Главная » 2010 » Март » 29 » От отходов древесины до ценной продукции - одна стадия
17:42
От отходов древесины до ценной продукции - одна стадия
Каталитический пиролиз преобразовывает биомассу непосредственно в компоненты
бензина.
Молодая
компания,
которая родилась в недрах Массачусетском университете,
планирует коммерциализировать каталитический процесс для того, чтобы
преобразовывать
биомассу, содержащую
целлюлозу, в пять веществ, содержащихся в бензине. Эти вещества также
используются для производства полимеров и
растворители. Anellotech ищет финансирование и
планирует
строить экспериментальный завод в следующем году.
Реакторы
Anellotechспроектированы
для осуществления процесса, названного "каталитический пиролиз,",
который преобразовывает три молекулы, найденные в
растениях (две
формы целлюлозы и лигнин), в топливо.
Биомасса
поднимается
наверх и питает высокотемпературный реактор,смешиваясь с катализатором.
Высокая температура разлагает целлюлозу, лигнин, и другие молекулы
биомассы в процессе пиролиза; катализатор помогает
управлять химическими реакциями, превращая целлюлозу, и лигнин в
следующие соединения: бензол, толуол, и ксилолы.
Мировой рынок для этой группы веществ - 80 миллиардов $ в
год и растет со скоростью 4
процентов в год, говорит главный администратор Anellotech Дэвид Садолски.
"Мы планируем, чтобы конкурировать с нефтью, оцененной в 60 $ баррель,
не
принимая никаких налоговых скидок или субсидий," говорит он. Основатель
компании, Джордж Хабер, считает, что его каталитический процесс пиролиз
может
создать 50
галлонов веществ на метрическую тонну леса или
другой биомассы, с выходом в 40 процентов.
Другие продукты реакции включают кокс, используемый для работы реактора.
"Преимущество
пиролиза состоит в том, что он использует целую биомассу," говорит Джон
Регалбато, советник Программы катализа и биокатализа в Национальном
Фонде
Науки. В среднем, на долю лигнина приходится 40 процентов энергии,
содержащейся во всей биомассе. Но лигнин не может быть преобразован в
сахар путем брожения, как и
целлюлоза, хотя этот процесс используется некоторыми биотопливными
компаниями, чтобы преобразовать сахарный тростник в топливо.
Пиролиз
также
отличается от газификации, это другой процесс для использования
биомассы. Газификация приводит к получению смеси углерода и
водорода,так называемого синтез-газа,
который может использоваться для производства топлива. Пиролиз, в
отличие
от этого, превращает биомассу в жидкие топлива за одну стадию. И в то
время как газификация может только быть сделан экономно в очень крупном
масштабе, говорит Регалбато, каталитический пиролизможет быть
производится на небольших заводах, расположенных около источников
биомассы.
Пиролиз
-
эффективный способ использовать биомассу, но он трудно управляем и
трудно получить высокий выход продукции. Основа процесса Anellotech, говорит
Хабер, является сделанный на заказ катализатор и реактор, который
позволяет иметь хороший контроль над условиями реакции. Группа Хабера в UMass, где
он, профессор химической технологии, была первой, которая разработала
каталитический
процесс для того, чтобы преобразовать биомассу непосредственно в бензин,
и
процесс Anellotech,
основан на этой
работе.
Пока,
Хабер
разработал два поколения реактора в лаборатории. В тестах, переработка
начинается
с опилок от местного завода. Биомасса поднимается наверх питая в
реактор кипящего слоя. Внутри, распыленный твердый катализатор
циркулирует вместе с газом, нагретого приблизительно до 600 ºC. Когда древесина
попадает в камеру, она быстро
расщепляется до небольших молекул углеводорода,
которые попадают в поры частиц катализатора. В катализаторе, молекулы
преобразовываются в ароматических веществ. Процесс реакции
занимает менее двух минут.
Компания
не
раскрывает детали о катализаторе, но Хабер говорит, что одно из его
самых
важных свойств - размер его пор. "Если поры являются слишком большими,
они
будут забиты коксом, и если они являются слишком маленькими, реакция не
произойдет," говорит Хабер. Катализатор компании - пористая кремниевая и
алюминиевая структура, основанная на ZSM-5, цеолитном катализаторе,
разработанный Mobil Oil в 1975 и широко используемый для очистки
нефти в промышленности.
Садолски говорит, что он может быть произведен дешево производителями
катализаторов. Реакторы Anellotech очень напоминают
установки для очистки нефти. Но реакторы компании
разработаны, чтобы обеспечить высокую теплопередачу и
гидрогазодинамику, что является гарантией того, что реагенты поступят в
катализатор прежде, чем они
превратятся в кокс.
Штефан
Кцерник, ведущий ученый в лаборатории возобновимой энергии Национального центра
биоэнергии в Голден, предостерегает, что процесс пока
только освоен на лабораторном уровне и что до промышленных реакторов ,
пока очень далеко. "Не легко воспроизвести в крупном масштабе
химическую реакцию и
теплопередачу, которые получаются в лаборатории," говорит он.
После
демонстрации процесса на экспериментальном заводе в следующем году,Anellotechнадеется вместе с партнером ( химической
компанией), построить коммерческое предприятие промышленного масштаба в
2014 году. Садолски говорит, что компания будет или продаст лицензию на
каталитический пиролиз другим компаниям или
построит
заводы, расположенные около источников биомассы.