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

  • 1801
  • 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: Biuged Instruments - China

Máy kiểm tra hình nón (kiểm tra nứt/ bong) Biuged BGD 566 có thể áp dụng để xác định khả năng mở rộng của lớp sơn phủ trên các tấm kim loại được kẹp cố định và tạo thành quanh trục hình nón bằng cách quay khung con lăn. Các tấm được kiểm tra để đánh giá khả năng chống nứt và bong ra khỏi nền kim loại của bề mặt được phủ sơn ở điều kiện tiêu chuẩn. Nó tuân thủ tiêu chuẩn ASTM D 522,D1737,BS 3900E11 và ISO 6860.
Liên hệ

Hãng sx: Biuged Instruments - China

-Được thiết kế để đánh giá tính linh hoạt và độ bám dính của lớp phủ hữu cơ trên nền kim loại bằng cách quan sát vết nứt hoặc mất độ bám dính khi tấm thử nghiệm phủ bị uốn cong. Phương pháp này có thể được sử dụng để xác nhận xem sơn, vecni hoặc các sản phẩm liên quan có đáp ứng một thử nghiệm nhất định hay không. yêu cầu trong thử nghiệm đạt / không đạt, hoặc để xác định đường kính uốn tối thiểu mà tại đó vết nứt không xảy ra.
Liên hệ

Hãng sx: Biuged Instruments - China

Sau khi hoàn tất thử nghiệm cắt ngang trên màng phủ, người vận hành phải đánh giá chính xác tỷ lệ phần trăm diện tích bong tróc và sau đó phân loại, phương pháp truyền thống là bằng mắt thường. Vì khó có thể định lượng chính xác diện tích bong tróc bằng mắt thường nên có sự khác biệt chủ quan tương đối lớn trong kết quả hoặc phân loại và dễ gây tranh cãi. Để giải quyết vấn đề này và cải thiện khả năng lặp lại và khả năng tái tạo kết quả thử nghiệm cắt ngang, Biuged đã phát triển một thiết bị có thể tự động xác định diện tích bong tróc. Thiết bị này sử dụng công nghệ xử lý hình ảnh kỹ thuật số máy tính (phân tích tự động trực quan) để chụp ảnh diện tích cắt ngang, sau đó phân tích và tính toán hình ảnh kỹ thuật số, có thể nhanh chóng và dễ dàng thu được kết quả chính xác.
Liên hệ

Hãng sx: Biuged Instruments - China

Tiêu chuẩn ISO 2409-2019 mới nhất đã xác định rõ ràng rằng để có được đường cắt đồng đều và nhất quán, phải sử dụng máy thử độ bám dính tự động nở chéo với ổ đĩa động cơ càng nhiều càng tốt. Máy kiểm tra độ bám dính BGD 535 là một thiết bị tự động. Dụng cụ cắt ngang được thiết kế theo tiêu chuẩn ISO 2409 và ASTM 3359 mới nhất.
Liên hệ

Hãng sx: Biuged Instruments - China

Máy thử độ bám dính kỹ thuật số tự động BGD 500 / S là một thiết bị cầm tay, được sử dụng để đo lực cần thiết để kéo một đường kính thử nghiệm xác định của lớp phủ ra khỏi bề mặt bằng cách sử dụng áp suất thủy lực. Áp suất được hiển thị trên màn hình LCD kỹ thuật số và thể hiện độ bám dính của lớp phủ với chất nền.
Liên hệ

Hãng sx: Biuged Instruments - China

Thiết bị kiểm tra độ bám dính kỹ thuật số BGD 500 là một thiết bị cầm tay, vận hành bằng tay, được sử dụng để đo lực cần thiết để kéo một đường kính thử nghiệm xác định của lớp phủ ra khỏi đế bằng áp suất thủy lực. Áp lực được hiển thị trên màn hình LCD kỹ thuật số và đại diện cho lớp phủ'sức mạnh của của sự bám dính vào bề mặt. Nó đánh giá độ bám dính (cường độ kéo) của lớp phủ bằng cách xác định lực kéo đứt lớn nhất mà nó có thể chịu được trước khi tháo ra. Các điểm phá vỡ, được thể hiện bằng các bề mặt bị nứt, xảy ra dọc theo mặt phẳng yếu nhất trong hệ thống bao gồm các lớp dolly, dính, lớp phủ và chất nền.
Liên hệ

Hãng sx: Biuged Instruments - China

– Dụng cụ kiểm tra độ bám dính màng sơn BGD 502 và BGD 504 của hãng Biuged là thiết bị được sử dụng rộng rãi để đánh giá nhanh độ bám dính của lớp phủ trên sắt, thép, nhôm, gỗ, giấy,…. – Dụng cụ là một tay cầm có gắn một bánh xe có 6 hoặc 11 lưỡi dao cắt với khoảng cách giữa các lưỡi khác nhau có độ chính xác cao. Tuy được sản xuất ở Trung Quốc nhưng dụng cụ kiểm tra độ bám dính màng sơn hãng Biuged phù hợp theo tiêu chuẩn: BS 3900 E6, BS / EN ISO 2409, ASTM D 3359 D 3302 nên quý khách hoàn toàn có thể an tâm về chất lượng sản phẩm cũng như kết quả của việc kiểm tra.
Liên hệ

Hãng sx: Biuged Instruments - China

Thiết bị thử nghiệm độ cứng bút chì tự động Automatic Pencil Hardness Tester BGD 507/S là một dụng cụ mới được phát triển để đo độ cứng bút chì của lớp phủ một cách nhanh chóng và chính xác. Nó khắc phục khuyết điểm của máy đo độ cứng bút chì thủ công truyền thống mà tốc độ không thể giữ không đổi và loại bỏ đáng kể ảnh hưởng của các yếu tố con người đến kết quả kiểm tra. Ngoài ra, thiết bị có thể đặt các tải khác nhau trên chì bút chì, đáp ứng các tiêu chuẩn kiểm tra và yêu cầu ứng dụng khác nhau.
Liên hệ

Hãng sx: Biuged Instruments - China

Máy kiểm tra khả năng chịu mài mòn BGD 536 Mar do Biuged sản xuất đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế mới nhất ISO 12137-2011, ASTM D 2197 và ASTM D 5178. Máy có thể chịu tải trọng từ 100g đến 5.000g cho tấm thử nghiệm.
Liên hệ

Hãng sx: Biuged Instruments - China

- Máy kiểm tra độ trầy xước màng sơn được sử dụng trong việc xác định độ bền của màng sơn trong thực tế sử dụng trên các bề mặt, trong quá trình sử dụng và kiểm tra chất lượng sản phẩm ngành sơn. - Để làm được điều đó, Máy kiểm tra trầy xước màng sơn được thiết kế sao cho có thể giả lập điều kiện va chạm trên thực tế với lớp màng sơn. Ở đây là tạo sự chầy xước thông qua một đầu kiểm tra có khối lượng xác định và kích thước xác định - Đầu kiểm tra này sẽ chà xước lên bề mặt của màng sơn với một vận tốc xác định trước, qua đó có thể xác định được khả năng bền của lớp màng sơn với quá trình kiểm tra này. - Biuged dựa vào tiêu chuẩn tương đối của Trung Quốc trên cơ sở ISO1518, và phát triển các thử nghiệm độ trầy xước của BGD 520 phù hợp với ISO1518: 2011
Liên hệ