211service.com
Celulozes biodegvielas palielināšana
Enerģētikas departaments Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas (NREL) ir jāsāk testēt katalizatoru, ko izstrādājis uzņēmums Dow Chemical, rūpniecības gigants, kas atrodas Midlendā, MI, lai noskaidrotu, vai to var izmantot, lai masveidā palielinātu no biomasas ražota etanola ražošanu.
Biodegvielas pakts: NREL un Dow Chemical sadarbojas, lai uzlabotu termoķīmiskos procesus, lai ražotu etanolu biodegvielu no celulozes biomasas, piemēram, koksnes atkritumiem. Grupas cer izmantot Dow katalizatoru, lai uzlabotu sintēzes gāzes pārvēršanu etanolā.
Partnerība mēģinās iegūt etanola biodegvielu no celulozes biomasas, piemēram, kukurūzas vai koksnes atkritumiem, izmantojot termoķīmiskos procesus. Konkrēti, NREL vēlas izmantot Dow katalizatoru, lai pārveidotu sintēzi – ūdeņraža un oglekļa dioksīda maisījumu, kas iegūts no biomasas gazifikācijas – spirtu, tostarp etanola, maisījumā. Kopīgā vienošanās paredz, ka partneri demonstrē procesu izmēģinājuma mērogā un novērtē integrētas komerciāla mēroga iekārtas iespējamību.
Cerams, ka Dow 80. gados izstrādātais molibdēna sulfāta katalizators uzlabos sintēzes gāzes pārveides procesu. Ja tas būs veiksmīgs, katalītiskais process teorētiski varētu sasniegt 130 galonu spirta uz vienu tonnu biomasas, kas ievērojami uzlabotu esošo bioķīmiskās fermentācijas iekārtu ražu no 60 līdz 80 galonu, saka Marks Džonss, tehnoloģiju stratēģijas izstrādes zinātnieks. ar Dow.
NREL jau izstrādā termoķīmiskas reakcijas, piemēram, gazifikāciju, lai no biomasas iegūtu etanolu. Salīdzinot ar bioķīmiskām etanola fermentācijas iekārtām, termoķīmiskā ražošana ir daudz ātrāka, saka Stīvens Gorins, vecākais zinātnieks ar NREL, Golden, CO. Caurlaide ir ļoti augsta, viņš saka. No priekšpuses uz aizmuguri jūs runājat par sekundēm, nevis piecām līdz sešām dienām, izmantojot bioķīmisko ražošanu.
Augstās temperatūras, ko izmanto gazifikācijā, var sadalīt gandrīz jebkura veida biomasu un viegli tikt galā ar augsto lignīna saturu, kas var veidot pat 25 procentus no daudzām biomasas formām. Tas nozīmē, ka var izmantot neēdamas izejvielas, piemēram, koksnes atkritumus un kultūraugu kātiņus un lapas.
Bet viena problēma ar termoķīmisko ražošanu ir sintēzes beigu posmos, kur katalizatorus izmanto, lai sintezēto gāzi pārvērstu jauktā spirtu maisījumā, kas satur etanolu. NREL vēlas padarīt procesu selektīvāku etanola sintēzei un palielināt iznākumu.
Gorins saka, ka NREL ir lietderīgi apvienot spēkus ar Dow, jo ķīmiskajam uzņēmumam ir bijusi ilga pieredze, zinot, kā ražot katalizatoru, kā arī zināšanām par rūpniecisko procesu palielināšanu līdz komerciālai ražošanai nepieciešamajiem izmēriem.
Dow ir strādājis pie sava katalizatora jau labu laiku, saka Pols Dauenhauers, Ķīmijas inženieris. Minesotas Universitāte , Mineapolē. Viņš saka, ka, izmantojot termoķīmisko pieeju biodegvielas ražošanai, katalītiskais posms, kas pārvērš sintētisko gāzi spirtos, ir ierobežojošs faktors izmaksu un dizaina ziņā. Otrs ierobežojošais faktors ir mērogošana. Dauenhauers saka, ka nav vienkārši izveidot izmēģinājuma rūpnīcu un mēģināt iegūt tādus pašus rezultātus rūpnieciskā mērogā.
Dow ir pārliecināts, ka katalizators sasniegs NREL nepieciešamo ražu, bet izaicinošā daļa ir ražošanas apjoma palielināšana, saka Džonss. Viņš saka, ka ir dažādi mainīgie lielumi, kas var mainīties, palielinot ražošanas līnijas izmērus, piemēram, siltuma ātrums, aprīkojuma dizains un piesārņojuma novēršana. Dow jau ir palielinājis pilnīgu molibdēna sulfāta katalizatora ražošanu, saka Džonss. Un Dow ir demonstrējis etanola ražošanu, izmantojot vienu tonnu biomasas.
Apmaiņā pret savu ieguldījumu Dow iegūst NREL zināšanas liela mēroga gazifikācijā. Dow interese par etanola ražošanu nav saistīta ar transporta degvielas izstrādi, bet gan savas atkarības no naftas samazināšanu, saka Džonss. Naftas ķīmijas rūpniecība patērē tikai aptuveni 1 procentu no kopējā naftas patēriņa, taču tai tomēr tā ir vajadzīga kā izejviela, lai ražotu plašu materiālu klāstu. Mūsu mērķis ir mēģināt uzlabot savu izejvielu pozīciju, saka Džonss.
Jo īpaši etanols ir ļoti jauks prekursors etilēna iegūšanai, viņš saka. Etilēns ir daudzu ķīmisko vielu un plastmasas pamatelements. Izejvielu un enerģijas izmaksas pašlaik veido nedaudz mazāk par pusi no Dow kopējām ražošanas un darbības izmaksām. 2007. gadā Dow iztērēja 24 miljardus ASV dolāru, lai iegādātos izejvielas un enerģiju.
Partnerības mērķis ir sākt testēšanu un mēģināt uzlabot katalizatora veiktspēju jau oktobrī, saka Gorins. Taču precīzas trīs gadu partnerības detaļas vēl nav precizētas, un katalizatora darbības mērķi joprojām ir patentēti.