Enerģētika un vide

No augiem līdz biodegvielai: Biomasas pirmapstrādes skaidrojums

No augiem līdz biodegvielai: Biomasas pirmapstrādes skaidrojums


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bioetanola rūpnīca Seal Sands, Teeside, Lielbritānijā [Attēla avots:Niks Bramhals, Flickr]

Atjaunojamā enerģija no biomasas tagad ir galvenā atjaunojamās enerģijas attīstības sastāvdaļa visā pasaulē. Šajā procesā izmantotā degviela, kas pazīstama kā izejvielas, sastāv no lignocelulozes biomasas, tas ir, augiem ar sarežģītu struktūru, kas satur celulozes, hemicelulozes un lignīna polimērus. Parasti tie ir materiāli, piemēram, salmi, kukurūzas pārsējs, stiebrzāle vai koksnes atkritumi, kurus galvenokārt izmanto biodegvielu, piemēram, bioetanola, ražošanai, kuri ir pakļauti fermentācijas procesam, kurā cukuri pārvēršas par spirtu (etanols ir forma alkohola). Lielākajā daļā transportlīdzekļu garantiju tiek pieņemts ne vairāk kā 5 procenti bioetanola / 95 procenti benzīna maisījuma. Ir iespējami spēcīgāki maisījumi, taču, lai gūtu panākumus, tiem parasti ir jāmaina transportlīdzeklis.

Pirms fermentācijas procesa cukuri jāizdala no lignīna, veicot vairākus iepriekšējas apstrādes procesus. Šie procesi var radīt arī dažādus blakusproduktus, izmantojot integrētus biorafinēšanas procesus.

Ogļhidrātu polimēri, celuloze un hemiceluloze, un aromātiskais polimēra lignīns satur oglekļa cukurus, kas ir cieši saistīti ar lignīnu. Tas nozīmē, ka viņi ir ieslodzīti lignocelulozē. Tas nozīmē, ka tie vispirms ir jāatvieno no lignīna un pēc tam jā hidrolizē, izmantojot skābi vai fermentus, lai tos sadalītu cukuros (vienkāršos monosaharīdos), lai tos varētu izmantot biodegvielai.

Sākotnējais šīs procedūras posms ir mehānisks. Augi jāsasmalcina un jāsasmalcina, lai samazinātu to lielumu, samazinātu kristāliskumu, samazinātu polimerizāciju un palielinātu skābes vai enzīmu hidrolīzes efektu. Tas arī uzlabo biomasas enerģijas blīvumu, lai to varētu vieglāk transportēt no lauka uz punktu. Parasti biomasa tiek pārveidota par granulām, kubiņiem vai ripām (pēc izmēra un formas līdzīga hokeja ripai). Tos var arī pārvērst par “bioakmeņoglēm” vai “bioeļļu”, termiski apstrādājot un spiedot.

Frakcionēšana ir process, kurā biomasa tiek pārveidota par lignīnu, celulozi un hemicelulozi, ko var vieglāk apstrādāt biofinansēšanas rūpnīcā.

Nākamais solis ir tvaika sprādziens, kurā biomasas šķiedrainu struktūru sadala ar augstspiediena tvaiku un pēc tam ātri atbrīvo no spiediena. Tas iznīcina šķiedru, tādējādi dodot iespēju nākamajiem pirmapstrādes procesiem. Citas metodes tāda paša rezultāta sasniegšanai ietver amonjaka šķiedras sprādzienu, kurā biomasu apstrādā ar šķidru amonjaku augstā temperatūrā un spiedienā, un superkritisku oglekļa dioksīda sprādzienu, kurā biomasu apstrādā ar oglekļa dioksīdu.

ASV Lauksaimniecības departamenta (USDA) Lauksaimniecības pētniecības dienesta zinātnieki pievienoja jaunu rauga celmu kukurūzas vālīšu maisījumam, lai pārbaudītu tā efektivitāti etanola raudzēšanā no augu cukuriem [Attēla avots:ASV Lauksaimniecības departaments, Flickr]

Sārmainā hidrolīze ietver biomasas apstrādi ar augstu sārma koncentrāciju zemā temperatūrā ilgu laiku. Šim nolūkam izmantotās vielas ir nātrija hidroksīds, kalcija hidroksīds vai amonjaks. Šī procesa priekšrocības ietver zemāku temperatūru un spiedienu, mazāku cukuru noārdīšanos un spēju atgūt daudzus kodīgos sāļus. Tomēr galvenie trūkumi ir nepieciešamais ilgais laika periods un lielā sārma koncentrācija.

Zema temperatūras stāvas delignifikācijas process (LTSD) ir Bio-Process Innovation Inc izstrādāts process, kurā tiek izmantots neliels daudzums netoksisku ķīmisku vielu. Indijas štatā, ASV, uzņēmums uzbūvēja vienu tonnu izmēģinājuma staciju, taču process tagad ir plaši pieejams tirdzniecībā, lai to izmantotu biorefinatoros citur.

Līdzšķīdinātāja uzlabotā lignocelulozes frakcionēšana (CELF) frakcionēšanai izmanto organisko savienojumu, ko sauc par tetrahidrofurānu (THF) kombinācijā ar atšķaidītu sērskābi. Tas var radīt augstu cukura daudzumu fermentācijai. Tas var arī radīt vairākus noderīgus organiskos savienojumus, tostarp furfurolu (ko var izmantot kā palīglīdzekli lauksaimniecības herbicīdu piegādei un kā ķīmisko šķīdinātāju), 5-hidroksimetilfurfurolu un levulīnskābi, ko var katalītiski pārveidot par ķīmiskām vielām vai degvielu. Šo procesu izstrādāja Kalifornijas universitāte, un to licencēja CogniTek. Lai komercializētu procesu, ir izveidots uzņēmums MG Fuels.

Organosolv izmanto organiskos šķīdinātājus, piemēram, etanolu, metanolu, butanolu un etiķskābi, lai padarītu lignīnu un hemicelulozi šķīstošu. Amerikāņu zinātnes un tehnoloģiju AST ir izstrādājis un patentējis patentētu organiski šķīdinošu procesu, lai gan tas pašlaik ir tikai izmēģinājuma mērogā. Procesā lignocelulozes biomasa tiek pārveidota par cukuriem, tīru lignīnu, celulozi un bioķīmisko, un tā ietver frakcionēšanu un hidrolīzi, lai iegūtu vairāk nekā 95 procentus cukuru.

Ozonolīze ir biomasas apstrāde ar ozonu pirms enzīmu hidrolīzes.

Pirolīze ir viens no pazīstamākajiem procesiem, kas saistīts ar ķīmisku sadalīšanos karsējot. Ātrā pirolīze to sasniedz 1-2 sekunžu laikā, izmantojot temperatūru līdz 500 ° C. Mobilās pirolīzes iekārtas pašlaik tiek izmantotas vairākās organizācijās visā pasaulē, kā arī tiek vietējā līmenī izvietotas jaunattīstības valstīs, lai panāktu biodegvielas ražošanu Kopienas mērogā. Torrefakcija ir maigāka pirolīzes forma, kurā termoķīmisko procesu veic 200-350 ° C temperatūrā bez skābekļa, kas rada torfētu biomasu vai ogli, kas plašāk pazīstams kā "bio ogles".


Skatīties video: Danpower Baltic biokuro katilinės pristatymas (Jūlijs 2022).


Komentāri:

  1. Jaren

    Lieliska, ļoti smieklīga ziņa

  2. Burnett

    Kādi ir pareizie vārdi... Super atšķirīgs teikums

  3. Ranell

    Tieši to, kas nepieciešams.

  4. Norman

    Will there be a sequel?

  5. Antfortas

    I agree, useful message

  6. Mathani

    Vienkārši lidojiet prom !!!!!!!!!!!!!!



Uzrakstiet ziņojumu