Abschluss-Symposium
der Helmholtz-Energie-Allianz vom 30.11. - 01.12.2015 in Dresden.
Die von der Helmholtz-Gemeinschaft
geförderte Energie-Allianz „Energieeffiziente chemische Mehrphasen-Prozesse“
zieht nach dreieinhalbjähriger Tätigkeit auf einem Abschluss-Symposium Bilanz.
Rund 60 Teilnehmer aus Forschung und Industrie stellen vom 30. November bis zum
1. Dezember im Festsaal des Rektorats an der TU Dresden ihre Ergebnisse vor,
mit denen die Effizienz von Prozessen der chemischen Verfahrenstechnik
gesteigert werden soll. Koordiniert wird der Verbund aus sieben Partnern durch
das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).
„Die deutsche chemische Industrie
ist der sechstgrößte industrielle Arbeitgeber und damit einer der wichtigsten
Industriezweige der deutschen Wirtschaft“, sagt der Koordinator der
Helmholtz-Energie-Allianz, Prof. Uwe Hampel vom HZDR. Gleichzeitig handelt es
sich um Deutschlands größten Energieverbraucher, weshalb das Thema
Energieeffizienz für die chemische Industrie sowohl aus wirtschaftlicher als
auch aus ökologischer Sicht enorm wichtig ist. Dieser Industriezweig bietet
zugleich viele Ansätze zur Energieeinsparung. So können Prozesse durch
effizientere Wärmerückgewinnung verbessert, elektrische Anlagenkomponenten
modernisiert und Prozessabläufe besser automatisiert werden. Prof.
Hampel: „Unser Augenmerk liegt besonders auf Reaktionsapparaten mit dem Ziel,
die darin ablaufenden, chemischen Synthesen zu optimieren.“ Hier besteht ein
großes Energieeinsparpotenzial: Wenn es gelingt, die Synthesen etwa für die
Grundstoffe der chemischen Industrie in den großen Reaktoren selektiver zu
machen, muss in den nachfolgenden Prozessstufen weniger Energie für die
Produktaufbereitung, zum Beispiel durch Destillation, eingesetzt werden.
Stoffgemische wie Flüssig-Dampf- oder
Gas-Flüssig-Feststoff-Gemische kennzeichnen die vielen Prozessschritte, die
nötig sind, um zu reinen chemischen Produkten zu gelangen. Die meisten
Synthesen finden demnach in sogenannten Mehrphasen-Reaktoren statt. Die dort
auf verschiedenen Skalen ablaufenden Strömungsprozesse sind für den optimalen
Reaktionsablauf entscheidend. Was nun im wissenschaftlichen Labor im
Reagenzglas problemlos funktioniert, kann nicht einfach auf große
Chemiereaktoren übertragen werden. Deshalb liegt ein Schwerpunkt der Helmholtz-Energie-Allianz
auf den methodischen Themen der Skalierung und Modellierung von
Mehrphasen-Reaktionsprozessen. Die sieben Partner – neben dem HZDR zählen dazu
das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Universitäten TU Dresden,
Ruhr-Universität Bochum, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, TU
Hamburg-Harburg sowie das Fraunhofer-Institut für Keramische Systeme und
Technologien (IKTS) in Dresden – haben sich aber auch mit vielen weiteren
Themen beschäftigt. Dazu gehören neuartige Mehrphasen-Reaktoren, angefangen von
Mikrostruktur-Apparaten bis hin zu neuen, großskaligen Reaktorkonzepten. Die
Forscher haben zudem neue Strategien für eine optimierte Prozessführung
entwickelt und dank innovativer Messtechniken die Vorgänge in Chemiereaktoren
sehr genau studiert.
__Neue Katalysatoren – Vom Modell
über die Fertigung bis zum Einsatz
Ein weiterer Schwerpunkt der
Allianz lag in der Entwicklung maßgeschneiderter Katalysatoren für spezielle
Mehrphasen-Prozesse. Katalysatoren sind für die meisten Synthesen
unverzichtbar. So standen neue Katalysator-Strukturen aus keramischen und
metallischen Monolithen und Schäumen sowie dafür maßgeschneiderte metallische
Trägerstrukturen und innovative Fertigungsverfahren im Fokus. Mit neuen
Berechnungsverfahren konnten die Forscher Strömung, Stoff- und Wärmetransport,
aber auch die chemische Reaktion – von der einzelnen Katalysator-Pore bis zum
gesamten Reaktionsapparat – modellieren. Die Arbeiten rund um Katalysatoren
zählen zu den wissenschaftlichen Highlights der Helmholtz-Energie-Allianz.
Doch nicht nur ingenieurtechnische
und physikalisch-chemische Forschungen spielen in der Helmholtz-Energie-Allianz
eine Rolle. Vielmehr tragen dedizierte Systemanalysen dazu bei, die
Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit neuer Reaktortechnologien über den
gesamten Lebenszyklus hin zu bewerten. Dass die Forschung ausgesprochen
anwendungsorientiert ist, zeigt sich auch beim Wissenschaftlich-Technischen
Beirat, der mit Vertretern bedeutender Industrieunternehmen besetzt ist: BASF
AG, Evonik Industries, Linde AG, Bayer Technology Services und INEOS Phenol
GmbH, aber auch die Abo Academy aus dem finnischen Turku gehört dazu.
Auf dem Abschluss-Symposium in
Dresden präsentieren sechs Gastredner die Themen Reaktortechnik, Katalyse,
Reaktionsführung, Wärmeintegration, Mehrphasen-Fluiddynamik und
Automatisierungstechnik, die allesamt mit der Prozesseffizienz in der
chemischen Industrie zu tun haben. Nachwuchswissenschaftler haben die Chance,
ihre Ergebnisse auf Postern vorzustellen. Insgesamt haben in der
Helmholtz-Energie-Allianz 70 Wissenschaftler mitgewirkt, darunter 20
Doktoranden. Die Fördersumme lag bei knapp fünf Millionen Euro.
__Diese Medieninformation finden Sie auch im Internet unter:
http://www.hzdr.de/presse/helmholtz-allianz
__Bildunterschrift:
Mit dem Röntgentomographen ROFEX
am HZDR lassen sich selbst kleinste Gasblasen in schnell strömenden
Flüssigkeiten verfolgen. Foto: Rainer Weisflog
__Weitere Informationen:
Prof. Uwe Hampel
Institut für Fluiddynamik am HZDR;
AREVA-Stiftungsprofessur für
„Bildgebende Messverfahren für die Energie- und Verfahrenstechnik“ an der TU
Dresden
Tel. 0351 260-2772 | E-Mail: u.hampel@hzdr.de
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| 01328 Dresden | www.hzdr.de
Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf
den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie. Folgende Fragestellungen
stehen hierbei im Fokus:
• Wie nutzt man Energie und
Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
• Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert,
charakterisiert und wirksam behandelt werden?
• Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem
Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?
Das HZDR ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der
größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Es hat vier Standorte (Dresden,
Leipzig, Freiberg, Grenoble) und beschäftigt rund 1.100 Mitarbeiter – davon
etwa 500 Wissenschaftler inklusive 150 Doktoranden.