Name: biomass conversion to produce hydrocarbon liquid fuel via hot-vapor filtered fast pyrolysis and catalytic hydrotreating
Uploaded: 2016-12-25T12:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 28 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Biomass Conversion to Produce Hydrocarbon Liquid Fuel Via Hot-vapor Filtered Fast Pyrolysis and Catalytic Hydrotreating at JoVE.com

이 작품은 PNNL의 NREL에서 계약 DE-AC36-08 - GO28308에서 미국 에너지 부 (DOE)와 계약 DE-AC05-76RL01830에 의해 지원되었다. 저자는 기꺼이 DOE의 바이오 에너지 기술 사무소의 지원을 인정합니다.

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저자는 더 경쟁 재정적 이해 관계가 없음을 선언합니다.

본 논문에서는 빠른 열분해 및 촉매 수소화를 통해 연료 범위의 탄화수소 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스를 변환하는 자세한 절차를 설명했다. 5 cm, 내경 유동층 반응기 및 1.3 cm의 내경 고정층 촉매 반응기 및 그 동작 방법과 PNNL 수소 처리 시스템과 NREL 열분해 반응기 시스템이 상세히 설명된다. 이 반응기 시스템은 효율적이고 안전한 방식으로 수소화 열분해 테스트를 수행하는데 사용될 수있다. 우리는 열분해 반응기 시스템에서 액체 바이오 오일을 생산하는 대표적인 초본 원료를 사용하고, 상기 바이오 오일은 두 단계 촉매 베드의 Ru / C 및 코모 / 알루미늄 2 O 3 등을 황화 포함한 수소 처리 시스템에서 처리 된 촉매는 연료 범위 액체 탄화수소를 생성한다. 이 과정은 또한 목재, 잔디, 옥수수 여물 포함한 바이오 매스 원료의 광범위한 적용 열분해 된 후 생성 된 업그레이드바이오 오일은 바이오 연료를 생산합니다. 또한 바이오 매스 목재, 조류와 같은 액화 석유 (바이오 원유)과 같은 다른 바이오 매스에서 생성 된 중간체를 업그레이드에 사용될 수 16 수소 처리 및 수소 처리. 열분해시 바이오 오일 수율을 극대화 바이오 매스의 최대 휘발을 달성하기에 충분한 온도로 빠르게 바이오 매스를 가열이 필요합니다. 대부분의 미생물, 이는 500-600 ℃의 온도를 의미한다. 유동층은 높은 가열 속도를 제공하고, 바이오 매스를 모래로부터 빠른 열 전달을 제공한다. 작은 입자의 사용은 높은 가열 속도를 제공한다. 일반적으로 몇 % 더 높은 바이오 오일 수율은 &lt;2mm 바이오 매스 지상보다 0.5 mm &lt;바이오 매스 지상으로 달성된다. 극대화 수율은 낮은 온도 (1 ~ 2 초)의 체류 시간을 유지하여 증기의 열 균열을 최소화하는 것을 의미한다. 열분해 증기 끓는 점의 넓은 범위의 화합물이 포함되어 있습니다. 따라서, H오티 배관은 액체, repolymerized 증기 및 문자로 오염 될 경향이있다. 이러한 상황을 피하기 위해, 100 ° C 이하 오거 온도 및 오염을 방지하기 위해 400 ℃ 이상의 반응기 축합 열차 사이의 모든 표면을 유지하지만, 500 ° C 이하 열분해를 최소화. 열 테이프 철저한 커버리지 냉점을 방지하고 균일 한 온도를 제공 할 필요가있다. 그들에 폐쇄와 수 놓은 절연 패드는 일반적으로하여보다 균일 한 온도의 결과로,보다 균일 한 커버리지를 제공한다. 이는 온도가 응축기 입구 막힘을 초래할 수있는 고비 점 물질의 repolymerization 기회를 최소화하기위한 제 1 콘덴서 급격히 강하하는 것이 중요하다. 또한, 액체 회수를 최대화하고 가스 측정 및 분석 기기의 손상을 방지하기 위해 2 응축기에서 드라이 아이스를 사용하는 것이 필요하다. 일부 고급 기능은 기본 빠른 열분해 과정에서 언급되지 않았다. 나는t는 반응기 입구 근처 압력계 송신기가 유용하다. 또한, 반응기 사이클론에 걸쳐 압력 차를 측정하고 건조한 시험 미터의 최종 압력 및 온도 (정확한 부피 계산을 사용하는)을 측정하는 것이 유용하다. 또한 침대가 균일하게 충분히 균일 한 온도를 제공하기 위해 유동화되어 있는지 확인하는 열분해 침대에서 추가 열전대를하는 것이 도움이된다. 일반적으로, &lt;5 ° C의 확산은 베드를 통해 수직으로 볼 수있다. 또한 반응기에 중첩 루프 온도 제어를하는 것이 유용하다. 오일 다량 필요하면 다시 느슨하게 장착 된 항아리와 하단에 밸브를 갖는다 아래 보조 숯 수신기 숯 수신기의 저면에 밸브를 설치하여 실장하는 것이 도움이된다. 이것은 연속 운전이 장시간 동안 유지 될 수 있도록하는 것이 가능 항아리에 마침내 보조 수신기로 숯 수신기를 비우고 할 수있다. 진동 도움이됩니다작동에 FUL. 파이프 수동 타격 사용할 수 있지만, 자동 진동자는보다 안정 교반을 제공한다. 이들은 공급기 원활한 공급 흐름을 유지하도록 로크 호퍼 오거 포트에서 연속적으로 작동 될 수있다. 또한, 문자 배수 동안 보조 문자 수신기에 자동 진동기를 사용하면 해당 작업이 훨씬 더 신뢰할 수 있습니다. 뜨거운 증기 여과 균열 및 위와 같이 바이오 오일 수율을 감소 향상시킵니다. 여전히 낮은 응축 온도 (&gt; 400 °의 C) 상기 필터의 온도를 유지하는 균열 최소화한다. 필터에 불활성 표면은 균열을 감소시킬 수있다. 필터 면적은 압력 강하를 감소시키는 클 필요가있다. 빠른 열분해 공정의 주요 제한은 제조 된 바이오 오일은 직접적인 이용을 제한하고 지속 몇 가지 문제가 발생 고점도, 부식성 불량 휘발성 ​​저 발열량 화학적 불안정성과 같은 몇 가지 큰 문제가 특성을 가지고 있다는자신의 업그레이드를 보내고. -6,7,8,9- 빠른 열분해는 H 2와 같은 반응성 가스의 존재 하에서 수행 항 빠른 열분해 촉매 열분해 빠르고 신속 열분해 열분해 기상 업그레이드하는 촉매 공정에 통합되고, 그리고 수소 첨가 열분해의 변형 더 높은 품질의 바이오 오일로 이어질하지만 높은 운영의 복잡성과 낮은 제품 수율을 고통을 수 있습니다. 4,8 두 단계 촉매 적 수소화 처리는 탄화수소 범위의 연료로 바이오 오일 변환하는 양호한 처리 결과를 보였다. 바이오 오일은 탄소 재료 및 이에 따른 촉매 비활성화를 형성하고 심지어 플러깅 대한 높은 경향을 초래하기 때문에 이러한 저온 repolymerization 축합을 겪을 수 보닐 페놀 화합물 등의 활성 종의 존재 화학적으로 불안정한 것으로 알려져 촉매층. 따라서, 제 1 단계 수소 첨가 단계는 프로세스에 대한 중요한이고, 이중 안정 하였다적당한 수소화 촉매를 사용하여 비교적 낮은 온도에서 카르 보닐 및 페놀의 수소화 O 오일. 수소화 촉매의 성능은 프로세스의 장기적 안정성 및 동 작성의 핵심이다. 수소화 탈산 소화에 의해 산소를 제거하여 황화물 계 수소화 촉매에 의해 제 2 단계에서 발생 하였다. 생산 수율 및 최종 오일 생성물의 특성은 두 번째 단계에서 사용 된 촉매 및 조건에 의존한다. 액체 연료의 최종 수율을 최대화하는 것은, 반응 온도, 압력, 및 공간 속도를 포함하여 이러한 알킬화 함수 CC 결합을 발생시킬 수있는 촉매 및 반응에 최적화 된 파라미터를 사용하여 달성 될 수있다. 수소화 공정의 주요 제한 때문에 화학적 불안정성 및 오염 물질 (17)의 존재하에, 수소화 촉매의 수명, 특히 첫번째 단계 수소화 촉매로서 바이오 오일의 일부 문제 성질 여전히 제한되어 있다는전체 공정 비용이 많이 드는하게 에디션. 보다 강력한 촉매를 사용함으로써 달성 될 수있는 사용 된 촉매의 수명을 최대화; 반응 온도, 압력 및 공간 속도를 포함하여 최적의 반응 매개 변수; 또는 전처리 바이오 오일 피드의 활성 종 또는 오염 물질의 함유량을 저하한다. 수소 처리가 포함 된 가연성 가스와 액체와 높은 압력과 반응기 온도에서 작동했다. 따라서, 안전 규칙과 절차를 엄격하게 따라야한다.

우리 사회는 화석 연료 (예를 들어, 석유, 천연 가스, 석탄 등)에 크게 의존한다. 이러한 리소스는 없습니다 지속 가능한 에너지 원이며, 화석 연료 자원, CO 2 배출의 환경 영향, 경제적 문제를 점차 감소에 대한 우려로 이어지는, 빠르게 증가하는 속도로 고갈되고있다. 대안과 지속 가능한 에너지 원에 대한 수요 증가가 1,2,3,4입니다. 바이오 매스는 현재 에너지 생산 및 변환 시스템의 화석 연료를 대체하는 액체 연료 (바이오) 및 탄소 계 화학 물질의 생산을위한 전용 재생 가능한 탄소 중립 리소스이다. 3,4 현재 가장 풍부하고 가장 저렴한 바이오 소스 인 목질 바이오 매스 (예, 목재, 잔디, 에너지 작물, 농업 폐기물 등), 각종 열 화학적 및 생물학적 경로를 통해 바이오 연료를 생산하는 방법으로 가장 주목 받고있다. <s최대&gt; 3,4 세 가지 기본 노선들은 최근 연구의 초점이었다 : 바이오 연료에 수성 상 촉매 및 생화학 적 처리에 의해 다음 설탕 1) 생화학 적 또는 화학적 변환; 바이오 연료 또는 알코올로 촉매 전환이어서 합성 가스 2) 가스화; 3) 바이오 연료에 촉매 업그레이드 한 다음 액체 바이오 오일을 열분해 또는 액화. 3,4 첫 번째 경로는 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스의 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 부분을 활용할 수 있습니다. 업그레이드와 통합 열분해는 바이오 연료의 직접 생산을위한 단기 실행 가능한 기술로 간주됩니다. 열분해는 산소의 부재하에 400 내지 550 ° C 사이의 온도에서 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스의 열분해된다. 4,5,6, 예컨대 탈 중합, 탈수, 및 C-C 결합 등의 절단 반응들을 열분해시 발생 복잡한 혼합물 O의 형성으로 이어질F 200 개 이상의 산소 화합물을들 수있다. 4,5,6 바이오 오일 (건조 사료의 75 중량 %까지) 높은 수율을 유지 바이오 매스 원료에 저장된 에너지의 최대 70 %로 제조 할 수있다. 4,5 그러나, 표준 장비의 수송 연료로 생성 된 열분해 바이오 오일을 직접 사용하기 때문에 높은 점도, 부식성, 가난한 변동성, 저와 같은 다른 물리적, 화학적 특성으로 이어질 높은 산소와 수분 함량,의 문제가 발열량 및 불량한 안정성. 따라서, 광범위한 산소 제거는 탄화수소 범위의 연료로 바이오 오일을 업그레이드하는 데 필요한 -6,7,8,9-. 수소 고체 촉매를 사용하여 촉매 수소화는 수소화 탈산 소화 및 수소 첨가 반응을 통해 산소를 제거하여 바이오 오일을 업그레이드하는 가장 일반적인 경로이다. 6,7,8,9 현재 하이드로이어서 열분해위한 주요 문제점 중 하나는 특히 대한 장기적인 안정 동작을 달성하는 것바이오 오일 바이오 오일 무기 황 잔기의 열적 불안정성 중요한 촉매 불 활성화를 야기하는 수소 제조 방법. 바이오 오일 10,11 열 불안정성 바이오 오일의 활성 종을 안정화시키는 저온 수소화에 의해 해결되었다. 바이오 오일 분획의 repolymerization을 촉진하고 증착에 의해 수소화 촉매를 비활성화 할 수있는 무기 잔류 물을 제거하여 바이오 오일 (11, 12) 정리, 도움이 될 수 있습니다. 뜨거운 증기 여과 효과적으로 열분해 동안 숯 입자를 제거하여 바이오 오일 중의 무기 함량을 감소시키는 기술이다. 13,14,15 뜨거운 증기 여과 증기의 응결 전에 고온에서 열분해 가스 / 증기 스트림으로부터 숯 미립자를 분리하는 열분해 반응기의 하류에 사용된다. 13,14,15 우리는 여기에 바이오 매스 빠른 pyrol 국립 재생 에너지 연구소 (NREL)에서 사용되는 프로토콜을보고이 Analysis와 뜨거운 증기 여과없이 모두 연속 유출 충전 층 촉매 반응기 바이오 연료 생산 바이오 오일 수소화 처리를위한 유동층 반응기 퍼시픽 노스 웨스트 국립 연구소 (PNNL)에서를 사용하는 바이오 오일을 생성한다. 반응기 시스템, 운영 방법, 처리 및 원료 바이오 오일 및 바이오 분석의 구성을 상세히 설명한다. 또는 뜨거운 증기 필터링 및 생성 된 바이오 오일의 수소 처리하지 않고 대표적인 바이오 매스 공급 원료의 열분해 처리의 결과는 또한 뜨거운 증기 여과의 영향에 대한 평가와 함께 제공됩니다.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Pyrolysis system&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Feedstock</td><td></td><td></td><td>Mill to pass 2 mm screen</td></tr><tr><td>Sand for bed material</td><td>Black Rock</td><td></td><td>Screen to 300-500 microns</td></tr><tr><td>Furnace</td><td>Thermcraft</td><td>TSP-3.75-0-24-3C-J13667/1A</td><td>Split tube furnace 3.75 ID X 24 L</td></tr><tr><td>Pyrolysis reactor</td><td>Custom-built at NREL</td><td></td><td>2&quot; diameter, height 17&quot;, dual staggered plate distributor, 316SS, Auger port is 2.5 cm above distributor and is cooled with air or water, there is a coiled 1/4&quot; 304 SS tube below the distributor to pre-heat the gas</td></tr><tr><td>Cyclone</td><td>Custom-built at NREL</td><td></td><td>1&quot; diameter</td></tr><tr><td>Cyclone receiver</td><td>Custom-built at NREL</td><td></td><td>1 L capacity</td></tr><tr><td>Cyclone secondary receiver</td><td>Custom-built at NREL</td><td></td><td>1 L capacity</td></tr><tr><td>Hot vapor filter</td><td>Serv-A-Pure</td><td>SC2-0P10B34-X</td><td>316SS, 10 inches long, 2.0 micron</td></tr><tr><td>2-neck round-bottomed flasks</td><td></td><td></td><td>500 ml</td></tr><tr><td>Electrostatic precipitator</td><td>Allen Scientific Glassware, NREL-built electrodes</td><td>Custom built</td><td>2&quot; diameter 10&quot; long ground electrode, glass enclosed, stop-cock on bottom</td></tr><tr><td>High-voltage power supply</td><td>Spellman High Voltage</td><td>Bertan 803C-300P</td><td>30 kV max, 0.5 mA</td></tr><tr><td>Cold-finger condenser</td><td>Aldrich</td><td>Z164038</td><td></td></tr><tr><td>Coalescing filter</td><td>Finite</td><td>10C15-060</td><td></td></tr><tr><td>Dry test meter</td><td>American Meter</td><td>DTM-200A</td><td>with IMAC counter</td></tr><tr><td>Gas chromatograph</td><td>Varian</td><td>CP-4900</td><td>MS5A, PBQ, CP-Sil columns</td></tr><tr><td>Hydrogen detector</td><td>Gerhard Wagner</td><td>TCM-4</td><td>thermal conductivity detector</td></tr><tr><td>Non-Dispersive Infrared Spectrometer</td><td>California Analytical</td><td>Model 300</td><td>Carbon monoxide 0-5%, 0-25%, carbon dioxide 0-5%, 0-20%, methane 0-5,000 ppmv, 0-3%</td></tr><tr><td>Mass flow controller</td><td>Celerity (now Tylan)</td><td>Unit 7301</td><td>0-20 SLM reactor bottom, 0-10 SLM auger, 0-2 slm purges, 0-5 slm air</td></tr><tr><td>Auger</td><td>Auger Manufacturing Specialists</td><td>110520</td><td>3/8&quot; Dia SS RH Auger 18&quot;</td></tr><tr><td>Motor for Auger</td><td>Leeson</td><td></td><td>Gearmotor-Parallel Shaft, 94 rpm, 1/15 HP, TEFC, 115 VAC</td></tr><tr><td>Feeding system: Motor for hopper</td><td>Lenze</td><td>VDE0530</td><td>7KB4-7-100H Motor Ac Helical Gearbox 3PH 0.25 kW 1.4/0.82 A</td></tr><tr><td>Feeding system: Hopper and Loss in weight feeder</td><td>K-TRON Soder</td><td>KCL24T20</td><td>with K10S controller</td></tr><tr><td>Feeding system: Valves</td><td>Swagelok</td><td>SS-65TS16</td><td>151 bar at 37 &amp;deg;C and 6.8 bar at 232 &amp;deg;C</td></tr><tr><td>Control system</td><td>Opto22</td><td>SNAP-PAC parts</td><td></td></tr><tr><td>Heat cables</td><td>McMaster-Carr</td><td>4550T152 and similar</td><td>Extreme-Temperature (1,400 &amp;deg;F), heavy insulation for use on metal</td></tr><tr><td>Ball Vibrator</td><td>Vibtec</td><td>K 8</td><td></td></tr><tr><td>U-tube</td><td>Custom-built at NREL</td><td></td><td>1/4&quot; PFA and stainless steel tubing, 1.4 m tall</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Hydrotreating system&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ru on carbon catalyst</td><td>Fabricated at PNNL</td><td></td><td>7.6 wt% Ru on carbon</td></tr><tr><td>3% Co and 9% Mo on Al&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; catalyst</td><td>Alfa-Aesar</td><td>45579</td><td>Cobalt oxide, typically 3.4-4.5%, Molybdenum oxide typically 11.5-14.5% on alumina</td></tr><tr><td>Feeding pumps</td><td>ISCO</td><td>500D</td><td>Syringe pump, 500 ml cylinder capacity</td></tr><tr><td>Mass flow controller</td><td>Brooks</td><td>SLA5850S1BAF4B1A1</td><td></td></tr><tr><td>Temperatrue controller</td><td>Cole-Parmer</td><td>WU-89000-10</td><td>Digi-Sense Advanced Temperature Controller, 115 V</td></tr><tr><td>Thermocouples</td><td>Omega</td><td></td><td>K-type thermocouples</td></tr><tr><td>Pressure transducer</td><td>Omega</td><td>PX309-3KG5V</td><td></td></tr><tr><td>Heat tapes</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-03106-27</td><td>Dual element heating tape, 1/2 in x 12 ft, 936 watts, 120 VAC w/ 2-prong plug</td></tr><tr><td>Digital pressure gauge</td><td>Omega</td><td>DPG4000-3K</td><td>High Accuracy Digital Pressure Gauge, with Data Logging Capability</td></tr><tr><td>Back pressure regulator</td><td>Mity-Mite</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gas flow meter</td><td>Mesa Labs</td><td>200-220L</td><td>Dry Cal, Definer 220 Low Flow&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Hydrotreating reactor, cross, tee, fittings</td><td>Parker, Autoclave</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Combustible gas sensor</td><td>SMC</td><td>5100-02-IT-S1-01-00-0-0</td><td>Combustible gas detection sensor, 24 VDC power, analog 4-20 MADC output with modbus, no relays</td></tr><tr><td>H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;S sensor</td><td>SMC</td><td>5100-05-IT-S1-01-00-0-0</td><td>H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;S toxic gas sensor module, 24 VDC power, analog 4-20 MADC output with modbus, no relays</td></tr><tr><td>Ventilation sensor</td><td>TSI</td><td>FHM10</td><td>Fume Hood Monitor FHM10</td></tr><tr><td>Micro-Gas chromatograph</td><td>Inficon</td><td>Inficon 3000</td><td>Four-channel micro-GC with molecular sieve, Plot U, Alumina, and Stabilwax columns</td></tr><tr><td>Lab-view based monitering and controlling system</td><td>Custom-built at PNNL</td><td></td><td>Using National Instruments parts and Labview software</td></tr></tbody></table>

biomass conversion to produce hydrocarbon liquid fuel via hot-vapor filtered fast pyrolysis and catalytic hydrotreating

Lignocellulosic biomass conversion to produce biofuels has received significant attention because of the quest for a replacement for fossil fuels. Among the various thermochemical and biochemical routes, fast pyrolysis followed by catalytic hydrotreating is considered to be a promising near-term opportunity. This paper reports on experimental methods used 1) at the National Renewable Energy Laboratory (NREL) for fast pyrolysis of lignocellulosic biomass to produce bio-oils in a fluidized-bed reactor and 2) at Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) for catalytic hydrotreating of bio-oils in a two-stage, fixed-bed, continuous-flow catalytic reactor. The configurations of the reactor systems, the operating procedures, and the processing and analysis of feedstocks, bio-oils, and biofuels are described in detail in this paper. We also demonstrate hot-vapor filtration during fast pyrolysis to remove fine char particles and inorganic contaminants from bio-oil. Representative results showed successful conversion of biomass feedstocks to fuel-range hydrocarbon biofuels and, specifically, the effect of hot-vapor filtration on bio-oil production and upgrading. The protocols provided in this report could help to generate rigorous and reliable data for biomass pyrolysis and bio-oil hydrotreating research.

대표적인 초본 미생물의 빠른 열분해는 스위치 그래스, 또는 뜨거운 증기 여과 생성물 바이오 오일의 수소화 처리 촉매없이 여기에보고 된 과정에 대한 일례로서 사용된다. 이 실험의 자세한 내용은 우리의 최근의 책에서 자세히 확인할 수 있습니다. (15) 뜨거운 증기 필터링 빠른 열분해 표 1은 바이오 오일, 문자와 함께 전형적인 초본 원료에 대한 뜨거운 증기 필터없이 생성 가스 수율을 보여줍니다. 뜨거운 증기를 여과없이 대조 실험의 경우, 증기는 필터 하우징 비록 통과하지만, 상기 필터가 설치되지 않았다. 이 두 실험에서 동일한 체류 시간을 유지하므로 차이는 필터에만 기인한다. 바이오 오일 수율은 액체 인터로 바이오 매스의 주요 부분의 성공적인 전환을 나타내는, 56 %로 52 %였다테 오일. 대표적인 바이오 오일 샘플의 사진을도 4에 나타낸다. 질량 균형 폐쇄 90 %로 86 %였다. 제대로 응축 기차에서 수집되지 않은 빛 증기 질량 손실의 하나의 소스이었다. 열분해 오일을 응축하기 어려운 등 hydroxyacetaldehyde (비점 20.2 ℃)와 같은 여러 저비점 화합물을 함유. 두 번째 드라이 아이스 트랩을 추가하면 빛을 응축 화합물의 회복이 향상됩니다. 이전 응축 증기 농도를 증가시켜 빛 증기의 회복을 향상 여기에보고보다 높은 바이오 매스 공급 속도로 실험을 수행. 광 응축 화합물의 탈출 출구 가스의 가스 크로마토 그래피 - 질량 분광 분석에 의해 확인 될 수있다. 질량 균형 때문에 상대적으로 많은 양의 지팽이에서 생산 된 탈출 광 문자,의 가능성, 초본 원료 상대적으로 낮았다. 크래킹 반응에 따라서 필터에서 발생뜨거운 증기 필터의 clusion는 석유 생산량 감소 및 가스 생산량을 증가했다. 표 2 및도 5 및도 6은 초본 원료의 분석 결과 및 생성 된 바이오 오일을 나타낸다. 뜨거운 증기 필터링은 검출 한계 이하로 1.45 %에서 바이오 오일 애쉬 잔류 물을 감소시켰다. 알루미늄, 칼슘, 철, 칼륨, 마그네슘, 나트륨, 인, 규소 등의 각종 이물질은 바이오 오일에서 관찰되었으며, 이들은 주로 바이오 매스 원료에서 유래. 뜨거운 증기 필터링 상당히 뜨거운 증기 필터링 효과적으로 CHAR 화산재 입자를 제거하여 바이오 오일의 미량 원소 함량을 감소시키기위한 강력한 프로토콜임을 나타내는 바이오 오일 무기 내용을 감소시켰다. 뜨거운 증기 필터링은 또한 탄소 함량을 감소 바이오 오일의 산소 농도는 증가 하였다. 우디의 공급 원료에 비해 낮은 회분 함량이초본 원료 및 바이오 오일 애쉬 낮은 감소 무기 내용이 관찰된다. (15) 바이오 오일의 촉매 수소화 제조 된 바이오 오일의 분석 결과는 공정으로부터 제조 된 바이오 오일이 내연 기관에 직접 사용하기에 충분한 품질이 아닌 사실과 일치했다. 따라서, 바이오 - 오일의 업그레이드가 필요합니다. 두 바이오 오일 샘플을 상술 한 조건 하에서 수소 처리 시스템의 수소 처리 촉매로 업그레이드되었다. 바이오 오일은 촉매층에 축적 문자 또는 바이오 - 오일의 활성 종의 중합 제품과 수소 원자로를 연결하는 것으로 알려져있다. 따라서, 수소 시험 중에 촉매 상을 가로 지르는 압력 강하는 문자 또는 중합 제품을 축적하는 중요한 지표이다. 뜨거운 증기 여과 나IO-오일은 수소 시험에서 60시간 TOS에 대해 거의 완벽하게 수행했다. 그러나, 비 여과 바이오 오일 펌프에서 분리하고, 처리되지 않은 ~ 5 중량 %의 불용 고형분을 가졌다. 비록 이러한 치료 고형분으로 충전 촉매층을 밀봉 TOS 아마 때문에 비 여과 바이오 오일의 잔류 고형물의 50 시간 후 압력 강하 축적 여전히 있었다. 표 3 및 4, 5 및 7에서 서로 다른 토스에서 바이오 오일 수소화 처리 용 제품의 수율을 도시한다. CH 4, C 2 H 6, C 3 H (8)를 포함하는 업그레이드 오일 상과 수성 상 및 기체 생성물을 포함한 액상 제품, 위상 - 분리, C (4) H (10), CO 및 CO 2를 제작했다. 도 4는 수복 업그레이드 오일 샘플의 사진을 보여준다. 표 5업그레이드 된 오일의 분석 결과를 나타내고,도 5는 바이오 오일 및 업그레이드 된 오일의 원소 분석 결과를 비교한다. 수소화 처리는 산소, 황 및 질소를 감소시키고 생체 송유 크게 수소 첨가에 아주 효과적이었다. 업그레이드 된 오일의 산소 함량은 바이오 오일 공급 산소의 40 중량 %보다 훨씬 낮은 35이었다 ~2.0 중량 %이었다. 업그레이드 된 오일의 수소 대 탄소 비율은 바이오 오일 피드 ~1.3 비교 ~1.7이었다. 0.81에서 0.83로 증가 업그레이드 된 오일의 밀도의 추세 g / 시험 기간 동안, 60 시간 이상 TOS 온화한 촉매 불 활성화를 제안 용액. 도 7에 도시 된 바와 같이, 필터링 된 고온 증기를 필터링되지 않은 바이오 오일 사이의 수소 처리 제품의 비교는 뜨거운 증기 여과 바이오 오일 consi이다 약간 높은 물을 업그레이드 오일 비율로 이끄는 것으로 나타났다뜨거운 증기 여과 바이오 오일 피드의 높은 산소 함량 스텐트. 두 바이오 오일 업그레이드 된 기름의 특성은 매우 유사 하였다. 뜨거운 증기를 필터링 및 필터링되지 않은 바이오 오일의 수소화 처리 사이의 큰 차이는 고온 증기 여과 바이오 오일의 사용 촉매층 비 여과에 사용되는 촉매 상에 비해 이물질의 덜 증착 하였다이었다 바이오 오일. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig1.jpg" /> 5 cm 유동층 열분해 시스템도 1 회로도. 뜨거운 증기 필터, 축합 시스템, 및 가스 - 측정 시스템이있다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig2.jpg" /><b<html> R /&gt; 그림 미니 원자로 수소 처리 시스템 2. 회로도. (MFC : 질량 유량 제어기, RD : 파열 디스크, PT : 압력 변환기; PI : 압력 지표 (게이지), BPR : 백 압력 조절기, PR : 압력 조절기) <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig3.jpg" /> 미니 수소 처리 반응기에서 베드 촉매의 그림 3. 도식. 촉매층의 온도 프로필은 좌측에 도시되어 있고, 각 스테이지의 촉매의 위치는 우측에 나타나있다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> S / ftp_upload / 54088 / 54088fig4.jpg &quot;/&gt; 대표적인 바이오 오일 샘플 (왼쪽)와 대표 업그레이드 오일 샘플 (오른쪽) 4. 사진을 그림. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig5.jpg" /> 도 초본 원료 (지팽이), 고온 증기를 여과하여 생성 된 바이오 오일 및 오일의 업그레이드 원소 분석 결과 5. 비교. 탄소, 수소 및 산소 함량은 바이오 매스의 빠른 열분해 후 많이 변화하지 않았다 그러나, 산소 함량은 현저하게 감소하고, 수소 함량은 바이오 오일 수소화 처리 후 증가 하였다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> &lt;유지-together.within 페이지 = &quot;1&quot;&gt; : FO P 클래스 = &quot;jove_content&quot; <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig6.jpg" /> 6. 오일 수율, 탄소 효율의 비교, 여과 뜨거운 증기 및 비 여과 열분해에서 바이오 오일의 일부 속성을 그림. 이 축합 전에 열분해 증기의 고온 가스를 여과의 영향을 보여준다. 고온 가스를 여과 무기 잔류 물을 제거하지만, 또한 열분해 오일 수율 [3- LM] 및 오일, 산소 농도 등의 오일 특성에 영향을 미친다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig7.jpg" /> 여과 뜨거운 증기 및 필터링되지 않은 열분해로부터 바이오 오일의 수소화 처리 결과의 비교를도 7. 뜨거운 증기 여과 바이오 오일 약간 높은 물 대 리드<html> 공연비 두 바이오 오일 업그레이드 연료의 특성은 매우 비슷하다. 두 열분해 오일의 수소 사이의 큰 차이는 뜨거운 증기 필터링 바이오 오일의 침대 촉매가 미네랄 훨씬 덜 증착을 보였다는 것이다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="1 번 테이블" src="/files/ftp_upload/54088/54088table1.jpg" /> 표와 뜨거운 증기 여과없이 주요 열분해 제품 (바이오 오일, 숯, 가스)와 초본 원료 (지팽이)의 열분해에 대한 물질 수지 폐쇄 1. 산출한다. <img alt="표 2" src="/files/ftp_upload/54088/54088table2.jpg" /> 로 뜨거운 증기 여과없이 생성되는 대표적인 초본 원료 (지팽이), 바이오 - 오일의 표 2. 분석. 088table3.jpg &quot;/&gt; 표 여과 뜨거운 증기 및 비 여과 대표 바이오 오일의 다른 토스에서 주요 수소 제품의 3. 수율. <img alt="표 4" src="/files/ftp_upload/54088/54088table4.jpg" /> 표 4는 대표적인 바이오 오일의 수소화 처리 중에 가스 조성물을 만들었다. <img alt="표 5" src="/files/ftp_upload/54088/54088table5.jpg" /> 대표적인 바이오 오일의 수소에서 업그레이드 된 석유 제품의 표 5. 분석.

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Biomass Conversion to Produce Hydrocarbon Liquid Fuel Via Hot-vapor Filtered Fast Pyrolysis and Catalytic Hydrotreating

바이오 오일을 생산하는 목질 계 바이오 매스의 빠른 열분해 용 연료 등급 탄화수소를 생산하는 바이오 오일의 촉매 수소화를위한 실험 방법이 제시된다. 바이오 - 오일에서 미세 문자 입자 및 무기 오염 물질을 제거하는 빠른 열분해 동안 뜨거운 증기 여과도 평가 하였다.

바이오 매스 변환 빠른 열분해 및 촉매 수소 처리 필터링 탄화수소 액체 연료 통해 뜨거운 증기를 생산하는

Lignocellulosic biomass conversion to produce biofuels has received significant attention because of the quest for a replacement for fossil fuels. Among ...

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26.4K 조회수.  Pacific Northwest National Laboratory (PNNL).  바이오 오일을 생산하는 목질 계 바이오 매스의 빠른 열분해 용 연료 등급 탄화수소를 생산하는 바이오 오일의 촉매 수소화를위한 실험 방법이 제시된다. 바이오 - 오일에서 미세 문자 입자 및 무기 오염 물질을 제거하는 빠른 열분해 동안 뜨거운 증기 여과도 평가 하였다. 

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Evaluation of Integrated Anaerobic Digestion and Hydrothermal Carbonization for Bioenergy Production

Lignocellulosic biomass is one of the most abundant yet underutilized renewable energy resources. Both anaerobic digestion (AD) and hydrothermal carbonization (HTC) are promising technologies for bioenergy production from biomass in terms of biogas and HTC biochar, respectively. In this study, the combination of AD and HTC is proposed to increase overall bioenergy production. Wheat straw was anaerobically digested in a novel upflow anaerobic solid state reactor (UASS) in both mesophilic (37 &#176;C) and thermophilic (55 &#176;C) conditions. Wet digested from thermophilic AD was hydrothermally carbonized at 230 &#176;C for 6 hr for HTC biochar production. At thermophilic temperature, the UASS system yields an average of 165 LCH4/kgVS&#160;(VS: volatile solids) and 121 L CH4/kgVS&#160;at mesophilic AD over the continuous operation of 200 days. Meanwhile, 43.4 g of HTC biochar with 29.6 MJ/kgdry_biochar was obtained from HTC of 1 kg digestate (dry basis) from mesophilic AD. The combination of AD and HTC, in this particular set of experiment yield 13.2 MJ of energy per 1 kg of dry wheat straw, which is at least 20% higher than HTC alone and 60.2% higher than AD only.

A novel Upflow Anaerobic Solid State (UASS) reactor was used for biogas production from fibrous feedstock. Digestate from UASS reactor was hydrothermally carbonized into HTC biochar in a pressurized batch reactor. The integration of the two bioenergy concepts was applied in this study to increase overall bioenergy production.

바이오 에너지 생산을위한 통합 혐기성 소화 및 열수 탄화의 평가

Lignocellulosic biomass is one of the most abundant yet underutilized renewable energy resources. Both anaerobic digestion (AD) and hydrothermal ...

연구

환경과학

Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of a variety of lignocellulosic feedstocks. Here we demonstrate the use of these low-cost protic ILs in the deconstruction of lignocellulosic biomass (Ionosolv pretreatment), yielding cellulose and a purified lignin. In the most generic process, the protic ionic liquid is synthesized by accurate combination of aqueous acid and amine base. The water content is adjusted subsequently. For the delignification, the biomass is placed into a vessel with IL solution at elevated temperatures to dissolve the lignin and hemicellulose, leaving a cellulose-rich pulp ready for saccharification (hydrolysis to fermentable sugars). The lignin is later precipitated from the IL by the addition of water and recovered as a solid. The removal of the added water regenerates the ionic liquid, which can be reused multiple times. This protocol is useful to investigate the significant potential of protic ILs for use in commercial biomass pretreatment/lignin fractionation for producing biofuels or renewable chemicals and materials.

The pretreatment of lignocellulosic biomass with protic low-cost ionic liquids is shown, resulting in a delignified cellulose-rich pulp and a purified lignin. The pulp gives rise to high glucose yields after enzymatic saccharification.

저가 이온 성 액체와 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스의 전처리

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of ...

A Toolkit to Enable Hydrocarbon Conversion in Aqueous Environments

This work puts forward a toolkit that enables the conversion of alkanes by Escherichia coli and presents a proof of principle of its applicability. The toolkit consists of multiple standard interchangeable parts (BioBricks)9 addressing the conversion of alkanes, regulation of gene expression and survival in toxic hydrocarbon-rich environments.
A three-step pathway for alkane degradation was implemented in E. coli to enable the conversion of medium- and long-chain alkanes to their respective alkanols, alkanals and ultimately alkanoic-acids. The latter were metabolized via the native &beta;-oxidation pathway. To facilitate the oxidation of medium-chain alkanes (C5-C13) and cycloalkanes (C5-C8), four genes (alkB2, rubA3, rubA4and rubB) of the alkane hydroxylase system from Gordonia sp. TF68,21 were transformed into E. coli. For the conversion of long-chain alkanes (C15-C36), theladA gene from Geobacillus thermodenitrificans was implemented. For the required further steps of the degradation process, ADH and ALDH (originating from G. thermodenitrificans) were introduced10,11. The activity was measured by resting cell assays. For each oxidative step, enzyme activity was observed.
To optimize the process efficiency, the expression was only induced under low glucose conditions: a substrate-regulated promoter, pCaiF, was used. pCaiF is present in E. coli K12 and regulates the expression of the genes involved in the degradation of non-glucose carbon sources.
The last part of the toolkit - targeting survival - was implemented using solvent tolerance genes, PhPFD&alpha; and &beta;, both from Pyrococcus horikoshii OT3. Organic solvents can induce cell stress and decreased survivability by negatively affecting protein folding. As chaperones, PhPFD&alpha; and &beta; improve the protein folding process e.g. under the presence of alkanes. The expression of these genes led to an improved hydrocarbon tolerance shown by an increased growth rate (up to 50%) in the presences of 10% n-hexane in the culture medium were observed.
Summarizing, the results indicate that the toolkit enables E. coli to convert and tolerate hydrocarbons in aqueous environments. As such, it represents an initial step towards a sustainable solution for oil-remediation using a synthetic biology approach.

A sustainable auto regulating bacterial system for the remediation of oil pollutions was designed using standard interchangeable DNA parts (BioBricks). An engineered E. coli strain was used to degrade alkanes via &beta;-oxidation in toxic aqueous environments. The respective enzymes from different species showed alkane degradation activity. Additionally, an increased tolerance to n-hexane was achieved by introducing genes from alkane-tolerant bacteria.

수성 환경에서 탄화수소 전환을 사용하는 툴킷

This work puts forward a toolkit that enables the conversion of alkanes by Escherichia coli and presents a proof of principle of its applicability. The ...

생체공학

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil (HGO) for production of transportation fuels through a fluid catalytic cracking (FCC) route. Cracking experiments are performed with a fully automated reaction unit at a fixed weight hourly space velocity (WHSV) of 8 hr-1, 490-530 &#176;C, and catalyst/oil ratios of 4-12 g/g. When a feed is in contact with catalyst in the fluid-bed reactor, cracking takes place generating gaseous, liquid, and solid products. The vapor produced is condensed and collected in a liquid receiver at -15 &#176;C. The non-condensable effluent is first directed to a vessel and is sent, after homogenization, to an on-line gas chromatograph (GC) for refinery gas analysis. The coke deposited on the catalyst is determined in situ by burning the spent catalyst in air at high temperatures. Levels of CO2 are measured quantitatively via an infrared (IR) cell, and are converted to coke yield. Liquid samples in the receivers are analyzed by GC for simulated distillation to determine the amounts in different boiling ranges, i.e., IBP-221 &#176;C (gasoline), 221-343 &#176;C (light cycle oil), and 343 &#176;C+ (heavy cycle oil). Cracking of a feed containing canola oil generates water, which appears at the bottom of a liquid receiver and on its inner wall. Recovery of water on the wall is achieved through washing with methanol followed by Karl Fischer titration for water content. Basic results reported include conversion (the portion of the feed converted to gas and liquid product with a boiling point below 221 &#176;C, coke, and water, if present) and yields of dry gas (H2-C2's, CO, and CO2), liquefied petroleum gas (C3-C4), gasoline, light cycle oil, heavy cycle oil, coke, and water, if present.

This paper presents an experimental method to produce biofuels and biochemicals from canola oil mixed with a fossil-based feed in the presence of a catalyst at mild temperatures. Gaseous, liquid, and solid products from a reaction unit are quantified and characterized. Conversion and individual product yields are calculated and reported.

접촉 분해 변환을 통해 유채 기름에서 바이오 연료와 바이오 케미컬의 실험실 생산

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

화학

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative environmental impact and slag formation. The selected short rotation coppice (SRC) willow wood has a high ash content (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq1.jpg" /> = 1.96%) and, therefore, a high content of emission and slag precursors. Therefore, the reduction of minerals from SRC willow wood by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization (MAHC) at 150 &#176;C, 170 &#176;C, and 185 &#176;C is investigated. An advantage of MAHC over conventional reactors is an even temperature conductance in the reaction medium, as microwaves penetrate the whole reactor volume. This allows a better temperature control and a faster cooldown. Therefore, a succession of depolymerization, transformation and repolymerization reactions can be analyzed effectively. In this study, the analysis of the mass loss, ash content and composition, heating values and molar O/C and H/C ratios of the treated and untreated SCR willow wood showed that the mineral content of the MAHC coal was reduced and the heating value increased. The process water showed a decreasing pH and contained furfural and 5-methylfurfural. A process temperature of 170 &#176;C showed the best combination of energy input and ash component reduction. The MAHC allows a better understanding of the hydrothermal carbonization process, while a large-scale industrial application is unlikely because of the high investment costs.

A protocol for the emission precursor depletion from low quality biomass by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization treatment is presented. This protocol includes the microwave parameters and the analysis of the biocoal product and process water.

저온 마이크로파 보조 열 량 화에의 한 버드 나무 연료 방출 감소

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

Transformation of Organic Household Leftovers into a Peat Substitute

A two-step procedure is described for the synthesis of a carbon material with a similar composition and properties as peat. The produced hydrochar is made suitable for agricultural applications by removing plant growing inhibitory substances. Wet household waste such as fruit peel, coffee grounds, inedible vegetable parts, or wet lignocellulosic material in general, are treated in presence of water at 215 &#x00B0;C and 21 bar in an autoclave, i.e., by hydrothermal carbonization. All these leftovers have a considerable water content of up to 90 weight % (wt%). Adding water extends the procedure to drier materials such as nutshells or even garden prunings and compostable polymers, i.e., the plastic bag for collection of the leftovers.
Usually, the resulting carbon material, called hydrochar, produces a negative effect on plant growth when added to soil. It is supposed that this effect is caused by adsorbed phytotoxic compounds. A simple post-treatment under inert atmosphere (absence of oxygen) at 275 &#x00B0;C removes these substances. Therefore, the raw hydrochar is placed on a glass frit of a vertical tubular quartz reactor. A nitrogen gas flow is applied in down-flow direction. The tube is heated to the desired temperature by means of a heating mantle for up to one hour.
The success of the thermal treatment is easily quantified by thermogravimetry (TG), carried out in air. A weight loss is determined when the temperature of 275 &#x00B0;C is reached, since volatile content is desorbed. Its amount is reduced in the final material, in comparison to the untreated hydrochar.
The two-step treatment converts household leftovers, including compostable bags employed for their collection, into a carbon material that may serve as plant growth promoter and, at the same time, as a carbon sink for climate change mitigation.

A protocol for hydrothermal carbonization of vegetable food waste in an autoclave is presented, with subsequent dry thermal treatment at 275 &#x00B0;C in a continuous flow reactor desorbing volatile organic substances. The aim is to produce a carbon material suitable as soil amendment product or substrate component.

유기농 가정용 남은 것을 이탄 대체품으로 전환

A two-step procedure is described for the synthesis of a carbon material with a similar composition and properties as peat. The produced hydrochar is made ...

Qualitative Characterization of the Aqueous Fraction from Hydrothermal Liquefaction of Algae Using 2D Gas Chromatography with Time-of-flight Mass Spectrometry

Two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry is a powerful tool for identifying and quantifying chemical components in complex mixtures. It is often used to analyze gasoline, jet fuel, diesel, bio-diesel and the organic fraction of bio-crude/bio-oil. In most of those analyses, the first dimension of separation is non-polar, followed by a polar separation. The aqueous fractions of bio-crude and other aqueous samples from biofuels production have been examined with similar column combinations. However, sample preparation techniques such as derivatization, solvent extraction, and solid-phase extraction were necessary prior to analysis. In this study, aqueous fractions obtained from the hydrothermal liquefaction of algae were characterized by two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry without prior sample preparation techniques using a polar separation in the first dimension followed by a non-polar separation in the second. Two-dimensional plots from this analysis were compared with those obtained from the more traditional column configuration. Results from qualitative characterization of the aqueous fractions of algal bio-crude are discussed in detail. The advantages of using a polar separation followed by a non-polar separation for characterization of organics in aqueous samples by two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry are highlighted.

A two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry method is described for characterization of the aqueous fraction of bio-crude produced from hydrothermal liquefaction of algae. This protocol can also be employed to analyze the aqueous fraction of liquid products from fast pyrolysis, catalytic fast pyrolysis, catalytic deoxygenation and hydro-treating.

비행 시간 형 질량 분석과 2D 가스 크로마토 그래피를 사용하여 조류의 열수 액화에서 수성 분수의 질적 특성

Two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry is a powerful tool for identifying and quantifying chemical components in ...

Fast Pyrolysis of Biomass Residues in a Twin-screw Mixing Reactor

Fast pyrolysis is being increasingly applied in commercial plants worldwide. They run exclusively on woody biomass, which has favorable properties for conversion with fast pyrolysis. In order to increase the synergies of food production and the energetic and/or material use of biomass, it is desirable to utilize residues from agricultural production, e.g., straw. The presented method is suitable for converting such a material on an industrial scale. The main features are presented and an example of mass balances from the conversion of several biomass residues is given. After conversion, fractionated condensation is applied in order to retrieve two condensates &#8212; an organic-rich and an aqueous-rich one. This design prevents the production of fast pyrolysis bio-oil that exhibits phase separation. A two phase bio-oil is to be expected because of the typically high ash content of straw biomass, which promotes the production of water of reaction during conversion.
Both fractionated condensation and the use of biomass with high ash content demand a careful approach for establishing balances. Not all kind of balances are both meaningful and comparable to other results from the literature. Different balancing methods are presented, and the information that can be derived from them is discussed.

A procedure for thermochemical conversion of biomass residues is presented that aims at maximizing the yield of liquid products (fast pyrolysis). It is based on a technology proven on an industrial scale and especially suitable for treating a straw type of biomass.

트윈 스크류 혼합 반응기에서 바이오 매스 잔류의 빠른 열분해

Fast pyrolysis is being increasingly applied in commercial plants worldwide. They run exclusively on woody biomass, which has favorable properties for ...

식물성 오일의 초음파 보조 에스테르 교환에 의한 바이오디젤 합성

Ultrasonic-Assisted Preparation of Biodiesel Products from Vegetable Oils

Utilizing vegetable oil as a sustainable feedstock, this study presents an innovative approach to ultrasonic-assisted transesterification for biodiesel synthesis. This alkaline-catalyzed procedure harnesses ultrasound as a potent energy input, facilitating the rapid conversion of extra virgin olive oil into biodiesel. In this demonstration, the reaction is run in an ultrasonic bath under ambient conditions for 15 min, requiring a 1:6 molar ratio of extra virgin olive oil to methanol and a minimum amount of KOH as the catalyst. The physiochemical properties of biodiesel are also reported. Emphasizing the remarkable advantages of ultrasonic-assisted transesterification, this method demonstrates notable reductions in reaction and separation times, achieving near-perfect purity (~100%), high yields, and negligible waste generation. Importantly, these benefits are achieved within a framework that prioritizes safety and environmental sustainability. These compelling findings underscore the effectiveness of this approach in converting vegetable oil into biodiesel, positioning it as a viable option for both research and practical applications.

저자 스포트라이트: 안전하고 지속 가능한 바이오디젤 합성을 위한 녹색 화학 원칙 채택

A safe ultrasonic-assisted transesterification method for vegetable oils using an alkaline catalyst is presented here. The method is rapid and efficient for preparing pure biodiesel products.

식물성 기름에서 바이오 디젤 제품의 초음파 보조 준비

Utilizing vegetable oil as a sustainable feedstock, this study presents an innovative approach to ultrasonic-assisted transesterification for biodiesel ...

바이오 매스 변환 빠른 열분해 및 촉매 수소 처리 필터링 탄화수소 액체 연료 통해 뜨거운 증기를 생산하는

요약

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바이오 에너지 생산을위한 통합 혐기성 소화 및 열수 탄화의 평가

저가 이온 성 액체와 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스의 전처리

수성 환경에서 탄화수소 전환을 사용하는 툴킷

접촉 분해 변환을 통해 유채 기름에서 바이오 연료와 바이오 케미컬의 실험실 생산

저온 마이크로파 보조 열 량 화에의 한 버드 나무 연료 방출 감소

유기농 가정용 남은 것을 이탄 대체품으로 전환

비행 시간 형 질량 분석과 2D 가스 크로마토 그래피를 사용하여 조류의 열수 액화에서 수성 분수의 질적 특성

트윈 스크류 혼합 반응기에서 바이오 매스 잔류의 빠른 열분해

식물성 기름에서 바이오 디젤 제품의 초음파 보조 준비

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