211service.com
Posílení celulózových biopaliv
Ministerstvo energetiky Národní laboratoře pro obnovitelnou energii (NREL) má začít pracovat na testování katalyzátoru vyvinutého společností Dow Chemical, průmyslový gigant se sídlem v Midlandu, MI, aby zjistil, zda může být použit k masivnímu posílení výroby etanolu vyrobeného z biomasy.
Pakt o biopalivech: NREL a Dow Chemical spolupracují na zlepšení termochemických procesů při výrobě etanolového biopaliva z celulózové biomasy, jako je dřevěný odpad. Skupiny doufají, že použijí katalyzátor Dow ke zlepšení přeměny syntézního plynu na etanol.
Partnerství se pokusí o způsoby, jak vyrobit etanolové biopalivo z celulózové biomasy, jako je odpad z kukuřice nebo dřeva, pomocí termochemických procesů. Konkrétně se NREL snaží použít katalyzátor Dow k přeměně syngasu – směsi vodíku a oxidu uhličitého vyrobeného zplyňováním biomasy – na směs alkoholů, včetně etanolu. Společná dohoda vyžaduje, aby partneři demonstrovali proces v pilotním měřítku a vyhodnotili proveditelnost integrovaného zařízení na komerční úrovni.
Doufáme, že katalyzátor na bázi síranu molybdenu vyvinutý společností Dow v 80. letech 20. století zlepší proces přeměny syngasu. Pokud by byl katalytický proces úspěšný, mohl by teoreticky dosáhnout rychlosti produkce 130 galonů alkoholu na tunu biomasy, což je významné zlepšení oproti 60 až 80 galonovým výtěžkům produkovaným stávajícími biochemickými fermentačními závody, říká Mark Jones, vědec rozvoje technologické strategie. s Dow.
NREL již vyvíjí termochemické reakce, jako je zplyňování, k výrobě etanolu z biomasy. Ve srovnání s biochemickými zařízeními na fermentaci etanolu je termochemická výroba mnohem rychlejší, říká Stephen Gorin, vedoucí vědecký pracovník NREL, v Golden, CO. Výkon je velmi vysoký, říká. Zepředu dozadu mluvíte řádově sekundy na rozdíl od pěti až šesti dnů při použití biochemické výroby.
Vysoké teploty používané při zplyňování mohou rozložit téměř jakoukoli formu biomasy a snadno si poradí s vysokým obsahem ligninu, který může tvořit až 25 procent mnoha forem biomasy. To znamená, že lze použít nepoživatelné suroviny, jako je dřevěný odpad a stonky a listy plodin.
Ale jeden problém s termochemickou výrobou spočívá v konečných fázích syntézy, kde se používají katalyzátory k přeměně syntézního plynu na směsnou směs alkoholů obsahujících ethanol. NREL chce učinit proces selektivnějším pro syntézu ethanolu a zvýšit výtěžky.
Pro NREL má smysl spojit své síly s Dow, říká Gorin, protože chemická společnost má dlouhou historii ve znalostech, jak vyrobit katalyzátor, a také odborné znalosti v oblasti rozšiřování průmyslových procesů na velikosti nezbytné pro komerční výrobu.
Společnost Dow na svém katalyzátoru pracuje již nějakou dobu, říká Paul Dauenhauer, chemický inženýr společnosti University of Minnesota , v Minneapolis. S termochemickým přístupem k výrobě biopaliva je katalytický krok přeměny syntézního plynu na alkoholy limitujícím faktorem z hlediska nákladů a designu, říká. Dalším limitujícím faktorem je škálování. Dauenhauer říká, že není jednoduché vzít si pilotní závod a pokusit se dosáhnout stejných výsledků v průmyslovém měřítku.
Dow je přesvědčen, že katalyzátor dosáhne výnosů, které NREL potřebuje, ale náročnou částí je zvýšení výroby, říká Jones. Existují všechny druhy proměnných, které se mohou změnit, když se zvětší velikost výrobní linky, jako je rychlost tepla, konstrukce zařízení a zacházení s kontaminanty, říká. Dow již zvýšil kompletní výrobu katalyzátoru na bázi síranu molybdenu, říká Jones. A společnost Dow prokázala výrobu etanolu za použití jednotunového množství biomasy.
Na oplátku za svůj příspěvek získává Dow odborné znalosti společnosti NREL v oblasti zplyňování ve velkém měřítku. Zájem společnosti Dow o produkci etanolu nespočívá ve vývoji dopravních paliv, ale spíše ve snižování své vlastní závislosti na ropě, říká Jones. Petrochemický průmysl představuje pouze asi 1 procento celkové spotřeby ropy, ale přesto ji potřebuje jako surovinu pro výrobu široké škály materiálů. Naším cílem je pokusit se zlepšit naši pozici v oblasti surovin, říká Jones.
Zejména etanol je velmi pěkným prekurzorem pro získání ethylenu, říká. Ethylen je základním stavebním kamenem mnoha chemikálií a plastů. Náklady na suroviny a energii v současné době představují méně než polovinu celkových výrobních a provozních nákladů společnosti Dow. V roce 2007 Dow utratil 24 miliard dolarů na nákup surovin a energie.
Cílem partnerství je zahájit testování a pokusit se zlepšit výkon katalyzátoru již v říjnu, říká Gorin. Přesné detaily tříletého partnerství však musí být ještě upřesněny a výkonnostní cíle katalyzátoru zůstávají ve vlastnictví.