TKI-ISPT Introduction to the way we innovate
Voorlichting EBI /JIP programma 19 maart 2015
ISPT in a few words
ISPT is a co-operation between industry, universities, and knowledge institutes, which aims at speeding up innovation processes and make them more efficient than they are at present. We aim to the develop, demonstrate and apply (breakthrough) process technology together in an inspiring, trust based setting.
March 27, 2015
Why ISPT
•
• We believe radical innovation in sustainable processing is needed to enable companies to cope with the challenges of our fast changing environment. • • We believe an active and world class knowledge infrastructure is a prerequisite for innovation in sustainable processing. • We believe that innovation is generated where people from different disciplines and organizations work together, from their own strength and their own drive, towards to a shared goal. • We believe that sustainable processing can be achieved by cooperation in integrated chains where companies are interdependent for their supply chains. •
The way we work
€
€ and/or FTE
IP/technology solutions Educated personnel Network/innovative ecosystem March 27, 2015
€ and/or FTE
IP/technology solutions Educated personnel Network/innovative ecosystem
Beter samen dan versnipperd
Programmalijn Drogen & Ontwateren Wat als: • Droogproces alleen is verantwoordelijk voor ongeveer 18% van het totale
verbruik; zou het niet mooi zijn als we door innovatie dit verbruik kunnen halveren en tegelijk technologieleveranciers kunnen helpen aan nieuwe wereldwijde omzet…? How: • Energie efficiëntie en productkwaliteit gaan hand in • Streven naar substantiële vermindering van het energieverbruik 20-50%: en waar mogelijk vermijden van droogstappen Ondersteuning van innovatie door middel van modelering om voorspelbaarheid van bevredigend functionerende
droogprocessen voor de industrie kunnen bevorderen. • Een multidisciplinaire benadering is nodig om breakthrough oplossing te bereiken. • Op voor hand geen focus op specifieke droog technologie
Programmalijn Drogen & Ontwateren Parties of the drying&dewatering cluster •
ECN, FrieslandCampina, Bodec, WUR, Corbion, Unilever, Kaho Sint lieven
• Proposed ideas EAP •
Brightec and 2 industrial companies: Mild sorption regeneration of Brightec technology: LiCl or liquid with at least two industrial partners based on existing unit (2-3KW capacity): industrial partners: contact Hans Opdam Brightec
•
Nizo and 3-4 industrial companies The company Swirl flow systems has developed a novel high pressure nozzle concept, which claims to be a
solution to challenges faced while running spray drying operations. Applying this concept has the advantage that the mean droplet diameter can be adjusted independently from the flow and pressure. Industrial partners: contact Teroeska Boterkooper
•
Programmalijn Drogen & ontwateren: JIP ideas •
New sorption drying applications and related research questions: consortium still open.
Knowledge institutes, Industry: contact:
[email protected] •
WUR, Danone , F&BR, Nizo: A novel strategy employing electroporationassisted solute transfer to prepare stable spray dried formulations of living
bacteria. Industry: contact
[email protected] •
Multi-scale modelling from single droplet to spray drying - Postdoc (WUR, RFC, Corbion, ...) The aim of this project is to facilitate the translation of single droplet experimental data towards the optimisation of large-scale dryer operations by creating mechanistic models that include dynamic product formation. Industry: contact
[email protected]
•
Nizo, TUD, … Objective: Develop a sensoring system/method, based on
DyMonT, that is sensitive enough to act as an early warning system for lump formation in fluid beds and to monitor changes in powder and robust enough to be applied in large scale systems System builders: contact
[email protected]>
Programmalijn Energy Efficient Bulk Liquid Separation • Visie: Een drastische en duurzame reductie van het energieverbruik in vloeistofscheiding realiseren door middel van technologische innovatie. Hiervoor willen we belanghebbenden uit de industrie gevoelig maken, hen rond de tafel brengen om
samen doelgericht oplossingen te zoeken en te investeren in de ontwikkeling van oplossingen met maximale impact. • Missie: Een stappenplan voorleggen dat via retrofittable oplossingen, integratie en hybridisering van bestaande technologie leidt tot het volledig omzeilen van het gebruik van energie verslindende faseovergang voor vloeistofscheiding. Op langere termijn moet gekeken worden naar meer flexibele modulaire oplossingen. • Aanpak: Er wordt in overleg met de industriële partners gezocht naar de grootste
noden, er wordt gekeken naar de technology gap en indien deze haalbaar is wordt in overleg met de onderzoek partners een studie geïdentificeerd. Met SME‟s wordt naar korte tot middellange termijn oplossingen gekeken. Binnen het kader van de cluster missie kunnen partijen zich ook aanmelden met relevant onderzoek.
• vb.1 Bredere toepassing van membraantechnologie, zoals nanofiltratie voor extreme procescondities (extreme pH, T, agressieve oplosmiddelen) • vb.2 Nanofiltratie voor recovery van aceton uit plantaardige olie
Programmalijn Warmte; New generation utilities and control • Visie: Gebruik van warmte is verantwoordelijk voor 80% van het energetische energiegebruik in de industrie. Er ligt nog steeds een groot potentieel om dit gebruik terug te dringen en te verduurzamen. • Missie: Halvering van het fossiele energiegebruik dat nodig is voor productie en gebruik van warmte in de industrie leidend tot energie-, kosten en emissiereductie van industriële processen en ontwikkeling van innovatieve technologie voor NL maakindustrie.
• Aanpak: • Verduurzamen warmteaanbod • Verhogen flexibiliteit warmteaanbod • Vergroten terugwinbaarheid restwarmte • Omzetten van restwarmte in nuttige producten (proceswarmte, koude, etc) • Consortia van kennisleveranciers, apparaten & componentenbouwers, eindgebruikers
Programmalijn Intensiveren van Processen en Optimaliseren van Warmte- en Stofoverdracht Intensivering van processen en optimalisatie van warmte- en stofoverdracht
gaat een belangrijke bijdrage leveren aan het concurrentievermogen van de Nederlandse procesindustrie: lager energieverbruik, lagere kosten, minder bijprodukten. De verdere exploratie, ontwikkeling en demonstratie van PI, PSE & APC zal een energiebesparing mogelijk maken die equivalent is aan de produktie van tenminste één grote energiecentrale (1000 MW)
[1-3].
[1] European Roadmap Process Intensification [2] Action Plan Process Intensification [3] Routekaart Chemie
Programmalijn Intensiveren van Processen en Optimaliseren van Warmte- en Stofoverdracht • zeer efficiënte warmte- en stofoverdracht: b.v. spinning disc technologie,
rotating packed bed technologie, etc. (AkzoNobel, DSM, Huntsman, ISPT, Newcastle University, TU Dortmund)
• integratie van reactie en scheiding voor verlaging van energiekosten tgv energie-intensieve scheidingen en interne recycles: b.v. reactieve destillatie, membraanreactoren (ECN), sorption enhanced reactoren (ECN), etc • Innovatieve reactortechnologie: b.v. micro/milli reactoren, oscillating baffle reactoren, pulsed/liquid compression technologie (ISPT, UT), pulsed activation technologie (ISPT, TU/e), etc.
www.flowid.nl www.encontech.nl
www.chemtrix.com
Desulfurization at Fujiang Petroleum Refinery treating 11t/h gas (2.3% H2S20 mg/Nm3) with 15 t/h amine solution [Chen, GPR-EPIC 2009]
Programmalijn Intensiveren van Processen en Optimaliseren van Warmte- en Stofoverdracht • Modularisering en flexibilisering van processen en optimalisatie van de
supply chain: economics, market and supply chain, technology (DSM, ISPT, Tebodin, TUD)
• Model based process control (Corbion, DSM, FrieslandCampina, ISPT, TU/e) • Advanced process control for crystallizations (Corbion, DSM, ISPT, Unilever) • Exploitation of LB techniques for simulating two-phase chemical reactors (2D) under industrially relevant conditions (ISPT, Shell, TU Delft) • Combineren in-line spectrofotometrische data (b.v. FT-NIR) met conventionele procesdata for process control met behulp van chemometrie (FrieslandCampina, ISPT, RUN, TU/e)
Programmalijn Gasscheiding Zwavelverbindingen verwijderen uit aardgas Gasscheiding
Visie:
• Fossiel methaan, aardgas, blijft wereldwijd een zeer voorname rol in de energievoorziening spelen • Beschikbare velden bevatten meer en meer CO2 en zwavelhoudende verbindingen • Vooral oplossingen voor de zwavelhoudende verbindingen zijn gewenst. Missie: • Technologie die energiezuinig en met lage kosten gasvelden met hoge gehaltes H2S, COS, CS2 etc. winbaar kan maken
Aanpak: • Ontwikkeling van nieuwe sorbentia die selectief de onzuiverheden met een hoge selectiviteit kunnen verwijderen
Programmalijn Gasscheiding Winning van CO uit lage druk gassen Gasscheiding
Visie:
• Met name in te staal industrie worden grote hoeveelheden gassen geproduceerd die rijk zijn aan CO • CO is een waardevolle component voor de (petro)chemische industrie • Terugwinning van CO kan leiden tot een sterk verlaagde „Carbon Footprint‟ • De lage druk is op dit moment belemmerd Missie • Technologie die energiezuinig en met lage kosten CO kan terugwinnen uit lage druk gassen Aanpak: • Ontwikkeling van een (ad)/(ab)sorptie technologie inclusief materiaal selectie en proces ontwerp waarmee CO winbaar te maken is.
Programmalijn Gasscheiding Van hoogovengas naar koolwaterstoffen Gasscheiding
Visie
Gassen in de staal industrie • zijn te waardevol om alleen te gebruiken om er elektriciteit mee te maken • kunnen een goedkope grondstof voor chemische industrie zijn Missie: • Verhoging waarde van gasstromen in de staalindustrie door omzetting naar hoogwaardige, vloeibare koolwaterstoffen Aanpak:
• Opzetten van een pilot van de zuivering en conversie van gassen in de staalindustrie
Programmalijn Gasscheiding Terugwinning van waardevolle componenten uit gas stromen Gasscheiding
Visie:
• In de industrie gaat veel waarde verloren door het gebruik van hoogwaardige verbindingen voor hun calorische waarde • Voorbeelden zijn propaan, waterstof en koolmonoxide, monomeren • Kosten voor scheiding worden als belemmerd ervaren Missie: • Verhoging van grondstof en energie efficiency door verlaging van de verliezen van (bij)producten
Aanpak: • Verkenning naar veelbelovende toepassingen en technologieën. • Binnenkort een speciale workshop met belanghebbende, ook in samenhang van het CO project.
Programmalijn Water Processing • Visie: We zijn hoeders van de erfenis voor volgende generaties. Toenemende vraag en
schaarste vergroten de eis tot duurzaamheid. Sluiten van kringlopen is een belangrijk middel om daarin te voorzien. Omvang en belang van water gebaseerde stromen in de proces industrie nemen toe. Innovatieve technologie biedt excellente mogelijkheden deze stromen, effectiever en energie efficiënter te behandelen en kringlopen te sluiten. • Missie: Vinden en implementeren van effectieve methoden om uit water gebaseerde stromen in de procesindustrie componenten en energie af te scheiden, terug te winnen en te hergebruiken. Toepassing van nieuwe procesconfiguraties moet leiden tot economisch gezonde, aan de netto winst bijdragende situaties, en uitzicht bieden op 25% reductie in
energieconsumptie binnen 6 jaar ten opzichte van huidige, vergelijkbare processen. • Aanpak: Huidige lopende programma en starten van aanvullende & nieuwe initiatieven • Industrie: AA Services, AkzoNobel, Corbion, Dow, EBN, Evodos, Frames, GdF Suez, Global Algae, Hexion, LiqTech, NalcoChampion, Shell (13) • Kennis: ECN, KWR, TNO, TUD, UT, VITO, WUR (7)
Programmalijn Water Processing activiteiten •Thema’s: -
Terugwinnen en hergebruik van zouten, energie en water Verwijdering en valorisatie van organische componenten Verbeterde technologie voor grotere terugwinning en hergebruik Sluiten van de waterkringloop
• Lopende activiteiten - Olie en gaswinning gerelateerde activiteiten: - Behandelen van tijdens gaswinning geproduceerd water - Scheiden van olie en water d.m.v. een “swirl” gebaseerde scheider - Maken en breken van emulsies
- Verbeteren van de Spiral Plate Technologie (Evodos 50) - Energie efficiënte valorisatie van componenten uit processtromen (Euridice)
March 27, 2015
Programmalijn Water Processing suggesties Nieuwe ideeën / voorstellen – wie doet mee? - (a) Evaluatie van ab/adsorptie technologieën voor verwijdering van olie uit water - (b) Inventarisatie van toeslagstoffen en verbetering van hun werking in relatie tot het scheiden van olie en water - (c) solvent / chemisch resistente RO
- (d1) splitsen van een verdunde zoutstroom (1-10 m3/hr) met organische componenten in een geconcentreerde zoutstroom en zuiver water (bijv. via MD, of eutectisch vriezen) - (d2) Laag energetische oplossingen voor ontzouten van industrieel proceswater
Programmalijn Water Processing voorstellen Nieuwe ideeën / voorstellen – wie doet mee? (vervolg) - (e) Eutectic Freeze Crystallisation (EFC) als energie vriendelijk alternatief voor verdampingsmethoden in de procesindustrie - (f1) Osmotisch gedreven processen voor optimale energie terugwinning en waterhergebruik (vergeleken met Reverse Electrodialyse) - (f2) kapitaliseren van restwarmte in water gebaseerde stromen in de procesindustrie (hergebruik, opslag, opwaarderen van warmte) - (g) behandeling van / terugwinnen van mineralen en nutriënten uit proceswater afkomstig van algenkweken - (h) alternatieven voor valorisatie van componenten in nutriëntrijke watergebaseerde afvalstromen
Contact;
[email protected]
