Ein Ziel beim Einsatz von Mikroreaktoren ist es, thermisch schwer beherrschbare Reaktionen bei Reaktionsbedingungen zu realisieren, die in konventionellen Chemieanlagen wegen ihrer besonderen Gefährlichkeit nicht mehr beherrscht werden können. Dies ist beispielsweise bei heterogen katalysierten Gasreaktionen mit hohen Reaktionsenthalpien oder bei einem Betriebszustand im Explosionsbereich der Fall. Der Einsatz der Mikroverfahrenstechnik kann erhebliches Verbesserungspotential für die Materialeffizienz bedeuten. Dies betrifft die Erhöhung von Selektivität und Ausbeute sowie prinzipielle sicherheitstechnische Eigenschaften wie Explosionsunterdrückung oder den geringeren Chemikalien-‚hold-up’ insbesondere gefährlicher Zwischenprodukte bei mehrstufigen Synthesen. Das exisitierende gesetzliche Regelwerk sieht eine Betriebsweise im Explosionsbereich (genauer: Konzentrationsbereich, in dem bei definierten makroskopischen Dimensionen eine Explosionsausbreitung auftritt) von Chemiereaktoren nicht vor, selbst dann nicht, wenn eine Explosionsausbreitung wegen der mikroskopischen Dimensionen nicht auftreten wird.
Mikroreaktor im "Explosionsbereich" (Großbild)
Es ist daher zu fragen, in welcher Art und mit welchen Prüfverfahren, Bewertungsmethoden und ggf. sicherheitstechnischen Kennzahlen die Sicherheit von mikroverfahrenstechnischen Komponenten untersucht und beurteilt werden kann. Das Arbeitsgebiet Explosionsdynamik der BAM entwickelt entsprechende Untersuchungsmethoden und testet in einem gemeinsamen, DFG-geförderten Vorhaben mit Prof. Dr. E. Klemm (Universität Stuttgart, Institut für Technische Chemie) Mikroreaktoren auf ihre Anwendbarkeit und Sicherheitsgrenzen für Prozessbedingungen.
Auf Anfrage
Prüfeinrichtungen der BAM | Abteilung 2 | Fachbereich 2.2 | Explosionsdynamik