Catalytic Fast Machine
Catalytic fast pyrol (CFP), lignocellulosic biomass'ı gelişmiş yakıt özellikleri ile sıvı biyo-petrollere dönüştürerek, sadece piroliz buharlarının aksine, daha düşük oksijen içeriği ile yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir biyo-yakıtımı sağlayan ve daha yüksek enerji verimliliğine sahip bir katalizörü ortaya koyar.
Tronocellulosic feedstock - öncelikle hücreli, hemicellulose ve lignin - asitli, korrosalizeli ve depolama sırasında repolimerizasyona karşı reaksiyon yollarının içerdiği ortaya çıkan buharlar, daha yakından petrol hamalleri, şekerler ve olerjik hepatitler, karbonatın asitleştirilmesine neden olur.
Zeolitler, özellikle HZSM-5, CFP için en iyi şekilde kullanılan katalizörler, örneğin mikroporlar ve güçlü asit siteleri.The pore structure, like lightne, toluene, and xylene (BTX), bu da oksijenasyonlar veya kimyasal öncüler nedeniyle değerlidir.
Son Teknolojik Gelişmeler
1. Gelişmiş Catalyst Tasarımı ve Mühendisliği
katalizör tasarımındaki son atılımlar, birçok yenilenme döngüsü üzerinde yüksek aktiviteyi sürdürmek için eşanlamlı ve deaktivasyonları azaltmaya odaklandı. Mikrogözlü zeolitler, organik olarak daha fazla çıkmak için difüzyon kısıtlamalarına maruz kalıyorlar. Örneğin, desilikasyon ve dezenfeksiyon tedavileri, MFI tipine bağlı olarak ikincil kardinal zeolitler geliştirdiler,% 200-X BT’ye göre daha fazla şarj etmeden daha büyük biyomasötik olmayan moleküllerin daha fazla bilgilendirilmesine izin verdi.
Bir başka yenilik, temel-tip katalizörlerin kullanımıdır, bir zeolit çekirdeği ince bir mesogözlü kabukla kaplıdır.Geçmiş karaborsalar büyük ligin-derive oligomers, zeolitin gözeneklerine ulaşmadan önce, porselen blokajı azaltırken, nikelli zeolitler, Ga/ZSM5 veya Ni/ZSM5 gibi, ek dehidrojenasyon ve hidrojenolit aktivitelerini tanıtır.
Metal oksit katalizörleri, özellikle de karışık oksitlere dayanan (MgO-Al2O3, CeO2-ZrO2 ve kalsiyum bazlı büyücüler), mayınların kullanımını seçici olarak ortadan kaldırma yeteneğine dikkat çekti - bir ışıktan gelen reaksiyon ve reziğe daha düşük maliyetlidir, çünkü CFP için genellikle atıkların faydalarını azaltan ağır bir biyoyaptır.
2. Bütünleşik Süreç Yapıları
CFP'de temel bir ilerleme, pyriz'in bir sonraki yükseltme adımlarını sürekli, tek bir eğitim sürecinden alan bir araya getirmektir. Geleneksel olarak, hızlı pirolizden biyo-petrolünler ve doygun bileşikleri ile birlikte, daha sonra ayrı bir ünitede buharlaşmış veya sıvılaşmış bir şekilde-bapsız bir şekilde-yapılmış bir şekilde-parlaklı bir şekilde-parlaklı yatak-baplı-parlaklı bir reaktöre zarar verir.
Ex-situ konfigürasyonları daha büyük esneklik sunar: katalizör yatağı, piroliz reaktörden farklı bir sıcaklık ve uzay hızında çalıştırılabilir, ısı çatlaklarının ve katalitik yükseltmenin bağımsız optimizasyonuna izin verir. Son pilot ölçekli sıvı yağ asitleri ile elde edilirken (örneğin,% 10'dan fazla sulfidli NiMo katalizörü için 120-150 bar H2), sıvı yağda %25-35'lik sıvı biyokütle elde edilir.
Bir diğer gelişmekte olan entegrasyon, CFP sıvı katalitik çatlaklarla (FCC) Kombinasyon biyo-petrol veya katalitik piolitikanın, geleneksel bir FCC ünitesindeki vakum gaz yağı ile kombine edilmiş ve% 20 sültasyonda oksijen oksijenler mevcut olan son benzinli ürünlerinde oksijenli özellikleri olmadan kırılabilir ve çürükürülebilir.
3. Rejim Mühendisliği ve Heat Transfer Innovations
Verimli ısı transferi CFP'de kritiktir, çünkü piroliz reaksiyon, regenerator döngüleri ile sürekli olarak homojenleşmiş reaktörlere geri döner ve sertleşen ısı transferleri sunar.
Ağur (screw) reaktörler ayrıca önemli bir gelişme gördü, özellikle küçük ölçekli ve dağıtılmış biyokütmeler dönüşümleri için.Bir auger reaktöründe, biyokütleler ve katalizörler mekanik olarak karıştırılıyor ve ısıtılmış bir sistemle elektriksel olarak kontrol ediliyor. Son zamanlarda çok sayıda ısıtma bölgeleri ve iç resitasyon sağlayarak, biyokütme maliyetlerini azaltır.
Mikrodalga Enerji, mikrodalga ısılarını metalik veya biyokürücü katalizör ile kullanarak daha az yoğun olarak ısıtırken, enerjinin tüm reaktör hacmini ısıtması gerektiğini azaltır. Çeşitli çalışmalar, mikrodalga derinliği ile ilgili daha yüksek verimler ve daha düşük bir miktar ısıtılır.
Feedstock Preted ve CFP üzerindeki Etkisi
Tronocellulosic biyomass'ın özellikleri - içerik, nem, parçacık büyüklüğü ve ligin kompozisyonu - CFP performanslarını güçlü bir şekilde etkiler: yüksek ash seviyeleri (özellikle alkali ve alkali-n-rasırası metalleri gibi), kar), organik sıvı verimini ve su verimini artırmak ve azaltmak için istenmeyen yan reaksiyonları katılaştırıyorlar.
- [FONT:0]Washing ve leaching:[DÜT:1) Sıcak su veya dilute asit ile biyokütle biyokütleler alkali metallerin %70'ine kadar ortadan kaldırır. 30 dakika boyunca 60 °C'de basit su yıkaması, CFP'de 5-10 oranında biyo-yap karbon verimini artırmak için gösterilmiştir.
- [FONT:0)Torrefaction: [Dönetici: [Dönetici: 4-300 °C inert gaz) hemicellulose ortadan kaldırır ve sağlam olarak oksijen içeriği azaltır.
- [FONT:0)Demineralizasyon asit Hidrolysis aracılığıyla: Dilutesulfuric-acid preted, yaygın olarak hücreli tanol proseslerde kullanılır, ayrıca ash içeriği azaltır ve hemicellulose ve ligin, CFP'de daha yüksek BTX aromatiği seviyelere sahiptir.
Preted seçimi en iyi CFP katalizörünü ve koşullarını etkiler. Örneğin, metal destekli biyokütle tasarımı ile birlikte, genel enerji tüketimini azaltır ve orta ölçekli atıklardan kaçınır.
Meydanlar ve Devamlı Araştırma
Catalyst Deactivation ve Rejenerasyon
İyileştirmelere rağmen, katalizör deactisyon, biyokütmelerin en büyük teknik bariyerini ticari CFP'ye taşır. Coke deposition yavaş yavaş aktif siteler ve gözenekler, dönüşüm ve ürün seçiciliği azaltır.Simpistik veya mesoffer katalizörler ile bile, kakao verimi, biyokütmelerin% 10 ila 15'ine ulaşabilir ve buharlı su tasarrufu için yapılan buharlı su döngüsüne kadar yapılan araştırmalarda, buharlı su tasarrufuna sürekli olarak geri gönderilir.
Bir başka sorun, ana katalizöre ulaşmadan önce biyokütlelerden metal zehirlenmesidir, düşük maliyetli katalizörler (örneğin, biyokürücüler veya tedavi edilen çamurlar) aynı zamanda, yeniden inşa edilmelerinden önce zehirlenen koruyucu yataklar için daha fazla toleransla sonuçlanır.
Ekonomik Viability ve Scale-Up
Yayınlanmış teknoekonomik analizler (TEAs) C-FP'nin günde minimum 3-5 $ benzinli-gallon-equivalent (GGE) ve bitki ölçeğinde (500-2000 kuru ton) ve daha düşük hidrojen tüketimi için maliyetinin 1,50-3.00'te ortalamaya kadar yüksek olması gerektiğini gösteriyor.
Hidrojen talebini kesmek, mevcut araştırmaların odağıdır. Bir strateji, hidrojene karşı bir hidrojen kaynağı olarak biyokütle kullanmak, bir hidrojen zengin bağışçısı (örneğin, CFP, CFP, “kanalitik hızlı pirolizolizinci oksijene kıyasla) bir karbonatını azaltmak için CFP'yi bir şekilde kullanmaktır.
Biorefinery Systems ile entegrasyon
Genel ekonomi geliştirmek için araştırmacılar, CFP'nin birkaç dönüşüm platformundan biri olduğu bütünleşik biyorefineries için savunuyorlar. Örneğin, ABD Enerji Biyoenerji Teknolojileri Ofisi, bir “lignin-ilk” biyorefinery üretmek için şunları söyledi: hücreli şekerleme, şekerleme veya kimyasallara (örneğin,) göre, CFP'nin CFP'ye ait bir organik ısıtılması ve CFP'ye ait bir biyolojik-söpürücük biyo-zenginal biyo-enerji üretimine maruz kaldığı bir biyolojik-seçmiş biyo-yönetici.
Bir başka umut verici entegrasyon, rüzgar veya güneş tarafından desteklenen yenilenebilir hidrojen üretimi ile yapılır. Elektrik ucuz olduğunda, hidrojen 2 ila 3 kg olarak üretilebilir, genel Hidrojektör CFP biyo-petrol maliyetinin azaltılmasını sağlayacaktır.
Çevre ve sürdürülebilirlik
CFP, tarım ve orman kalıntılarının tükenmesi veya depolanması konusunda önemli çevresel avantajlar sunar. Atık biyokütleleri kullanarak enerji ürünleri ile ilişkili doğrudan toprak kullanan değişikliklerden kaçınır. Bununla birlikte, sürdürülebilirlik, yemleme kaynağına bağlıdır: ek kalıntıların aşırı çıkarılması toprak organik karbonu azaltıp erozyonu azaltılabilir.En iyi uygulamalar sadece pirinci gazların bir kısmını (örneğin, 30–50%) ve neredeyse kendini yeterince kendi kendine yetecek kadar enerji santralini korumak için yeterlidir.
CFP süreçlerinin Emisyonları genellikle petrol rafinerisinden daha düşük, çünkü biyokütle azot ve sulfur içerik düşük, uygun olmayan NOx ve SO2 formlarından elde edilebilir NOx ve SO2 formasyonlarını artırmak için CO2 ve GHGenius gibi) tüm tedarik zincirini doğru bir şekilde optimize etmek için CO2 ve izler.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Kedili hızlı piroliz ile ilgili son gelişmeler, klasöral sıvılaştırılmış yatak ve mikrodalga destekli sistemler gibi biyoyakıtlı üretime büyük ölçüde daha yakın bir şekilde yatırım yapan yenilikçi katalizörler, özellikle de geleneksel biyo-yakıtlı motorlarla petrol verimliliğine sahip olan yakıt standartlarını karşılayan ekonomik maliyetlerin azaltılması ve biyo-enerji azaltımı ile daha iyileştirilmiş ısıtılması gibi, biyo-enerji verimliliğine sahip olan karbon azaltımının daha iyileştirici değerlerine sahip olduğu konusunda daha fazla karbon azaltılabilir.
katalizör dayanıklılık, yemstock pretedavileri ve biyorefinery entegrasyon sözlerinin geri kalan engellerin üstesinden gelmeleri için devam eden araştırmalar, küresel geçişte düşük karbonlu ulaşım enerji sistemi için tedarik zincirlerinin geliştirilmesine bağlı olacaktır.
Daha fazla okuma için, ayrıntılı süreç verilerini www.D.D.D. Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) KAYIT araştırma programı) ve son teknolojik modeller tarafından yayınlanan www.FLT:2.IEA Bioenerji Teknolojisi İşbirliği Programı)[Dönemli bir tasarım stratejilerinin incelenmesi CFP için ticari yollara ilişkin bilgi sunar.