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

Lượt xem:
269
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

Máy Quang Phổ Cận Hồng Ngoại SpectraAlyzer BRAUMEISTER

Hãng sx: Khác

Máy NIR SpectraAlyzer BRAUMEISTER là thiết bị chuyên dụng để kiểm tra và kiểm soát chất lượng của bia. Đó là giải pháp lý tưởng cho việc phân tích thường xuyên các thông số chất lượng chính trong quá trình sản xuất bia. Trong các hoạt động kiểm soát chất lượng sản xuất bia hiện đại, cần có kết quả phân tích chính xác và đáng tin cậy để cung cấp cho khách hàng sản phẩm cao nhất và – điều quan trọng nhất – chất lượng phải đảm bảo là trước sau như một. Để có thể cạnh tranh nhất trên thị trường thế giới, thì năng suất cao đảm bảo, chất lượng 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 SpectraAlyzer CLINICAL

Hãng sx: Khác

Máy quang phổ NIR SpectraAlyzer CLINICAL là giải pháp lý tưởng để phân tích phân thường xuyên. Trong chẩn đoán y học hiện đại, có thể cần phải phân tích những thay đổi trong thành phần phân như nước, chất béo, nitơ, đường và tinh bột. Việc định lượng các chất dinh dưỡng này vẫn là một trong những công cụ chẩn đoán quan trọng nhất đối với tình trạng kém hấp thu và tiêu hóa kém.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy Quang Phổ Cận Hồng Ngoại SpectraAlyzer DAIRY

Hãng sx: Khác

Máy NIR SpectraAlyzer DAIRY là thiết bị phân tích và kiểm tra chất lượng sữa và các sản phẩm sữa, đó là giải pháp lý tưởng để phân tích thường xuyên các thông số chất lượng chính trong quá trình sản xuất các sản phẩm sữa.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy Quang Phổ Cận Hồng Ngoại SpectraAlyzer FLEX

Hãng sx: Khác

Máy NIR SpectraAlyzer FLEX là kiểu máy phân tích có thể được điều chỉnh theo nhu cầu cá nhân. Điều này cho phép rất nhiều các tham số của nhiều loại sản phẩm được phân tích và kiểm tra. Độc lập theo từng loại mẫu, kiểm tra chất lượng có thể được thực hiện. Vì vậy, nếu bạn chưa tìm thấy phiên bản Máy NIR SpectraAlyzer phù hợp với nhu cầu của bạn trong các mẫu Model của chúng tôi, hãy hỏi chúng tôi về SpectraAlyzer FLEX.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy Quang Phổ Cận Hồng Ngoại SpectraAlyzer FLOUR

Hãng sx: Khác

SpectraAlyzer FLOUR – Máy phân tích bột Zeutec là giải pháp để phân tích thường xuyên các thông số chất lượng chính trong quá trình sản xuất bột và tinh bột. Trong các hoạt động xay xát hiện đại, các giải pháp phân tích bột đáng tin cậy và chính xác là cần thiết. Để cung cấp cho khách hàng các sản phẩm bột và tinh bột đạt chất lượng cao và đồng đều. Được thiết kế như một hệ thống mô-đun, giải pháp SpectraAlyzer® FLOUR trình bày kết quả phân tích định lượng của các thông số chất lượng chính (ví dụ: độ ẩm, protein, gluten, tinh bột, tro, màu) và nhiều chỉ tiêu khác trong vòng 45 giây. Không cần điều kiện thủ công mẫu và không cần sử dụng thuốc thử bổ sung để giải pháp phân tích này cung cấp các thông số kiểm soát chất lượng chính xác cao mà không mất thêm chi phí. Là một hệ thống độc lập, SpectraAlyzer® FLOUR tất cả máy phân tích bột và dụng cụ kiểm tra chất lượng, 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 mẫu / tham chiếu quang học độc đáo đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong môi trường có nhiệt độ dao động, rung và bụi. Máy phân tích SpectraAlyzer® FLOUR đi kèm với nhiều hiệu chuẩn sẵn sàng để sử dụng và gói phần mềm mạnh mẽ để hỗ trợ hiệu chỉnh tinh chỉnh và ghi nhật ký mở rộng, tự động cũng như lưu trữ cơ sở dữ liệu các kết quả phân tích trên máy phân tích, trong các nhà máy của mạng introet và / hoặc internet .

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Thiết bị phân tích nguyên tố ECS 4024 “CLASSIC ANALYZER” CHNS-O

Hãng sx: Khác

Máy phân tích nguyên tố CHNS-O Classic 4024 Model là một thiết bị để phân tích nguyên tố hữu cơ dựa trên phương pháp Dumas để xác định đồng thời các nguyên tố CHNS-O. ESC 4024 đại diện cho sự phát triển của các kỹ thuật phân tích nguyên tố dựa trên sự "đốt cháy nhanh" / tách sắc ký. CO2, H2O, SO2 và N2 được phân tách trong cột GC được giữ ở nhiệt độ không đổi, có thể lựa chọn nhiệt độ trong phạm vi từ 30 ° đến 110 ° C. ECS Classic 4024 là thiết bị phân tích được điều khiển bằng bộ vi xử lý hoàn toàn tự động được kết nối với PC. Kết quả có thể được xem trực tiếp qua PC bằng phần mềm chuyên dụng.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Thiết bị phân tích nguyên tố ECS 4010 CHNS-O

Hãng sx: Khác

Máy phân tích nguyên tố ECS 4010 là một thiết bị để phân tích nguyên tố hữu cơ dựa trên phương pháp Dumas để xác định đồng thời các nguyên tố CHNS-O.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy phân tích đạm bằng phương pháp Dumas ESC 8060

Hãng sx: Khác

Thiết bị phân tích Nitơ, Protein sử dụng phương pháp đốt Dumas ESC 8060 là một thiết bị hiện đại cho phân tích nguyên tố dựa trên sự đốt cháy mẫu và tách khí. Sản phẩm đốt N2 được định lượng bằng đầu dò TCD có độ phân giải cao. CO2 bị bẫy trong hệ thống Zeoquantum sáng tạo trong khi H2O được ngưng tụ bằng bẫy Permapure riêng biệt. Hoạt động hoàn toàn tự động: từ các mẫu có sẵn đến liều lượng oxy, từ việc giám sát tình trạng tiêu hao đến hệ thống tái sinh zeolit. Hệ thống ESC 8060 bao gồm: Hệ thống lò đốt kép (để đốt cháy và tối ưu hóa chất xúc tác) Hệ thống chiết nước bằng Permapure và bẫy nước Hệ thống hấp phụ CO2 bởi Zeoquantum Hệ thống đầu dò

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy phân tích nguyên tố hữu cơ đặc biệt ECS 8024

Hãng sx: Khác

ECS 8024 là thiết bị phân tích nguyên tố N và C chuyên biệt dựa trên phương pháp đốt cháy Dumas. ECS 8024 được điều chế và dành riêng cho việc xác định cacbon và nitơ trong đất và các mẫu tương tự. Nguyên lý của thiết bị ECS 8024 dựa trên quá trình đốt cháy mẫu và tách khí bằng cột sắc ký. Các sản phẩm cháy CO2 và N2 được tách và định lượng bằng đầu dò TCD có độ phân giải cao.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy phân tích nguyên tố hữu cơ ECS 8022

Hãng sx: Khác

ECS 8022 là mẫu máy phân tích nguyên tố N và C chuyên dụng dựa trên phương pháp đốt cháy Dumas. ECS 8022 được thiết kế và dành riêng cho việc xác định cacbon và nitơ trong nhiều loại mẫu.Nguyên lý ECS 8022 dựa trên quá trình đốt cháy mẫu và tách khí bằng cột sắc ký. Các sản phẩm cháy CO2 và N2 được tách và định lượng bằng đầu dò TCD có độ phân giải cao.

Liên hệ