Hệ thống lò phản ứng BenchCAT cho ứng dụng nhiên liệu sinh học

Hệ thống lò phản ứng BenchCAT cho ứng dụng nhiên liệu sinh học

  • 1771
  • Advanced measurement instruments (AMI) - Mỹ
  • Liên hệ
● Hệ thống lò phản ứng hoàn toàn có thể tùy chỉnh và cấu hình: cổng khí, nhiệt độ và áp suất.

● Xử lý năng suất cao với công suất lên đến 16 trạm.

● Hệ thống lò phản ứng được thiết kế riêng cho phản ứng xúc tác với kỹ thuật chuyên biệt.

Introduction

AMI has extensive experience in the design and construction of BenchCAT reactors for biofuel applications. The study of biofuel processes has become a significant area of research in recent years. Although still largely in the research stage, substantial progress is being made, making the development of a commercial process likely in the near future.

Biofuel is a broad term referring to any fuel not derived from fossil sources. In its simplest form, it can be ethanol produced from sugarcane or corn via fermentation. However, alcohol-based fuels lack the energy density of conventional fossil fuels like gasoline or diesel. Current efforts are focused on developing biofuels that closely resemble gasoline or diesel in their properties and performance.

Biofuels can be derived from various sources, including municipal waste, wood chips, soybeans, and algae. Depending on the source, a different process and thus different reactor design and conditions are used. Below, we explore three processes for the production of biofuels in which AMI has participated with a BenchCAT reactor design and construction.

Features

Via Gasification of Biomass

The Fischer-Tropsch (F-T) process is perhaps the oldest and most well-known method for producing synthetic fuels1. The original process was developed in the 1920s and 1930s and was commercialized in Germany by the late 1930s. The F-T process was to produce fuel for both automobiles and military equipment.

The F-T process can be utilized to generate biofuels from nearly any carbon-containing biomass, including municipal waste, wood chips, celluloid grasses, and more. The first step in such a process is the gasification of the biomass to form Syngas (H2+CO). This Syngas is then converted into hydrocarbons through the F-T process using a catalyst, typically iron or cobalt. By carefully controlling key process parameters -such as temperature, pressure, ratio of H2 to CO-the product composition can be controlled. The F-T process can yield a wide range of hydrocarbons, from light gases to heavy waxes.

Biomass -> Gasification -> Syngas -> F-T -> Fuel

Figure 1 illustrates a typical F-T BenchCAT reactor designed by AMI. The four gases include hydrogen and carbon monoxide (Syngas), nitrogen as a diluent, and argon as an internal standard for analysis. The reactor is designed to operate at temperatures up to 400°C and pressures up to 1,500 psig, although typical operating conditions are lower. The system includes three separators to facilitate product collection:

1. The first separator, maintained at approximately 150°C, collects heavier products, such as waxes.
2. The second separator, set at 80°C, captures mid-range hydrocarbons and some water.
3. The third separator, kept at room temperature, collects lower-end hydrocarbons along with a significant amount of water.
All separation processes occur at the reactor’s operating pressure, ensuring efficient product recovery.

AMI Instruments BenchCATs for Biofuels

Figure1 Schematic of typical F-T BenchCAT reactor.

From Alcohols

As previously discussed, alcohols can be classified as biofuels, though they possess a lower energy density compared to conventional hydrocarbon fuels. Alcohols are readily synthesized through the fermentation of sugar- or starch-rich biomass. They then can be converted to more conventional fuels via catalytic condensation processes. For example, a gasoline range product can be obtained by reacting lower chain alcohols over a zeolite, such as ZSM-52, whereas higher range products can be obtained using base catalyzed aldol condensation3.

Starch-Containing Material -> Alcohols -> Condensation-> Fuel

These processes can be conducted in a more-or-less conventional fixed bed reactor. Figure 2 depicts such a reactor that could be used for alcohol condensation. A pump is used to feed the liquid alcohols, and both the gas and the liquid feed pass through preheaters prior to entering the reactor. A heat exchanger and gas-liquid separator are in the high-pressure zone. Gas products flow out from the top of the separator while the liquid products are withdrawn from the bottom. Level sensing and automatic valves can be used to fully automate the process.

AMI Instruments BenchCATs for Biofuels

Schematic of BenchCAT reactor suitable for studies.

Via Trans-Esterification

Biofuels can also be produced by trans-esterification of oils or lipids with a simple alcohol such as methanol. This reaction has been reported using various sources of lipids, such as rapeseed oil, soybean oil, used vegetable oil, and algae oil. In a catalytic reaction, the catalyst is a base, typically NaOH. The reaction can also be carried out in the presence or absence of a catalyst at supercritical conditions4.

Bio-Oil -> Catalytic or Supercritical Reaction with Methanol -> Fuel

Figure 3 is a schematic of a reactor that can be used for both catalytic and supercritical esterification of oils.

Figure 4 (back page) shows a photograph of the reactor. This particular reactor is rated at 350°C and 350 bar (ca. 5200 psig) or 700°C at room temperature. The higher temperature rating is used to pretreat the catalyst. The tubular reactor is constructed of Inconel metal in order to achieve these dual conditions. Note that in this reactor, the pressure reduction occurs before the product collection.

AMI Instruments BenchCATs for Biofuels

Figure3 Schematic of BenchCAT reactor for supercritical trans esterification of lipids.

AMI Instruments BenchCATs for Biofuels

Figure4 BenchCAT reactor for supercritical trans-esterification of lipids.

In summary, no matter what your specifications are for automated, research-quality reactors, AMI has the technical and scientific expertise to meet your needs. We have extensive experience in the fields of catalytic science, catalyst characterization, and reactions. These descriptions of BenchCAT reactors suitable for biofuel research are one example of this experience.

1. For a summary of the F-Tprocess see, for example:
https://www.fischer-tropsch.org/primary_documents/presentations/acs2001_chicago/chic_slide01.htm

2. C.D. Chang, Methanol to Gasoline and Olefins, Chemical Industries, 57, p. 133 (1994).

3. www.virent.com/BioForming/Virent_Technology_Whitepaper.pdf

4. S. Saka and D. Kusdiana , Biodiesel Fuel from Rapeseed Oil As Prepared in Supercritical Methanol, Fuel, 80, p. 225 (2001)

Tập tin PDF:

Tập tin PDF:

Sản phẩm cùng loại

Hãng sx: Brabender (Anton Parr) - Đức

Tuân thủ ICC, ISO và AACCI Sơ đồ và nhiều điểm đánh giá thông tin cho việc ra quyết định Mô phỏng điều kiện nướng thực tế để có được một mô phỏng nướng chính xác Quản lý dữ liệu dễ dàng với phần mềm MetaBridge Kiểm tra chất lượng tổng thể: Được sử dụng trong Hệ thống 3-Phase của Brabender
Liên hệ

Hãng sx: Brabender (Anton Parr) - Đức

Thiết bị thử nghiệm tinh bột tuân thủ ICC và AACCI Phân tích với đơn vị Brabender được công nhận toàn cầu Xác định nhiệt độ trực tiếp tại mẫu Không sử dụng đồ dùng một lần: Giảm rác thải nhờ vào các bộ phận bằng thép không gỉ Xem và chia sẻ dữ liệu với MetaBridge từ bất kỳ thiết bị nào vào bất kỳ thời điểm nào
Liên hệ

Hãng sx: Brabender (Anton Parr) - Đức

- Tuân thủ: Đáp ứng tiêu chuẩn bột mì và bột nhào (ICC, AACCI, ISO) - Hiệu quả: Dữ liệu của bạn. Bất cứ đâu vào bất kỳ thời điểm nào. Từ bất kỳ thiết bị nào - Đa năng: Bảy phụ kiện cho đúng loại mẫu và kích thước mẫu - Đa năng: Đo bất kỳ loại bột nào – cũng như bột không chứa gluten - Chính xác và an toàn: Tự động hóa việc định lượng nước để không gặp rắc rối với dụng cụ thủy tinh
Liên hệ

Hãng sx: Feltest

Đèn chóp siêu nhỏ gọn và chống nước Đèn nháy LED PocketStrobe là phiên bản nhỏ gọn, chống nước của PowerStrobe và là công cụ lý tưởng để kiểm tra các bộ phận máy móc như bàn tạo hình, vòi phun cắt tỉa, vòi sen áp suất cao và mép tấm kim loại. Ghi lại khoảnh khắc và thu được những thông tin bạn cần.
Liên hệ

Hãng sx: Feltest

KIỂM TRA QUÁ TRÌNH THOÁT NƯỚC VÀ ĐỘ RUNG ĐỘNG TRONG PHẦN TẠO HÌNH Phần tạo hình có ảnh hưởng lớn đến cả hiệu suất của máy sản xuất giấy và chất lượng giấy hoặc bìa thành phẩm. Sử dụng FiberScanONE để theo dõi, phân tích và tối ưu hóa quá trình thoát nước bằng cách đo lượng nước trên vải tạo hình sau mỗi công đoạn khử nước. Nghiên cứu ảnh hưởng của thiết kế vải tạo hình, độ mòn vải, cài đặt máy và liều lượng hóa chất. Lập biểu đồ xu hướng để hiểu rõ những gì đang thực sự xảy ra trong phần tạo hình.
Liên hệ

Hãng sx: Feltest

Màng cảm quang Fuji thường được sử dụng để phát hiện sự phân bố tải trọng không đồng đều trong bộ phận ép, máy ép định cỡ và máy cán. Các ứng dụng khác bao gồm kiểm tra chất lượng cuộn của máy cuộn lại và gioăng của hệ thống hơi nước và nước ngưng tụ.
Liên hệ

Hãng sx: Feltest

GIẤY THAN FELTEST ĐỂ KIỂM TRA ĐỒNG ĐỀU LỰC ÉP LÔ GIẤY Nhanh chóng phát hiện lỗi trong từng cuộn giấy hoặc toàn bộ hệ thống máy in với giấy than Feltest để kiểm tra độ rộng kẹp giấy. Giấy than sẽ đổi màu nếu vượt quá ngưỡng quy định.
Liên hệ

Hãng sx: Feltest

ĐO LƯỜNG NHỮNG GÌ QUAN TRỌNG: TỐC ĐỘ BỀ MẶT Cảm biến TrueSpeed ​​là cách nhanh nhất để kiểm tra tốc độ bề mặt thực tế của các trục lăn và quần áo máy – giúp bạn dễ dàng xác định sự khác biệt về tốc độ do lỗi nhập liệu và trục lăn truyền động bị trượt.
Liên hệ

Hãng sx: Feltest

THAY LƯỚI VÀ MỀN NHANH HƠN 15 PHÚT Thay lưới cho máy xeo giấy là việc mà nhiều người lo ngại vì thời gian ngừng hoạt động, sợ làm hỏng và nguy cơ ảnh hưởng đến an toàn lao động. Nhưng điều đó không nhất thiết phải xảy ra. Máy Capto của chúng tôi được thiết kế đặc biệt để giúp việc thay mền, lưới cho máy giấy nhanh hơn, an toàn hơn và không gây căng thẳng. Và biết đâu đấy, có thể còn thú vị nữa?
Liên hệ

Hãng sx: Feltest

ĐỘ CĂNG PHÙ HỢP = KHẢ NĂNG VẬN HÀNH TỐT HƠN Độ căng của vải lót máy giấy ảnh hưởng đến quá trình tách nước, đặc tính giấy, khả năng dẫn hướng, độ mài mòn và khả năng vận hành tổng thể của máy. Thiết bị Feltest TensioMaster được chế tạo chắc chắn, là một dụng cụ chính xác nhỏ gọn dùng để đo độ căng của vải lót định hình, vải nỉ ép và lưới sấy.
Liên hệ