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

Lượt xem:
232
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 đo độ nhẵn giấy Bekk emco GPR

Hãng sx: Emco - Đức

emco GPR là thiết bị kiểm tra độ mịn theo phương pháp Bekk cho giấy với khả năng tự động bù trừ áp suất không khí. Độ mịn hoặc độ thô là một tính chất bề mặt quan trọng của giấy, bìa và thùng carton. Chất lượng cấu trúc bề mặt có ảnh hưởng lớn đến khả năng in ấn và bất kỳ hình thức phủ lớp nào. Độ mịn Bekk là một phương pháp được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp giấy dựa trên dòng khí. Càng chậm khí chảy giữa bề mặt giấy và mặt phẳng lý tưởng, độ mịn càng cao, được biểu thị bằng giây độ mịn Bekk. Hình dạng, tổng thể tích cũng như sự phân bố của các lỗ hổng ở bề mặt tiếp xúc quyết định đến độ mịn. Khác với phương pháp PPS và Bendtsen, phương pháp Bekk kiểm tra một khu vực giấy đại diện có diện tích khoảng 10 cm².

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy đo độ bền liên kết lớp giấy emco IBT

Hãng sx: Emco - Đức

Máy kiểm tra độ bền kết dính nội bộ emco IBT sử dụng nguyên lý đo động học để xác định sức bền tách lớp của giấy, bìa carton và các hệ thống hợp chất. Bằng việc sử dụng máy con lắc, các lực cắt cao được mô phỏng, điều này rất quan trọng trong việc đánh giá hành vi vật liệu trong quá trình hoàn thiện sản phẩm và chịu tác động cơ học. Tốc độ xử lý cao và tải trọng cấu trúc tác động đến sức bền sợi và liên kết giữa các sợi giấy. Vì vậy, chúng ta đang nói về bài kiểm tra độ bền kết dính nội bộ theo tiêu chuẩn Tappi 569 (thử nghiệm Scott Bond). Khác với việc phân tích các thiết bị cơ học của thử nghiệm Scott Bond, emco IBT là thiết bị kỹ thuật số và sử dụng các lợi ích đi kèm.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy đo độ ẩm giấy cuộn emco MP 5

Hãng sx: Emco - Đức

emco MP 5 Moisture Predictor là hệ thống đo lường đa năng dùng để xác định độ ẩm nhanh chóng và không phá hủy của giấy, bìa giấy và bột giấy trên các cuộn giấy tĩnh và đang chạy qua bao bì, với độ sâu đo lên đến 50 mm.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy đo độ ẩm bột giấy CMM

Hãng sx: Emco - Đức

emco CMM là thiết bị đo cầm tay dùng để xác định chính xác độ ẩm của các tấm bột giấy trong một chồng giấy. Thiết bị cho phép đo độ ẩm một cách không phá hủy và chính xác trong vài giây. Hai cảm biến của thiết bị đo được đưa vào giữa các tấm giấy trong chồng bột giấy và cung cấp tín hiệu dẫn điện. Một phép hiệu chuẩn (đường đặc tính) được sử dụng để tính toán giá trị đo được dưới dạng phần trăm trọng lượng nước. Với chứng chỉ và thiết bị kiểm tra, việc kiểm tra thiết bị có thể được thực hiện cho mỗi thiết bị bất cứ lúc nào tại chỗ.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy kiểm tra chất lượng in của giấy IAS Emco

Hãng sx: Emco - Đức

Máy kiểm tra chất lượng in của giấy IAS Emco xác định sự không đồng nhất về quang học của giấy in và giấy chưa in trên bề mặt 30 mm x 30 mm.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Hệ thống kiểm tra giấy tự động emco PPA

Hãng sx: Emco - Đức

Với thiết bị kiểm tra giấy emco PPA, có thể xác định độ mịn theo phương pháp Bekk, độ xốp theo phương pháp Gurley, độ dày, độ ẩm và khối lượng giấy. Khái niệm của emco dựa trên các máy kiểm tra phòng thí nghiệm nhỏ gọn, được tối ưu hóa cho các yêu cầu đặc biệt của một nhóm sản phẩm. Chúng cung cấp tất cả các ưu điểm của kỹ thuật kiểm tra giấy tự động và việc sử dụng chúng được khuyến nghị cho việc quản lý chất lượng, cả đối với nhà sản xuất giấy và các đơn vị chuyển đổi giấy. Kiểm tra giấy tự động là xu hướng rõ ràng trong quản lý chất lượng hiện đại. **Automatisierte Papierprüfung ist der eindeutige Trend des modernen Qualitätsmanagements.** (Kiểm tra giấy tự động là xu hướng rõ ràng trong quản lý chất lượng hiện đại.)

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy đo độ ẩm giấy phế AP 500-M2

Hãng sx: Emco - Đức

Thiết bị đo độ ẩm emco AP 500-M2 là một thiết bị đo kỹ thuật số cầm tay dùng để xác định độ ẩm nhanh chóng và di động mà không cần lấy mẫu, giúp phát hiện sự tích tụ độ ẩm trong các chồng giấy và kiện giấy tái chế. Thiết bị đo độ ẩm tuyệt đối của giấy tái chế chỉ bằng cách ấn vào bề mặt. Độ ẩm này cho phép tính toán chính xác lượng nước trong lô giấy tái chế. Đồng thời, việc phát hiện các kiện giấy ẩm không chỉ ngăn ngừa chi phí phát sinh mà còn tránh được những hậu quả không mong muốn như mục nát hoặc sinh nhiệt.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy quang phổ đo màu Vista-ER

Hãng sx: Hunterlab - Mỹ

Vista với phần mềm nhúng Essentials-ER cung cấp giải pháp đo màu truyền qua độc lập được thiết kế để giúp người dùng đạt được sự tuân thủ FDA CFR 21 Phần 11 về lưu trữ hồ sơ điện tử. Giải pháp độc lập này giúp người dùng không cần phải mua các giải pháp máy tính và phần mềm tuân thủ ER bên ngoài. Vista-ER bao gồm Sổ tay Xác nhận và Tuân thủ ở dạng PDF trên ổ USB. Sổ ghi chép bản cứng có thể được đặt hàng riêng.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy đo màu MiniScan EZ 4000L

Hãng sx: Hunterlab - Mỹ

MiniScan 4000(Hình học khuếch tán d/8) Dễ sử dụng tăng hiệu suất. MiniScan EZ 4000L là máy quang phổ chiếu sáng khuếch tán có tầm nhìn diện rộng. Máy quang phổ cầm tay xem diện tích lớn này cung cấp kích thước cổng 25 mm có diện tích xem 20 mm. Sản phẩm này lý tưởng cho nhiều loại mẫu và đặc biệt hữu ích cho phép đo khi người dùng muốn giảm thiểu ảnh hưởng của độ bóng hoặc kết cấu mẫu.

Liên hệ

Chi tiêt Xem nhanh

Máy đo màu quang phổ Agera

Hãng sx: Hunterlab - Mỹ

Linh hoạt. Tất cả hợp lại thành một. Máy đo quang phổ Agera là giải pháp tối ưu để kiểm soát chất lượng bề ngoài. Với kiểu đo góc 0º/45ºc chu vi hình tròn , 60-degree gloss meter, UV-controllable LED illumination với kiểu chụp hình camera đô phân giải 5-megapixel , Agera làm cho các mẫu định vị và đo màu đơn giản như ảnh chụp nhanh. Một phép đo duy nhất chụp và lưu trữ hình ảnh trong quá trình phân tích màu sắc với phương pháp đo huỳnh quang và độ bóng. Ngay cả các mẫu lớn cũng không thành vấn đề với diện tích đo tiếp xúc điểm cố định lớn nhất trong ngành. Máy đo quang phổ Agera với màn hình cảm ứng công nghiệp, phần mềm kiểm soát chất lượng mạnh mẽ và quản lý dữ liệu hiện đại—cùng với các tùy chọn chia sẻ để bạn có thể tận dụng tối đa khoản đầu tư của mình.

Liên hệ