03-07-2015 07:21 | Door: Thijs ten Brinck

Het Duitse Fraunhofer Institute heeft een eenvoudige methode bedacht om de warmteverspreiding in chemische reactors significant te verbeteren. Het concept is goedkoper en maakt reacties efficiënter.

De onderzoekers van het Fraunhofer Institute hebben packing-materiaal, vulmateriaal voor in chemische reactoren, voorzien van een dun laagje aluminium. Het vulmateriaal, dat normaal veel tijd nodig heeft om warm te worden, is dankzij de warmtegeleiding van het aluminium vijf keer sneller op bedrijfstemperatuur.

Vooral bij reacties die veel energie kosten of juist opleveren, is het belangrijk dat de warmte snel door de hele reactor wordt verspreidt. De nieuwe packings dragen hier sterk aan bij, en hebben bovendien een langere levensduur.

Meerkosten

“De chemische industrie gebruikt grote hoeveelheden packings. Idealiter blijven die gedurende de hele levensduur van een reactor in gebruik”, zegt onderzoeker Jörg Adler. “Tijdens transport en in de reactor zelf, schuurt het vulmateriaal langs elkaar. Met de metalen omhulling gaan de packings veel langer mee.”

Fraunhofer maakt de cilindervormige packings door aluminium buisjes vol te gieten met het conventionele packingmateriaal. Volgens de onderzoekers is dat proces eenvoudig op industriële schaal toepasbaar. De onderzoekers onderzoeken nu voor welke chemische processen de meerkosten van het aluminium opwegen tegen de voordelen in gebruik.

Efficiëntere packed bed-reactoren

Veel chemische grondstoffen worden gemaakt in een random packed-reactor. Daarin vinden chemische reacties plaats tussen de verschillende vloeistoffen die door de reactor stromen. De reactoren zijn volgestort met een vulmateriaal, dat kris kras door elkaar ligt. Dit zorgt voor een goede menging en een homogene temperatuur.

Het vulmateriaal, vaak keramiek of plastic, geleidt de warmte slecht. Veel reactoren bevatten daarom metalen roosters of complexe warmtewisselaars om toch een homogene temperatuur in de reactor te garanderen. Die structuren zijn duur en kosten veel ruimte.

De uliminium packings van Fraunhofer maken, ondanks de willekeurige plaatsing, altijd ergens direct contact. Zo ontstaat in de reactor automatisch een goed vertakte warmtegeleider.

Bron: Fraunhofer | Foto: Fraunhofer