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

  • 254
  • 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: Gester - Trung Quốc

- Thiết bị này được sử dụng để thử nghiệm khả năng chịu nhiệt cho vải một lớp hoặc nhiều lớp ở nhiệt độ cao. Nó cũng có thể được sử dụng để xác định tính chất cách nhiệt của các tấm chống cháy khác. - Bức xạ nhiệt là một chỉ số hiệu suất quan trọng của các sản phẩm chống cháy. Việc xác định chính xác các tính chất bảo vệ của nó rất quan trọng để lựa chọn vật liệu, nghiên cứu và phát triển các sản phẩm mới, cải thiện các kỹ thuật xử lý. - Tiêu chuẩn kiểm tra hiệu suất bảo vệ nhiệt bức xạ: ISO 6942-2002, EN366
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Giới thiệu thiết bị kiểm tra độ mài mòn Gester GT-C23 Máy kiểm tra này được đánh giá khả năng chống uốn cắt kết hợp và chà xát cao su hoặc vải tráng nhựa. Đặc điểm nổi bật Mẫu chịu uốn liên tục. Sau đó, phần uốn cong sẽ chịu một loạt uốn và cọ xát, và quan sát kiểu mòn của mẫu một cách trực quan.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Máy đo độ dày GT-C46 được sử dụng để xác định độ dày của hàng dệt và các sản phẩm dệt, và thích hợp để đo các loại khác nhau các loại vải dệt thoi, dệt kim và các chất liệu mỏng đồng nhất khác. Máy này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp dệt bông, dệt kim, khăn phủ giường, khăn tay và sản xuất giấy.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Máy kiểm tra độ đều của sợi và sợi mảnh là một thiết bị kiểm tra tiên tiến được thiết kế cho các phòng thí nghiệm dệt may. Được xây dựng trên một khuôn khổ thiết bị ảo, thiết bị đa năng này cung cấp hiệu suất vượt trội trong việc đo độ đều của nhiều loại vật liệu dệt may như sợi, sợi thô và sợi mảnh. Cho dù được kéo từ bông, len, lanh hay sợi tổng hợp ngắn, máy kiểm tra này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao và đảm bảo chất lượng của sợi được sản xuất. Các tính năng tiên tiến và phép đo chính xác của nó làm cho nó trở thành một công cụ không thể thiếu để duy trì các tiêu chuẩn cao trong sản xuất dệt may.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Ứng dụng: Máy kiểm tra độ xù lông của sợi để xác định và phân tích chỉ số xù lông của sợi, với chức năng kiểm tra tự động và phân tích thống kê về chiều dài, số lượng và phân bố độ xù lông.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Ứng dụng: Máy kiểm tra độ bền sợi đơn và sợi tự động được sử dụng để kiểm tra chỉ số vật lý của sợi đơn và sợi, chẳng hạn như độ bền đứt, độ giãn đứt, tải trọng đứt, thời gian đứt và đường cong độ giãn bền. Máy tính tự động thu thập, tính toán và xuất ngày. Tiêu chuẩn: GB/T 3916, GB/T 14344-2003, ISO2062, DIN 51221/53834, ASTM D76, D2256
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Ứng dụng Máy lấy mẫu nhuộm Jigger thích hợp để thử nghiệm nhuộm vải cotton và vải lanh, vải viscose, sợi nhân tạo, v.v. và phù hợp với vật liệu nhuộm, chẳng hạn như thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm bazơ, thuốc nhuộm azo không hòa tan và thuốc nhuộm hoạt tính, v.v. Thiết bị này có thể đạt được quá trình tẩy trắng và nhuộm với tỷ lệ dung môi thấp, mô phỏng gần nhất có thể cơ chế của các thiết bị sản xuất.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Máy kiểm tra thấm hút của tã GT-CN19 để kiểm tra tốc độ hấp thụ của các loại băng vệ sinh, quần lót,… Tiêu chuẩn GB/T 8939-2018
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Máy kiểm tra độ đồng đều của dây tóc hóa học được sử dụng để kiểm tra độ không đồng đều của mật độ tuyến tính và cấu trúc tương ứng tính chất của dây tóc. Nó có ý nghĩa quan trọng đối với việc kiểm tra chất lượng, theo dõi chất lượng và cải thiện chất lượng sợi. Đó là một công cụ chính xác thiết yếu của ngành dệt may.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Thiết bị kiểm tra độ bền màu của mực in mô phỏng các điều kiện cần thiết để đáp ứng tiêu chuẩn hàng may mặc và kiểm tra độ bền của vải. Các hệ thống kiểm soát quá trình cung cấp độ chính xác và độ lặp lại tuyệt vời. Hiệu suất vật lý của Durawash tương thích với hiệu suất của Lồng đôi “Hoovermatic” và tuân thủ các phương pháp kiểm tra Độ bền vải Marks và Spencer (C15) và Độ bền in (P5). Tốc độ khuấy là 560 vòng / phút +/- 2%.
Liên hệ