Herøya Industripark AS

Telefon: +47 35 92 65 00  

E-post: hip@hipark.no 

Besøksadresse 
Hydrovegen 55, 3936 Porsgrunn

Vareleveranser
Rolighetsvegen 18, 3936 Porsgrunn

3D-printing kombinert med katalysator skal gi Yara reduserte kostnader og større energieffektivitet

Yara International har nylig igangsatt et forskningsprosjekt der målet er å bruke 3D-printer til å lage en ny overflate belagt med katalysator til salpetersyreproduksjonen. Dette vil gjøre den kjemiske prosessen mer effektiv, mindre plasskrevende, gi reduserte kostnader og bedre egnet til varmegjenvinning. SINTEF og 13 andre partnere er med i prosjektet PRINTCR3DIT som finansieres av EU-programmet Horizon 2020

Katalysatoreksperter i Yara; Dr. David Waller (t.v.) og daglig leder Dr. Odd-Arne Lorentsen,

Katalysatoreksperter i Yara International i Porsgrunn; Dr. David Waller (t.v.) og kompetanseleder og daglig leder Dr. Odd-Arne Lorentsen, med noen eksempler på dagens katalysatorer. (Foto:Tone Brekke)

En katalysator er et fast stoff som har evnen til å hjelpe en ønsket kjemisk reaksjon uten selv å bli påvirket av reaksjonen. Kjemiske prosesser ved hjelp av katalysatorer har vært i bruk i 150 år, og inngår i 85-90 % av all kjemisk industri. Yara bruker 12 forskjellige katalysatorer i sine prosesser. 

Raskere og bedre 

I dag foregår en av delprosessene i salpetersyreproduksjonen til Yara i flere hundre meter lange rør. Underveis skjer det en kjemisk reaksjon, men denne går tregt, og det genereres mye varme som er vanskelig å fange. Odd-Arne Lorentsen, som er katalysatorekspert og daglig leder ved Yaras Teknologisenter i Porsgrunn, forklarer hvilken effekt katalysator vil ha i denne delprosessen.

– En katalysator i dette prosesstrinnet vil gi en mye raskere kjemisk reaksjon, vi vil kunne fjerne mye av rørene, og det vil gi en mer kompakt og mindre plasskrevende prosess. I tillegg vil vi kunne ta ut verdifull varme. Dette gir reduserte kostnader og miljøfotavtrykk, og dermed økt konkurransekraft, understreker Lorentsen. 

Norsk eksportindustri må kontinuerlig effektivisere og forbedre anleggene sine for å kunne hevde seg i den globale konkurransen. Samtidig skal de møte stadig strengere krav til miljø- og klimautslipp. I begge sammenhenger er katalysatorer nøkkelen, skriver NTNU i et blogginnlegg om katalysatorer.

Designe og 3D-printe

En katalysator kan lages av ulike materialer og ha ulike former, og må være best mulig tilpasset den kjemiske prosessen for å gi best mulig resultater. Målet med prosjektet til Yara er å designe den optimale katalysatoren for delprosessen i salpetersyreproduksjonen, og bruke 3D-printing til å lage en komplisert overflatestruktur som gir unike egenskaer.

Tredimensjonal printing av plast og metall gjøres på mange områder allerede, blant annet printes titandeler til flyindustrien med 3D-printere. 3D-printing av andre materialer er under rask utvikling. 

– Ut fra en 3D-datafil vil man lett kunne printe ut den kompliserte delen som ikke ville være mulig å lage med tradisjonell bruk av støpeverktøy, forklarer Odd-Arne Lorentsen og kollega og katalysatorekspert David Waller. – Vår katalysator skal legges på en kompleks struktur med stor overflate, understreker de.

Prosjektet er nå i designfasen, dvs. at man jobber med å finne den perfekte formen på katalysatoroverflaten. Dette kommer de fram til med kombinasjon av modellering og kjemiske forsøk på katalysatoren for å bestemme egenskapene.

Pilotanlegg

For å teste ut ulike katalysatorer skal Yara modifisere litt på et av sine eksisterende pilotanlegg, og utnytte det de allerede har av infrastruktur, tilgang på kjemikalier samt driftserfaring. Ved å koble seg på en sidestrøm fra en av Yaras fabrikker, får de rikelig tilgang på både råstoff og renseanlegget til fabrikken. Dette gjør pilotanlegget unikt, mener Odd-Arne Lorentsen.

– Det er kostbart å gå fra laboratorietester til testing i pilotanlegg, og piloter i denne skalaen kan ikke kjøres ved universiteter. Deltakelse i Horizon 2020-programmet gjør det mulig for oss å demonstrere nyvinningen laget med 3D-printing i piloten vår, samtidig som vi får hjelp fra samarbeidspartnerne våre til å komme fram til gode løsninger, understreker Lorentsen.

De mange samarbeidspartnerne som deltar i prosjektet har også viktige roller. Her er blant annet leverandører av katalysatorer, reaktorer og 3D-printere, samt deltakere fra europeisk akademia, som alle bidrar i dette 3-årige prosjektet. – Vi er veldig fornøyde med at prosjektet vårt ble godkjent av EU-programmet i sterk konkurranse med andre europiske forskningsgrupper, sier Lorentsen. SINTEF er koordinator for prosjektet, mens Waller leder Yaras aktiviteter. 

Developed by Aplia - Powered by eZ PublishInformasjonskapsler