作能量载体或化学原料。

该项目提出的两种工艺还显示出了烯烃生产以外的应用前景,例如在其他工业工艺或交通运输部门中使用可持续产生的氢气以减少排放,从而支持欧洲在2050年实现气候中和的目标。

为了证明其3D打印膜和薄膜浇铸膜的技术潜力,项目合作伙伴将在演示器中安装其膜反应器,以评估其大规模使用的可行性。


来源:https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/40125.html

   

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