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

  • 308
  • 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

GT-C18-A: 2 vị trí thử mẫu GT-C18-B: 4 vị trí thử mẫu GT-C18-C: 9 Vị trí thử mẫu
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

- Máy kiểm tra độ lão hóa bằng tia UV GT-C29 sử dụng đèn UV huỳnh quang UVA-340 làm nguồn sáng có thể mô phỏng tác hại của nắng, mưa và sương. Nguyên lý hoạt động của máy này là kết hợp các tia cực tím, mưa, nhiệt độ cao, ngưng tụ và bóng tối làm vòng tuần hoàn và tự động lặp lại vòng tuần hoàn. - Thiết bị đáp ứng theo tiêu chuẩn ASTM G154, ASTMD 4329, ISO 16474-3, ISO 4892-1, ISO 11507, ISO4892-3...
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

- Thiết bị kiểm tra độ thấm chất lỏng vải không dệt GESTER GT-CN02 được sử dụng để kiểm tra độ hấp thụ chất lỏng của vải không dệt, chẳng hạn như thời gian thấm chất lỏng, khả năng hấp thụ chất lỏng, tốc độ thấm chất lỏng, chiều cao thấm chất lỏng. - Điều khiển màn hình cảm ứng rất dễ vận hành. - Máy in mini tích hợp có thể in dữ liệu trực tiếp
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

THIẾT BỊ KIỂM TRA ÁP SUẤT THỦY TĨNH ÁP SUẤT CAO GT-C26B. Ứng dụng của Máy Kiểm Tra Áp Suất Thủy Tĩnh: Máy kiểm tra áp suất đầu thủy tĩnh vải được sử dụng để kiểm tra công việc chống thấm như vải, vải có lớp tráng phủ và vải lưới địa kỹ thuật, vải dùng cho áo trùm đầu . Tiêu chuẩn kiểm định : AATCC 127 -Option 2, ISO 811, ISO 1420, GB / T4744, FZT01004, DIN53886, JIS L1092, EN20811, EN 13726-3.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Giới thiệu máy kiểm tra độ Gester GT-C12B Máy kiểm tra độ bục vải được sử dụng để xác định độ bền bục của vải dệt thoi hoặc dệt kim, vải không dệt, giấy, da và bảng bằng cách áp dụng tải khí nén dưới màng ngăn cao su của một khu vực cụ thể. cung cấp với một đọc áp suất kỹ thuật số với cơ sở giữ giá trị cực đại, màng cao su tái tạo và hướng dẫn sử dụng thiết bị kẹp với chuông acrylic, hệ thống truyền động tiến và lùi. Cung cấp độ giãn dài chính xác thông tin của các loại vải, lên đến 0,1mm.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Máy kiểm tra độ bền kéo của nút bấm được xác định là trách nhiệm của nhà sản xuất hàng may mặc, đảm bảo nút bấm, nút nhấn và các phụ kiện cố định có thể được cố định trên hàng may mặc một cách phù hợp.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Máy đo độ bền màu GT-D05 là gì? Máy kiểm tra độ bền mài mòn (Crockmeter) được sử dụng để xác định độ bền màu của vải khi cọ xát khô hoặc ướt. Máy được ứng dụng nhiều trong ngành dệt may, vải sợi, dệt nhuộm…. Crockmeter: được làm bằng chất liệu hộp kim loại, lớp phủ chịu được nhiệt độ cao, dễ dàng vệ sinh và lau chùi máy.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Tính năng của máy kiểm tra độ bền màu ma sát GT-D04: - Máy kiểm tra độ bền màu ma sát GT-D04 được sử dụng để xác định độ bền màu của vải khi cọ xát khô hoặc ướt. Giá đỡ mẫu acrylic được ghim đảm bảo việc gắn mẫu nhanh chóng và khả năng lặp lại kết quả. - Hộp kim loại AATCC Crockmeter, lớp phủ nướng nhiệt độ cao, bảo trì dễ dàng. - Động cơ điện, được trang bị bộ đếm điện tử được xác định trước cho hành trình lên đến 9999, thử nghiệm hoàn thành thành công, tự động dừng.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Giới thiệu máy kiểm tra độ bền xé vải Gester GT-C11B Máy kiểm tra độ bền xé vải kỹ thuật số này được thiết kế để kiểm tra khả năng chống rách của vật liệu dệt, không dệt theo phương pháp Elmendorf vải, giấy, bìa giấy, màng mỏng, băng thông gió, vật liệu tấm kim loại, v.v.
Liên hệ

Hãng sx: Gester - Trung Quốc

Ứng dụng: Máy kiểm tra độ xé Elmendorf được thiết kế để kiểm tra độ bền xé của vải dệt, vải không dệt, giấy, bìa cứng, màng mỏng, băng thông gió, vật liệu tấm kim loại, v.v.
Liên hệ