Биомасса в жидкость ( BtL или BMtL ) представляет собой многостадийный процесс получения синтетических углеводородных топлив , изготовленные из биомассы с помощью термохимической маршрута. [1]
Основные процессы [ править ]
Согласно исследованию, проведенному Министерством сельского хозяйства США и Министерством энергетики США , Соединенные Штаты могут производить не менее 1,3 миллиарда тонн целлюлозной биомассы каждый год без уменьшения количества биомассы, необходимой для нашей пищи, кормов для животных или экспорта. [2]
Процесс Фишера-Тропша [ править ]
Процесс Фишера-Тропша используется для производства синтетического топлива из газифицированной биомассы. Углеродистый материал газифицируется, и газ перерабатывается для получения очищенного синтез-газа (смеси монооксида углерода и водорода ). В установке Фишера-Тропша синтез-газ полимеризуется в углеводороды дизельного топлива. В то время как для производства биодизеля и биоэтанола до сих пор используются только части растения , то есть масло , сахар , крахмал или целлюлоза , при производстве BtL можно газифицировать и использовать все растение.
Флэш-пиролиз [ править ]
Флэш пиролиза -продуцирующих био-масла ( пиролизного масла ), полукокса и газа при температуре в интервале 350-550 ° С , а время пребывания <1 секунда (также называемый безводного пиролиза).
Каталитический быстрый пиролиз [ править ]
Каталитический быстрый пиролиз - это быстрый процесс, в котором целлюлоза расщепляется до жидкого биотоплива. В этом подходе целлюлоза нагревается до 500 градусов Цельсия менее чем за одну секунду в камере, чтобы разрушить молекулы кислорода. Катализатор образует химические реакции, которые удаляют кислородные связи и образуют углеродные кольца . После реакции бензин образуется вместе с водой, диоксидом углерода и монооксидом углерода . [2]
Обработка AFEX [ править ]
В процессе предварительной обработки расширением / взрывом аммиачного волокна (AFEX) горячий концентрированный 15 M аммиак используется для расщепления молекул сахара, целлюлозы и гемицеллюлозы значительно более эффективно, чем ферменты. В результате происходит незначительное разложение биомассы с высокими урожаями. [3] AFEX обычно выполняется в один этап, что делает его более эффективным, чем другие процессы.
Каталитическая деполимеризация [ править ]
Каталитическая деполимеризация - это использование тепла и катализаторов для отделения годного к употреблению дизельного топлива от углеводородных отходов.
Региональный центр обработки биомассы [ править ]
Региональный центр переработки биомассы - это концептуальное место, где биомасса, обработанная AFEX, может поступать на биоперерабатывающие заводы, фермы и леса, а также в кормушки для животных. Это повысит ценность целлюлозной биомассы для животных и производства биотоплива . Это снизит плотность биомассы для облегчения транспортировки, упростит вопросы контрактов и увеличит использование земель для производства биотоплива.
В процессе используется все растение для улучшения баланса углекислого газа и увеличения урожайности.
Травы с потенциальной энергией [ править ]
Топливо из энергетических трав может называться густолином .
Просо [ править ]
Просо является связка трава произрастает в Северной Америке , которые растут естественно при теплой погоде с широкими возможностями адаптации и легкой всходов , что позволяет проса расти быстрее; однако он имеет низкую относительную урожайность по сравнению с другими энергетическими культурами [4]
Сорго [ править ]
Сорго выращивают в более теплом климате, в основном в тропических регионах. Сорго может стать энергетической травой, поскольку требует небольшого расхода воды и дает большой урожай. Сорго , однако, выращивается ежегодно, его трудно внедрить в определенную площадь, и он требует большого количества удобрений и пестицидов. [4]
Мискантус [ править ]
Miscanthus являются родными для тропических регионов в Африке и Южной Азии . Мискантус может вырасти до 3,5 метров и был испытан в качестве биотоплива с 1980-х годов. Преимущества использования мискантуса в том, что он может жить более двух лет и требует небольших затрат, устраняя необходимость в дополнительном орошении, удобрениях и пестицидах. Проблемы с мискантусом возникают из-за времени, которое требуется, чтобы прижиться в местности. [4]
Стоимость изменения [ править ]
Стоимость замены бензина на энергетические травы будет зависеть от того, насколько быстро трава растет. [2] Также потребуются изменения в автомобилях, чтобы они были совместимы с получаемым биотопливом . По оценкам, для строительства биофабрик, способных производить 65 миллиардов галлонов биотоплива, необходимых для достижения национальных целей на 2030 год, потребуются инвестиции в размере более 325 миллиардов долларов (на основе 2008 года) . [5]
См. Также [ править ]
- Биоконверсия биомассы в смешанное спиртовое топливо
- Биоэнергетика
- Биотопливо
- Биожидкости
- Биомасса
- Газификация биомассы
- Системы отопления на биомассе
- Биопродукт
- Биопереработка
- Целлюлозный этанол
- Уголь в жидкость
- ДМФА топливо
- Газ в жидкость
- Газификация
- NExBTL -Несмотря название БТЛ, исходное сырье растительного масла , а не целые растения.
- Непродовольственные культуры
- Возобновляемая энергия
- Устойчивая энергия
- Синтетическое топливо
- Термическая деполимеризация
- Рафинация растительного масла
- Древесное топливо
Ссылки [ править ]
- ^ «Биомасса в жидкий срок» . Архивировано из оригинала на 2017-05-13 . Проверено 28 августа 2016 .
- ^ a b c Хубер, Джордж У. "Грассолин у насоса" . Scientific American . PMID 19555024 . Архивировано из оригинала на 2018-10-04 . Проверено 25 января 2017 .
- ^ Дейл, Брюс Э. «Процесс предварительной обработки AFEX может снизить стоимость целлюлозного этанола» .
- ^ a b c Дейл, Брюс Э. "ГРАССОЛИН В ВАШЕМ БАКЕ: ПОЧЕМУ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫЙ ЭТАНОЛ БЛИЖЕ, ЧЕМ ВЫ ДУМАЕТЕ" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 13 ноября 2013 года . Проверено 11 ноября 2013 года .
- ^ Дейл, BE (2008). «Грассолин в вашем резервуаре: мифы и реальность о биотопливе». Микроскопия и микроанализ . 14 : 1484–1485. DOI : 10.1017 / s1431927608088764 .
- Ходаков Андрей Юрьевич; Чу, Вэй; Фонгарланд, Паскаль (2007). «Достижения в разработке новых кобальтовых катализаторов Фишера-Тропша для синтеза длинноцепочечных углеводородов и чистого топлива». Химические обзоры . 107 (5): 1692–1744. DOI : 10.1021 / cr050972v . PMID 17488058 .
Внешние ссылки [ править ]
- EUROBIOREF: Европейский многоуровневый комплексный проект биоперерабатывающего завода для устойчивой переработки биомассы
- SWAFEA: устойчивый путь к альтернативным видам топлива и энергии для авиации
- «Синтетическое дизельное топливо может сыграть значительную роль в качестве возобновляемого топлива в Германии» на веб-сайте ФАС Министерства сельского хозяйства США
- Ферментативный гидролиз на сайте DOE EERE
- Статья NSF о работе Хубера и других над растительным топливом
