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

  • 253
  • 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: Châu Âu

Xác định giới hạn chống thấm nước của vải, hàng dệt kỹ thuật, ngoài trời, màng chống thấm, lều, elastane, vải liên kết và tráng phủ, vải quân sự, lớp phủ, ô tô, v.v. UNI EN ISO 811:2018, UNI EN 13795-1, UNI 4818, ex-DIN 53886, ex-AFNOR G-07 057, BS 32823, BE EN 3321 3424, AATCC TM 127:08, AATCC TM208, UNI EN 1734:1998, EN13859-1:2005, EN 1928:2000, JIS L1092 Phương pháp A, JIS L1092 Phương pháp B, BS EN ISO 20811, CAN/CGSB
Liên hệ

Hãng sx: Châu Âu

- Xác định độ thấm khí của vải cho phòng thí nghiệm dệt may, khu vực hoàn thiện và xử lý vải - Tiêu chuẩn: UNI EN ISO 9237:97, EN 14683:19, ASTM F2100, EN ISO 9073-15:2008, ISO 48, ISO 10012-1, ASTM D-737, JIS L 1096 A, DIN 53887, EDANA 140.1, GOST 12088 - 77, ASTM D-3574, TAPPI T-251, AFNOR G-07 111 - ASTM D737 - BS 5636 - EDANA 140.1 - JIS L1096:2010
Liên hệ

Hãng sx: Châu Âu

- Máy kiểm tra độ xoắn Branca 17 cho phép phân tích số vòng xoắn theo hướng S hoặc Z của sợi đơn và sợi xoắn - Có thể lựa chọn hướng xoắn theo hướng SZS hoặc ZSZ bằng công tắc chuyển đổi để cài đặt hướng quay của động cơ - Đầu thử nghiệm tự động với cảm biến tiệm cận để dừng hoạt động của động cơ trong quá trình thử nghiệm tháo xoắn-xoắn lại theo phương pháp ASTM 1423 cho sợi đơn. - Tiêu chuẩn : ISO 2061 - ASTM D 1422 - ASTM D1423 - UNI EN ISO 2061 - IWTO 25-70/E - DIN 53832/1 - BS 2085
Liên hệ

Hãng sx: Châu Âu

Máy kiểm tra độ hồi ẩm BRANCA 70 là máy kiểm tra sấy khô trong lò được sử dụng để đo hàm lượng ẩm và độ hồi ẩm của sợi dệt Các tiêu chuẩn phù hợp : IWTO 33, IWTO34, UNI 2060, UNI 9213-1, UNI 9213-2, UNI 9213-3, UNI 9213-4, UNI 9213-5, UNI 9213-6, ISO 6741-1, ISO 6741-2, ISO 6741-4, ASTM D1576-01, ASTM D2495
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Thiết bị bảo vệ nhiệt TPP chủ yếu được sử dụng để đo hiệu suất cách nhiệt của vải quần áo bảo hộ chống cháy tiếp xúc với nguồn nhiệt bức xạ và nguồn nhiệt đối lưu để phát hiện hiệu suất bảo vệ nhiệt của quần áo bảo hộ, giày an toàn, găng tay và bề mặt ngoài của mũ bảo hiểm. Tiêu chuẩn: NFPA 1971, ASTM D4018, GB 8965.1-2009, ISO 17492, GA etc.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Con lăn: Φ 57.15mm, 0.9 vòng/phút Độ rộng máy: 490mm Động cơ: JFO2-21-4, nguồn: 0.8kw, tốc độ: 1410vòng/phút Nguồn: 380V/AC
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Máy đo độ mịn sợi GT-B17B áp dụng để xác định đường kính sợi hoặc diện tích mặt cắt thông qua phần mềm đặc biệt. Thiết bị kết nối Kính hiển vi quang học và máy tính bằng Camera công nghiệp có độ phân giải cao và dựa vào phần mềm phân tích chuyên nghiệp để hoàn thành công việc kiểm tra đường kính sợi và diện tích mặt cắt. Nó cũng có thể xác định hàm lượng chất xơ của sợi pha trộn.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Giới thiệu tủ sấy kiểm tra độ hút ẩm vải bán tự động Gester GT-A37 Lò nướng nhiệt độ không đổi này được thiết kế để kiểm tra độ ẩm lấy lại trên bông, lông thú, sợi, lụa, sợi hóa học và các sản phẩm dệt & thành phẩm khác một cách nhanh chóng.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Ứng dụng: Xi lanh giặt khô được sử dụng để xác định độ bền màu đối với nước giặt khô và nước hồ bơi có clo, ngoài ra, để chuẩn bị mẫu thử nghiệm khả năng bắt lửa, để rửa sạch chất chống cháy trên bề mặt bằng tetrachloroethylene. Tiêu chuẩn: AATCC 162, 16CFR1610
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Ứng dụng Máy tách mẫu phòng thí nghiệm chủ yếu được sử dụng để tách nước bông, len, sợi và sợi bông trong các mẫu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Liên hệ