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

Lượt xem:
270
Thương hiệu:
Advanced measurement instruments (AMI) - Mỹ
Giá:
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:

Sản phẩm cùng loại

Chi tiêt Xem nhanh

Lò nung 1200℃ SH-FU-14MG

Hãng sx: SH Scientific - Hàn Quốc

Thông số kỹ thuật: - Nhiệt độ tối đa: 1200℃ - Nhiệt độ khi chạy liên tục : 1000℃ ( nhiệt độ khuyến nghị ) - Bộ điều khiển nhiệt độ: PID vi xử lý kỹ thuật số - Cảm biến : Loại K - Vật liệu cách nhiệt : Gốm sứ - Thành phần làm nóng : KANTAL A-1 - Dung tích: 14 lít - Kích thước buồng hấp: 250 x 350 x 160 (mm) - Kích thước bên ngoài : 500 x 610 x 670 (mm ) - Trọng lượng: 65 kg - Nguồn cấp : + 110V, 50 / 60Hz, 1 pha, 34A + 220V, 50 / 60Hz, 1 pha, 18A - Công suất gia nhiệt: 4.1kW

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Lò nung 1200℃ SH-FU-5MG

Hãng sx: SH Scientific - Hàn Quốc

Lò nung là loại lò nung có buồng nung bên ngoài với các bức tường tỏa nhiệt bên trong khoang để ngăn không cho mẫu tiếp xúc với ngọn lửa. Chúng tôi cung cấp nhiều mức nhiệt độ khác nhau của lò nung có thể sử dụng cho phòng thí nghiệm và các ngành công nghiệp liên quan khác.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy lắc Vortex VM-01U

Hãng sx: SH Scientific - Hàn Quốc

Máy trộn Vortex là thiết bị phòng thí nghiệm nghiên cứu thiết yếu được sử dụng để trộn và khuấy trong nhiều ứng dụng khác nhau. Quy trình kiểm soát chất lượng và sản xuất nghiêm ngặt của chúng tôi đảm bảo mọi máy trộn Vortex đều chính xác, chuẩn xác và dễ sử dụng. Các máy trộn này tuân thủ các thông số kỹ thuật thiết kế và quy định an toàn quốc tế để bảo vệ người dùng và môi trường. • Thiết kế công thái học • Truyền động động cơ DC không chổi than cho tuổi thọ cao • Ba chế độ hoạt động: điều khiển cảm ứng, hẹn giờ hoặc chế độ liên tục • Mô-men xoắn không đổi trong phạm vi tốc độ đầy đủ • Thiết kế cân bằng đối trọng để giảm thiểu độ rung của thân máy • Đầu đa năng cho nhiều ứng dụng trộn khác nhau • Phạm vi nhiệt độ 5~40°C phù hợp với tủ lạnh và tủ ấm

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

SpectraAlyzer GRAIN NEO

Hãng sx: Khác

SpectraAlyzer GRAIN NEO được xây dựng để cung cấp đánh giá và đảm bảo chất lượng các loại hạt ngũ cốc cho người nông dân, buôn lái và các nhà chế biến. SpectraAlyzer GRAIN NEO là giải pháp lý tưởng cho bạn để đo độ ẩm, protein, chất béo/dầu, tro và các thông số chất lượng khá SpectraAlyzer GRAIN NEO được xây dựng để cung cấp đánh giá và đảm bảo chất lượng các loại hạt ngũ cốc cho người nông dân, buôn lái và các nhà chế biến. SpectraAlyzer GRAIN NEO là giải pháp lý tưởng cho bạn để đo độ ẩm, protein, chất béo/dầu, tro và các thông số chất lượng khác trong các hạt ngũ cốc, hạt có dầu và bột.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy Quang Phổ Cận Hồng Ngoại NIR SpectraAlyzer FOOD

Hãng sx: Khác

Máy NIR SpectraAlyzer FOOD là thiết bị phân tích thực phẩm, là giải pháp lý tưởng để phân tích thường xuyên các thông số chất lượng chính trong quá trình sản xuất thực phẩm. Trong các hoạt động kiểm soát chất lượng thực phẩm hiện đại, các giải pháp phân tích thực phẩm đáng tin cậy và chính xác là cần thiết để cung cấp cho khách hàng sản phẩm tốt nhất và – điều quan trọng nhất – chất lượng phải ổn định. Để cạnh tranh nhất trên thị trường thế giới, năng suất cao nhất quán, kiểm soát chất lượng thực phẩm hàng đầu và chi phí sản xuất thấp là những mục tiêu cần phải đạt được.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy Quang Phổ Cận Hồng Ngoại NIR SpectraAlyzer MEAT

Hãng sx: Khác

Máy NIR SpectraAlyzer MEAT là giải pháp lý tưởng để phân tích thường quy các thông số chất lượng chính trong quá trình chế biến thịt, xúc xích, lạp xưởng và sản xuất thức ăn vật nuôi. Trong quá trình chế biến thịt, SpectraAlyzer MEAT cho phép phân tích đa thành phần các thông số quan trọng như nước, hàm lượng chất béo, hàm lượng protein, collagen và tro … trong vòng vài giây. Do đó, quy trình sản xuất có thể được giám sát chặt chẽ bằng cách phân tích mẫu từ bất kỳ giai đoạn nào của dây chuyền sản xuất – không cần chuẩn bị mẫu và sử dụng thuốc thử hoặc vật tư tiêu hao khác.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

MÁY NIR SpectraAlyzer SPIRITS

Hãng sx: Khác

Máy NIR SpectraAlyzer SPIRITS là giải pháp đơn giản cho thói quen phân tích các thông số chất lượng cơ bản trong ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn. Trong sản xuất rượu mạnh, SpectraAlyzer SPIRITS thực hiện các phép kiểm tra chất lượng quan trọng như nồng độ cồn và tỷ trọng trong một vài giây. Do đó, quá trình chưng cất và chiết tách có thể được giám sát chặt chẽ bằng cách phân tích các mẫu từ bất kỳ giai đoạn nào của dây chuyền sản xuất – không cần chuẩn bị mẫu và sử dụng thuốc thử hoặc vật tư tiêu hao khác. Để xác định chất lượng các thông số trong nguyên liệu thô được sử dụng và phần dư, SpectraAlyzer FLEX có thể được sử dụng. Ngoài ra, thiết bị này cũng có thể được sử dụng cho ngũ cốc nguyên hạt cũng như phân tích bột và bột nhão.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy Quang Phổ Cận Hồng Ngoại NIR SpectraAlyzer SUGAR

Hãng sx: Khác

Máy NIR SpectraAlyzer SUGAR là giải pháp lý tưởng để phân tích định kỳ các thông số chất lượng chính trong quá trình sản xuất và chế biến đường. Trong các nhà máy đường hiện đại, các phương pháp phân tích chính xác và đáng tin cậy là cần thiết để cung cấp cho khách hàng những sản phẩm cao nhất và – điều quan trọng nhất – chất lượng phù hợp. Để có thể cạnh tranh nhất trên thị trường thế giới, năng suất cao nhất quán, kiểm soát chất lượng đường hàng đầu và chi phí sản xuất thấp là những mục tiêu cần phải đạt được.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

MÁY NIR SpectraAlyzer TEXTILE

Hãng sx: Khác

Máy NIR SpectraAlyzer TEXTILE là giải pháp lý tưởng để phân tích định kỳ các thông số chất lượng chính trong quá trình sản xuất hàng dệt may hoặc hóa chất. Trong các hoạt động xử lý hiện đại, các giải pháp phân tích chính xác và đáng tin cậy là cần thiết để cung cấp cho khách hàng những sản phẩm cao nhất và – điều quan trọng nhất – chất lượng phù hợp. Để có thể cạnh tranh nhất trên thị trường thế giới, năng suất cao nhất quán, chất lượng hàng đầu và chi phí sản xuất thấp là những mục tiêu cần phải đạt được. Được thiết kế như một hệ thống mô-đun, SpectraAlyzer TEXTILE đưa ra kết quả phân tích của các thông số chất lượng chính này (ví dụ độ ẩm, protein, chất béo, dầu, chất xơ, tro, dung môi và nhiều thứ khác) trong vòng 45 giây, mà không cần phải tự xử lý mẫu và sử dụng thêm thuốc thử. Vì vậy, giải pháp phân tích cung cấp các tham số kiểm soát chất lượng chính xác cao mà không mất thêm chi phí. Là một hệ thống độc lập, giải pháp máy phân tích có thể được vận hành rất dễ dàng và trực quan – thậm chí gần với dây chuyền sản xuất. Cấu trúc chắc chắn và thiết lập tham chiếu / mẫu quang học độc đáo bên trong đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong môi trường có nhiệt độ dao động, rung và bụi. Máy NIR SpectraAlyzer TEXTILE sử dụng các gói đường chuẩn có sẵn cho nhiều ứng dụng và gói phần mềm mạnh mẽ để tạo điều kiện cho việc tinh chỉnh mô hình và ghi nhật ký mở rộng và tự động cũng như lưu trữ cơ sở dữ liệu các kết quả phân tích.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy NIR SpectraAlyzer WINE

Hãng sx: Khác

Máy NIR SpectraAlyzer WINE là thiết bị lý tưởng cho kiểm tra và kiểm soát chất lượng rượu vang, là giải pháp để phân tích thường xuyên các thông số chất lượng chính trong quá trình sản xuất rượu vang. Trong các hoạt động chế biến kiểm tra chất lượng rượu vang hiện đại, các giải pháp phân tích chính xác và đáng tin cậy là cần thiết để cung cấp cho khách hàng sản phẩm cao nhất và – điều quan trọng nhất – chất lượng phải đảm bảo trước sau như một. Để có thể cạnh tranh nhất trên thị trường thế giới, năng suất cao duy trì, chất lượng hàng đầu và chi phí sản xuất thấp là những mục tiêu cần phải đạt được.

Liên hệ