Projektbeschreibung
Additive Fertigung verändert die chemische Industrie
Neuartige additive Fertigungs- und 3D-Drucktechnologien ebnen den Weg für eine verbesserte Konzeption und Konstruktion von Teilen in vielen Sektoren. Infolgedessen steigt die Nachfrage nach Methoden, Teilen oder Technologien, die diese bahnbrechenden Innovationen nutzen. In diesem Zusammenhang wird das EU-finanzierte Projekt OPTIMA eine neuartige 3D-Reaktortechnik für chemische Reaktoren entwickeln, die additive Fertigung einsetzen. Diese Technologie verspricht eine Verbesserung der Selektivität und des Wärmeübergangs gegenüber der Konkurrenz und erweitert unser Wissen über Stoffübertragung, Kinetik und Wärmeübertragung. Das Projekt wird die Vorteile der Integration einer Grobstruktursimulationsplattform mit Finite-Rate-Chemie für turbulent reagierende Strömungen aufzeigen. Es wird die chemische Industrie durch einen neuartigen Prozess zur Umwandlung von Methan in ein Plattformmolekül umgestalten.
Ziel
New manufacturing techniques such as 3D printing have the potential to drastically transform the chemical industry. Novel, complex, integrated reactor designs can now be created, that will allow to unlock alternative chemical routes, such as for methane activation. Driven by process intensification and the power of high performance computing, this project will enhance heat and mass transfer in advanced chemical reactors by multiscale modelling and experimentation. OPTIMA aims to:
(1) develop in silico novel 3D reactor technologies and concepts with significantly improved selectivity and heat transfer by the use of additive manufacturing;
(2) generate new fundamental understanding of kinetics, heat transfer and mass transfer by using advanced measuring techniques for processes of both current and future importance;
(3) demonstrate the practical applicability of an open-source multiscale large eddy simulation (LES) platform in combination with finite rate chemistry for turbulent reacting flows;
(4) transform the chemical industry by valorising methane and converting it to a platform molecule through oxidative coupling of methane.
OPTIMA will focus on two olefin production processes of industrial and social importance in Europe, the exothermal oxidative coupling of methane and the endothermic steam cracking, demonstrating the universality of the proposed new paradigm. Starting from fundamental experiments and kinetic modelling (WP1), detailed chemistry will be implemented in an open-source LES multiscale modelling framework (WP2) generating in silico novel 3D reactor technologies with significantly improved selectivity (WP3). The power of the approach will be ultimately demonstrated in a novel, 3D integrated reactor, in which the studied exothermic and endothermic processes are cleverly combined (WP4).
OPTIMA will pave the way for designing the 3D reactors of tomorrow and promote the new techniques and tools that will be driving innovation in the next decades.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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