211service.com
Forøgelse af celluloseholdige biobrændstoffer
Energiministeriets Nationale vedvarende energilaboratorier (NREL) skal begynde at arbejde med at teste en katalysator udviklet af Dow Chemical, den industrielle gigant med base i Midland, MI, for at se, om det kan bruges til massivt at øge produktionen af ethanol fremstillet af biomasse.
Biobrændstofpagten: NREL og Dow Chemical samarbejder om at forbedre termokemiske processer for at fremstille ethanol biobrændstof fra celluloseholdig biomasse, såsom træaffald. Grupperne håber at bruge en Dow-katalysator til at forbedre omdannelsen af syngas til ethanol.
Partnerskabet vil forsøge at lave ethanol biobrændstof fra celluloseholdig biomasse, såsom affald fra majs eller træ, ved hjælp af termokemiske processer. Specifikt søger NREL at bruge en Dow-katalysator til at omdanne syngas - en blanding af brint og kuldioxid fremstillet af forgasningen af biomassen - til en blanding af alkoholer, inklusive ethanol. Den fælles aftale opfordrer partnerne til at demonstrere processen i pilotskala og evaluere gennemførligheden af et integreret kommercielt anlæg.
Håbet er, at en molybdænsulfatkatalysator udviklet af Dow i 1980'erne vil forbedre syngas-omdannelsesprocessen. Hvis en katalytisk proces lykkes, kan en katalytisk proces teoretisk opnå produktionshastigheder på 130 gallons alkohol pr. ton biomasse, en betydelig forbedring af udbyttet på 60 til 80 gallon produceret af eksisterende biokemiske fermenteringsanlæg, siger Mark Jones, en teknologistrategiudviklingsforsker. med Dow.
NREL er allerede ved at udvikle termokemiske reaktioner, såsom forgasning, for at lave ethanol af biomasse. Sammenlignet med biokemiske ethanolfermenteringsanlæg er termokemisk produktion meget hurtigere, siger Stephen Gorin, seniorforsker med NREL i Golden, CO. Gennemløbet er meget højt, siger han. Forside til bagside taler du ordrer på sekunder i modsætning til fem til seks dage ved brug af biokemisk produktion.
De høje temperaturer, der bruges til forgasning, kan nedbryde stort set enhver form for biomasse og håndterer nemt det høje ligninindhold, der kan udgøre hele 25 procent af mange former for biomasse. Det betyder, at ikke-spiselige råvarer, såsom træaffald og stilke og blade fra afgrøder, kan bruges.
Men et problem med termokemisk produktion ligger i de sidste faser af syntesen, hvor katalysatorer bruges til at omdanne syngassen til en blandet blanding af alkoholer indeholdende ethanol. NREL ønsker at gøre processen mere selektiv for syntesen af ethanol og øge udbyttet.
Det giver mening for NREL at gå sammen med Dow, siger Gorin, fordi kemivirksomheden har haft en lang erfaring med at vide, hvordan man fremstiller katalysatoren, samt ekspertise i at opskalere industrielle processer til størrelser, der er nødvendige for kommerciel produktion.
Dow har arbejdet på sin katalysator i et stykke tid, siger Paul Dauenhauer, kemiingeniør ved University of Minnesota , i Minneapolis. Med den termokemiske tilgang til fremstilling af biobrændstof er det katalytiske trin, der konverterer syngas til alkoholer, den begrænsende faktor med hensyn til omkostninger og design, siger han. Den anden begrænsende faktor er skalering. Det er langt fra ligetil at tage et pilotanlæg og forsøge at få de samme resultater i industriel skala, siger Dauenhauer.
Dow er overbevist om, at katalysatoren vil opnå det udbytte, som NREL har brug for, men den udfordrende del er at opskalere produktionen, siger Jones. Der er alle mulige variabler, der kan ændre sig, når størrelsen af en produktionslinje øges, såsom varmehastigheder, design af udstyr og håndtering af forurenende stoffer, siger han. Dow har allerede opskaleret den komplette produktion af molybdænsulfatkatalysatoren, siger Jones. Og Dow har demonstreret ethanolproduktion ved hjælp af et-tons mængder biomasse.
Til gengæld for sit bidrag får Dow NRELs ekspertise inden for forgasning i stor skala. Dows interesse i ethanolproduktion ligger ikke i at udvikle transportbrændstoffer, men snarere i at reducere sin egen afhængighed af olie, siger Jones. Den petrokemiske industri står kun for omkring 1 procent af det samlede olieforbrug, men den har ikke desto mindre brug for det som råmateriale til at producere det store udvalg af materialer. Vores mål er at forsøge at forbedre vores råvareposition, siger Jones.
Især ethanol er en meget fin forløber for at komme til ethylen, siger han. Ethylen er en grundlæggende byggesten for mange kemikalier og plastik. Råmaterialer og energiomkostninger tegner sig i øjeblikket for lige under halvdelen af Dows samlede produktions- og driftsomkostninger. I 2007 brugte Dow 24 milliarder dollars på at købe råvarer og energi.
Målet med partnerskabet er at begynde at teste og forsøge at forbedre ydeevnen af katalysatoren allerede i oktober, siger Gorin. Men de præcise detaljer om det tre-årige partnerskab mangler endnu at blive udfyldt, og præstationsmålene for katalysatoren forbliver proprietære.