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

  • 212
  • 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: Doser Messtechnik - Đức

Thiết bị đo độ ẩm trong gỗ, vật liệu xây dựng, giấy, bìa cứng, vật liệu cách điện và các loại khác. - Đo không phá hủy, chỉ cần đặt lên và đọc giá trị độ ẩm. - Nguyên lý đo độ ẩm : điện dung - Màn hình biểu đồ thanh analog , 100 phép đo mỗi giây do đó phát hiện sự khác biệt về độ ẩm - Màn hình lớn kỹ thuật số bổ sung - Lựa chọn vật liệu đo đơn giản bằng núm xoay - Hiệu chỉnh điểm không tự động - Giao diện USB: với phần mềm tùy chọn Windows DOSOFT, các giá trị đo được lưu trữ trên bộ nhớ khối của PC.
Liên hệ

Hãng sx: Doser Messtechnik - Đức

Máy đo độ ẩm giấy cuộn cầm tay PD1-AL ứng dụng đo giấy cuộn inline, cuộn giấy lăn (rolling paper), để đo và chình hệ thống lô sấy hoàn toàn chính xác, hoạt động bên bỉ, tránh được tĩnh điện gây hư hỏng máy đo.
Liên hệ

Hãng sx: Doser Messtechnik - Đức

Ứng dụng mẫu đo : - Vật liệu như gỗ, vật liệu xây dựng, giấy, bìa cứng, ống lõi giấy,.. - Có thể đo độ ẩm cuộn giấy rolling - Có thể thiết lập đường chuẩn đo ẩm bìa Carton riêng chuẩn xác hơn
Liên hệ

Hãng sx: Emco - Đức

Giải pháp emco AP 500-M6 là công nghệ đo độ ẩm dựa trên web dành cho việc xác định độ ẩm của các kiện giấy tái chế di động. Một công việc đo được mở ra thông qua đầu đọc mã vạch hoặc một kiện giấy tái chế được chọn để đo thông qua đầu đọc RFID. Thiết bị đo độ ẩm xác định độ ẩm tuyệt đối trong giấy tái chế bằng cách ấn vào. Độ ẩm này cho phép tính toán chính xác lượng nước trong lô giấy tái chế và cải thiện hiệu quả kinh tế của quá trình chuẩn bị giấy tái chế. Đồng thời, việc phát hiện các kiện giấy quá 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

Hãng sx: Emco - Đức

Phép đo sự xâm nhập động của Emco dựa trên phương pháp đo truyền siêu âm tuyệt đối đã được hiệu chuẩn. Đây là một phương pháp sáng tạo dùng để phân tích bản chất của giấy và các vật liệu khác, chất lỏng và động học của sự tương tác của chúng.
Liên hệ

Hãng sx: Cometech - Đài Loan

Máy kiểm tra áp suất thủy tĩnh (Hydrostatic Head Tester) được sử dụng để xác định khả năng chống thấm nước của vải chống nước cao hoặc vải phủ bằng cách thực hiện thử nghiệm áp suất thủy tĩnh.
Liên hệ

Hãng sx: Khác

Máy thử độ rơi loại khí nén được điều khiển bởi một xi lanh khí nén, điều khiển cấu trúc cánh đơn. Máy hoạt động yêu cầu không gian nhỏ và rất phù hợp để kiểm tra tác động của va đập đối với các sản phẩm đóng gói như thùng carton, vali, túi xách, thiết bị điện tử và các phụ kiện liên quan. Máy có khả năng mô phỏng tổn thương bao bì trong quá trình vận chuyển. Kết quả thử nghiệm sẽ làm cơ sở an toàn cho hàng hóa đóng gói trong quá trình vận chuyển hoặc làm cơ sở đánh giá an toàn cho các hàng hóa bị tác động va đập khi sử dụng.
Liên hệ

Hãng sx: Cometech - Đài Loan

QC-121M2F được sử dụng để kiểm tra độ bền nén của các vật liệu đóng gói lớn như thùng carton, xốp, Styrofoam, v.v. Máy có thể đo lường khả năng chịu lực và biến dạng của mẫu thử dưới áp lực nén, điều này rất quan trọng đối với quản lý logistics và kho bãi. Máy QC-121 sử dụng phương pháp đo lực 3 điểm, giúp tăng độ chính xác trong việc cảm nhận lực.
Liên hệ

Hãng sx: Khác

Thiết bị đầu tiên có khả năng đo độ mềm cảm quan trên giấy lụa, giấy, vải không dệt, hàng dệt may, da, v.v. Phép đo dựa trên tính chất cộng hưởng của vật liệu hỗ trợ được đo. Tiếng ồn phát ra từ giấy cùng với các thông số vật lý khác (độ dày, trọng lượng, độ cứng...) được phân tích bằng thuật toán toán học để xác định độ nhẵn mịn với giá trị số và trên thang đo do người dùng xác định.
Liên hệ

Hãng sx: Labthink - Trung Quốc

Dựa trên nguyên lý thử nghiệm của phương pháp phân hủy chân không, được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM F2338 và các tiêu chuẩn khác. Nó phù hợp chuyên nghiệp để phát hiện rò rỉ lọ thuốc và phát hiện rò rỉ theo dõi ống thuốc, chai lọ đựng thuốc, chai truyền dịch, ống tiêm đã nạp sẵn và các bao bì dược phẩm khác.
Liên hệ