Од биомасе до хемикалија у једном кораку

Компанија у раној фази која је настала са Универзитета Масачусетс, Амхерст, планира да комерцијализује каталитички процес за претварање целулозне биомасе у пет хемикалија које се налазе у бензину. Ове хемикалије се такође користе за производњу индустријских полимера и растварача. Анеллотецх , која тражи ризично финансирање, планира да изгради пилот постројење следеће године.



може ли детектор лажи погрешити

Пиљевина до бензина: Процес који се зове каталитичка пиролиза претвара биомасу, као што је пиљевина, у вредне хемикалије. С лева на десно: пиљевина; хемикалије сличне муљу произведене без катализатора; катализатор у праху; мешавина ароматичних молекула направљена са катализатором.

Анеллотецхови реактори изводе процес који се зове каталитичка пиролиза, који претвара три структурна молекула пронађена у биљкама – два облика целулозе и дрвени молекул лигнина – у горива. Самлевена биомаса се убацује у реактор високе температуре и меша са катализатором. Топлота узрокује да се целулоза, лигнин и други молекули у биомаси хемијски разлажу кроз процес који се назива пиролиза; катализатор помаже у контроли хемијских реакција, претварајући целулозу и лигнин у мешавину молекула на бази угљеничног прстена: бензена, толуена и ксилена.





Глобално тржиште за ову групу хемикалија износи 80 милијарди долара годишње и расте по стопи од 4 процента годишње, каже извршни директор компаније Анеллотецх Давид Судолски. Циљ нам је да се такмичимо са нафтом по цени од 60 долара по барелу, под претпоставком да нема пореских кредита или субвенција, каже он. Оснивач компаније, Џорџ Хубер , каже да његов процес каталитичке пиролизе може да створи 50 галона хемикалија по метричкој тони дрвета или друге биомасе, са приносом од 40 процената. Остали производи реакције укључују кокс, који се користи за гориво реактора.

Предност пиролизе је у томе што користи целу биомасу, каже Џон Регалбуто, саветник Програма катализе и биокатализе у Националној научној фондацији. У просеку, лигнин чини 40 процената енергије ускладиштене у целој биомаси. Али пошто се не може претворити у шећере као што то може целулоза, лигнин се не може користити као сировина за процесе ферментације попут оних које користе неке компаније за производњу биогорива за претварање шећерне трске у горива.

Пиролиза се такође разликује од гасификације, другог процеса за коришћење целе биомасе. Гасификација резултира мешавином угљеника и водоника која се назива сингас, који се затим може користити за производњу горива. Пиролиза, напротив, претвара биомасу у течна горива у једном кораку. И док се гасификација може обавити само економски у веома великим размерама, каже Регалбуто, каталитичка пиролиза би се могла обавити у мањим рафинеријама које су распоређене у близини снабдевања биомасом.



Пиролиза је ефикасан начин коришћења биомасе, али је тешко контролисати производе реакције и тешко је добити високе приносе. Кључеви Анеллотецх-овог процеса, каже Хубер, су посебно скројени катализатор и реактор који омогућава добру контролу над условима реакције. Хуберова група на УМасс-у, где је он професор хемијског инжењерства, прва је развила каталитички процес за претварање биомасе директно у бензин, а Анеллотецхови процеси су засновани на овом раду.

Хубер је до сада развио две генерације реактора у лабораторији. У тестовима, група почиње са отпадом пиљевине из локалног млина. Самлевена биомаса се доводи у реактор са флуидизованим слојем. Унутра, прашкасти чврсти катализатор се врти около у мешавини гаса загрејаног на око 600 ºЦ. Када дрво уђе у комору, оно се брзо разлаже или пиролизује на мале нестабилне молекуле угљоводоника који дифундују у поре честица катализатора. Унутар катализатора, молекули се реформишу да би се створила мешавина ароматичних хемикалија. Процес реакције траје нешто мање од два минута.

друштвени медији за лекаре

Компанија неће открити детаље о катализатору, али Хубер каже да је једно од његових најважнијих својстава величина пора. Ако су поре превелике, зачепљују се коксом, а ако су премале, реактанти се не могу уклопити, каже Хубер. Катализатор компаније је порозна силицијумска и алуминијумска структура заснована на ЗСМ-5, зеолитном катализатору који је развио Мобил Оил 1975. године и који се широко користи у индустрији прераде нафте. Судолски каже да то могу јефтино да направе извођачи. Анеллотецхови реактори су веома слични онима који се користе за пречишћавање нафте. Али реактори компаније су дизајнирани да обезбеде брз пренос топлоте и динамику флуида који обезбеђују да реактанти уђу у катализатор пре него што се претворе у кокс.

Стефан Черник , виши научник у Националном центру за биоенергетику Националне лабораторије за обновљиву енергију у Голдену, ЦО, упозорава да је процес до сада показан само у малом обиму, а сложеност ових реактора могла би значити дуг пут за њихово повећање. Није лако реплицирати у великој мери однос између хемијске реакције и преноса топлоте као што се то ради у лабораторији, каже он.



Након демонстрирања процеса у пилот постројењу следеће године, Анеллотецх се нада да ће партнер са хемијском компанијом изградити комерцијално постројење у 2014. Судолски каже да ће компанија или лиценцирати процес каталитичке пиролизе другим компанијама или изградити постројења која се дистрибуирају у близини извора биомасе, пошто транспорт биомасе није економски исплатив.

сакрити

Стварне Технологије

Категорија

Унцатегоризед

Технологија

Биотехнологија

Технолошка Политика

Климатске Промене

Људи И Технологија

Силиконска Долина

Рад На Рачунару

Мит Невс Магазин

Вештачка Интелигенција

Спаце

Паметни Градови

Блоцкцхаин

Репортажа

Алумни Профил

Алумни Веза

Функција Мит Невс

1865. Године

Мој Поглед

77 Масс Аве

Упознајте Аутора

Профили У Великодушности

Виђено У Кампусу

Алумни Леттерс

Вести

Избори 2020

Витх Индек

Под Куполом

Ватрогасно Црево

Бесконачне Приче

Пандемиц Тецхнологи Пројецт

Од Председника

Насловна Прича

Фото Галерија

Рецоммендед