Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biochemistry

Biomassa konvertering att producera kolväten flytande bränsle Via Hot-ånga Filtrerad snabb pyrolys och Catalytic Hydrobehandling

Published: December 25, 2016 doi: 10.3791/54088

Summary

Experimentella metoder för snabb pyrolys av lignocellulosa att producera biooljor och för den katalytiska hydrobehandling av bio-oljor för att producera bränsle intervall kolväten presenteras. Hot-ånga filtrering under snabb pyrolys för att avlägsna fina kolpartiklar och oorganiska föroreningar från bioolja bedömdes också.

Introduction

Vårt samhälle är starkt beroende av fossila bränslen (t ex olja, naturgas, kol, etc.). Dessa resurser är inte hållbara energikällor och håller på att tömmas på en snabbt ökande takt, vilket leder till oro krympande fossila bränslen resurser, miljökonsekvenser av CO 2 utsläpp och ekonomiska problem. 1,2,3,4 Det finns en ökande efterfrågan på alternativa och hållbara energikällor. Biomassa är den enda förnybara och koldioxidneutral resurs för produktion av flytande bränslen (biobränslen) och kolbaserade kemikalier för att ersätta fossila bränslen i den nuvarande produktionen och konvertering energisystem. 3,4

Lignocellulosa (t.ex. skogar, gräs, energigrödor, jordbruksavfall, etc.), som för närvarande är den mest förekommande och billigaste biomassa, har rönt mest uppmärksamhet som ett sätt att producera biobränslen via olika termokemiska och biologiska vägar. 3,4

Den första rutten kan endast utnyttja cellulosa och hemicellulosa del av lignocellulosa. Pyrolys integrerat med uppgradering anses vara en kortsiktigt livskraftig teknik för direkt framställning av biobränslen.

Pyrolys är termisk nedbrytning av lignocellulosa vid temperaturer mellan 400 och 550 ° C i frånvaro av syre. 4,5,6 Ett antal reaktioner, såsom depolymerisering, uttorkning, och C-C-bindningsklyvning, inträffa under pyrolys och leda till bildning av en komplex blandning of mer än 200 oxygenerade föreningar. 4,5,6 Bio-oljor i höga utbyten (upp till 75 vikt-% av torr matning) kunde framställas med upp till 70% av den energi som lagras i biomassautgångsmaterial kvarhållna. 4,5 är dock problematiskt direkt användning av den producerade pyrolys bioolja som drivmedel i standardutrustning på grund av den höga syre och vatteninnehåll, vilket leder till olika fysikaliska och kemiska egenskaper, såsom hög viskositet, korrosions, dålig flyktighet, låg värmevärde, och dålig stabilitet. 6,7,8,9 Därför är omfattande syre avlägsnas som krävs för att uppgradera biooljor till bränsle-range kolväten. Katalytisk hydrobehandling med användning av fasta katalysatorer i väte är den vanligaste vägen för att uppgradera bioolja genom avlägsnande syre genom hydrodeoxygenation och hydrogeneringsreaktioner. 6,7,8,9

För närvarande är en av de främsta utmaningarna för pyrolys, följt av vätebehandling för att uppnå en långsiktig stabil drift, särskilt förhydrobehandlingsförfarande i vilket den termiska instabiliteten hos bioolja och oorganiska och svavelrester i bioolja orsaka betydande katalysatordeaktivering. 10,11 Den termiska instabiliteten för bioolja har tagits upp av låg temperatur hydrering för att stabilisera de aktiva arterna i bioolja. 11,12 Sanering av bioolja genom att ta bort oorganiska rester, som kan katalysera repolymerization av bio-oljefraktioner och inaktivera hydrobehandlingskatalysatorer genom avsättning, kan vara värdefullt. Varmånga Filtrering är en av de tekniker för att effektivt minska det oorganiska innehållet i bioolja genom avlägsnande char partiklar under pyrolys. 13,14,15 Varm ånga filtrering används nedströms pyrolysreaktorn att separera röding böter från pyrolys gas / ångström vid hög temperatur innan kondensering av ångorna. 13,14,15

Vi rapporterar här protokollet som används vid National Renewable Energy Laboratory (NREL) för biomassa snabb pyrollys både med och utan varmånga filtrering för att producera biooljor med hjälp av en reaktor med fluidiserad bädd och vid Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) för bioolja väte att producera biobränslen i ett kontinuerligt flöde packade bädd katalytisk reaktor. Konfigurationerna av reaktorsystemen, de operativa förfaranden, och för bearbetning och analys av råvaror, bio-oljor och biobränslen beskrivs i detalj. Resultat av pyrolys bearbetning av en representativ biomassa råmaterial med eller utan varmånga filtrering och hydrobehandling av den producerade bioolja presenteras också tillsammans med en bedömning av effekterna av varm ånga filtrering.

Protocol

1. Snabb pyrolys med het ånga Filtration

  1. Biomassa råmaterial beredning
    1. Kvarn biomassan till en partikelstorlek av <2 mm. Förvara på en kall och torr plats.
  2. Montera pyrolys-system
    1. Montera pyrolysreaktorn.
      1. Mount reaktor inuti ugnen. Anslut fluidiserande kväve, skruv kväve, och luftledningar till reaktorn. Sätt skruv i mantlad skruv port. Anslut kylluft till jackan.
      2. Montera och anslut skruvmotor.
      3. Mount fast mataren 30 till 60 cm direkt ovanför den vertikala öppningen i skruv porten.
      4. Mount slusscirkulationscylindem mellan den fasta mataruttaget och den vertikala öppningen av skruv porten. Anslut till skruv port med nylon-fläta, förstärkt vinyl slang med en innerdiameter på 25 mm. Fäst slangen till matarskruv hamn med en slangklämma. Anslut till matare med en lätt, klar, lös plast slip-fit.
      5. Montera cyklon och varm filtrering.
        1. Mount cyklon och ansluta cykloninloppet till reaktorutloppet. Close-par mottagare till cyklonen.
        2. Mount varm filtrering (tillverkad av rostfritt stål med en porstorlek av 2 | j, m) i filterhuset. Anslut cyklon utlopp till varmfilterinlopp. Anslut kväverening och tryckavlastning till cyklonutloppet.
        3. Använda värme tejp och isolerande filtar att värma upp spår från cyklonen inloppet till kondensorn inlopp.
      6. Montera kondensorsystemet.
        OBS: Montera bitar av kondensorn systemet i ett dragskåp med hjälp av laboratorie-domkrafter, ring står, och klämmor laboratorie.
        1. För första kondensorn, att par 15 till 30 cm 1,2 cm (ytterdiameter) rostfri stålrör borsilikat slang med en standard avsmalnande gemensamt. Anslut den första kondensorn till en 500-ml, tvåhalsad (standard avsmalning), rundbottnad kolv (mottagare) placeras i en behållare that kommer att fungera som ett isbad. Göra kopplingar mellan fartyg nedströms denna punkt med 9- till 12-mm klar vinyl slang fäst med slangklämmor på slipningar, kulleder, och slanghullingar på glas.
        2. Ansluter utloppet från den första kondensorn kolven till den nedre sidoöppningen (inlopp) hos den elektrostatiska stoftavskiljaren (ESP).
        3. Anslut den övre sidoöppningen (utlopp) av ESP till den lilla övre anslutning av torris fälla (kallfingerkylare).
        4. Ansluta ett U-rör till linje mellan ESP och torrisfälla. Fylls U-röret halvfull med vatten.
        5. Anslut torrisfälla till en 500-ml, tvåhalsad, rundbottnad kolv (mottagare) placeras i en behållare som kommer att tjäna som en torr-is-bad.
        6. Ansluter utloppet från 500-ml kolv till inloppet (center port) av huset hos det filmbildande filter.
        7. Placera en behållare för att hålla torris runt botten av filterhuset.
        8. Anslut filter outlet till den torra provmätare och andra gasanalysinstrument (t.ex. icke-dispersiva infraröda analysatorer för CO, CO2, och CH4, värmeledningsförmåga detektor för väte, och mikro-gaskromatografi (mikro-GC) för CO CO 2, kväve, väte, och C1-C4 kolväten) och sedan att ventilera.
          OBS: Schematisk bild av pyrolysreaktorn systemet visas i figur 1. Bilder av mataren biomassa, pyrolysatorn, cyklon, hot-gasfilter och kondensorerna hos pyrolysreaktorn systemet visas i figurerna S1 till S5 i fältet för kompletterande filen.
    2. Belastning pyrolysreaktor
      1. Häll 200 ml av sand (330 g) i reaktorn.
      2. Häll 2 kg av mark biomassa till matartratten.
    3. Läckagekontroll pyrolys systemet
      1. Cap off system vid kondensorn inloppet.
      2. Tryck till 0,05 MPa eller förväntade maximala arbetstryck, beroende på vilketär högre. Se till att flödet som krävs för att bibehålla trycket är <200 ml / min. Om inte, lokalisera och åtgärda läckan, och upprepa detta steg.
      3. Avlasta trycket, uncap, anslut kondens-system, mössa vid avfart slutet av kondens-system.
      4. Trycksätta till 0,01 MPa. Säkerställa att ett flöde av <200 ml / min upprätthåller trycket. Om inte, lokalisera och åtgärda läckan, och upprepa detta steg.
      5. Avlasta trycket och anslut kondenssystemet instrument.
    4. Värm upp reaktor
      1. Slå på kylluft, ställ fluidiserande kvävgasflöde till tre standard L / min och auger kväveflöde till en standard-L / min.
      2. Uppsättning ugnen måltemperatur till 500 ° C och andra värmarna till 400 till 500 ° C.
      3. Ramp temperatur upp till rikta temperaturer vid en hastighet av 1 till 10 ° C / min.
    5. Förbered dig på att driva
      1. Öka fluidiserande kväveflödeshastighet till 14 vanliga L / min, skruvkväve flow hastigheten till 1,4 standard L / min, och införa spolgas med en flödeshastighet av 0,5 standard L / min. Mest av renings går in i bristning-disk-port på cyklonens utlopp.
      2. Fyll bad under första kylare med is. Fyll torrisfälla, behållare under dess mottagare, och behållare runt koalescerande filter med torris.
      3. Övervaka temperaturen inuti koalescerande filter med termoelement placerat på ytan av filtret och justera torris nivå så det är 0 ° C.
    6. Utföra pyrolys experiment
      1. Slå på lock-hopper ventiler (använd 4 andra cykeln) och skruven.
      2. Slå på ESP. Inställd spänning till 5 till 10 kV vid behov för att observera en båge åtminstone en gång varje två sekunder.
      3. Använd mikro-GC att kontrollera att inget syre är närvarande. Kontrollera att vrida på skruven och slusscirkulationscylindem inte orsaka en minskning i flödeshastighet utgångs gas, vilket skulle indikera förekomsten av en läcka.
      4. Slå på mataren vid 100 g / h. Observera bäddtemperaturen ochöka börvärdet efter behov för att kompensera för ökad värmebelastning.
      5. När temperaturen har återhämtat sig till inom 2 ° C från 500 ° C, öka matningshastigheten av 100 g / h. Upprepa detta tills en inmatningshastighet av 420 g / h uppnås.
      6. Varje 15 min, rekord bäddtemperatur, matningshastighet på matar controller, gaskoncentrationer av mikro-GC, torr prov meter hastighet och systemtryck av tryckmätare. Kontrollera att ESP fortfarande överslag korrekt. Svara på förändringar i någon av dessa behov. Refill is och torris. Dränera ESP till en produkt samling burk som behövs.
    7. Stänga av
      1. Efter utfodring 1 kg biomassa, sluta mata.
      2. Efter gasnivåer har avklingat till mindre än 10% av steady-state-värden, stänga av alla värmare, stänga ner fluidiserande flöde till tre standard L / min och skruv flöde till en standard L / min. Stäng av ESP, slussficka ventiler, och skruven.
      3. Låt systemet svalna (4-6 timmar) innan du öppnar de varma delarna.
      4. </ Ol>
      5. Samla flytande produkter och röding.
        1. Väg alla delar av kondensorn system för erhållande av totala vätskeutbytet. Pour vätskor från kondensorn mottagare till en gemensam burk eller flaska. Alternativt aceton för att rengöra glas.
        2. Tom char-mottagare i en burk. Ta varm filter, tömma huset och borsta bort filtret i char burken. Väg filtret. Ta bort och väga bäddmaterialet. Använder ett HEPA vakuum med en knock-out kärl för denna tjänst.
      6. Oxidera systemet.
        1. Täta reaktorn, cyklon mottagare, och rengöras hett filter. Kontrollera om läckage som beskrivs ovan i avsnitt 1.4.
        2. Installera en metall linje från kondensorn inloppet till utloppet av det filmbildande filter att kringgå kondensation systemet.
        3. Värma reaktorn till 550 ° C med 3 standard L / min kväve som fluidiseringsgas och en standard-L / min auger kväveflöde.
        4. Lägg luft till fluidiserandegas. Börja på 0,2 standard L / min och gradvis öka till 4 L / min. Fortsätt tills CO + CO 2 koncentrationer är mindre än 0,1%.
      7. Beräkna avkastningen.
        1. Beräkna flytande utbyte som den totala förändringen i massan av kondens systemet.
        2. Beräkna char utbyte som summan av viktförändringen i bädden, viktförändringen av den heta filter, och det förkolnade materialet uppsamlas från cyklonen mottagaren och hot-filterhuset.
          OBS! Ytterligare char kunde beräknas från oxidationen av systemet, men det är oftast oviktig.
        3. Beräkna gas utbyte som den totala vikten av gasformiga produkter från gas- koncentrationer som uppmätts på GC och flödeshastigheten hos den torra provmätaren.

      2. Katalytisk Hydrobehandling av Bio-olja

      Obs! Bio-oljeprover som produceras vid NREL sändes till PNNL för katalytisk hydrobehandling på ett hydrobehandlingssystem.

      1. vätebehandlings- systemet
        1. Se till att hydrobehandlingssystemet är i driftstillstånd genom att kontrollera varje komponent.
          OBS: Den hydrobehandlingsreaktorsystem som används är utformad som en enkelpass, medströms, kontinuerlig, nedåtflöde katalytiska reaktorn. Systemet består av tre huvudkomponenter: 1) en gas- och vätskematningskomponent, 2) en upphettad reaktor, och 3) en gas-vätske-produktseparation komponent (Figur 2). Systemet är utformat för att fungera med upp till 13,6 MPa (2000 psig, max arbetstryck) med en maximal katalysatortemperatur 500 ° C (endast reaktorn har en effekt på denna temperatur).
        2. Se till att övervakningshydrobehandlings och kontrollerande system och säkerhetsstyrsystemet är i driftstillstånd.
          OBS: Systemet övervakas och delvis styrs av en egen inbyggd datorprogram med olika sensorer. Sensorer inkluderar termoelement och tryckgivare för reaktorn samt väte och ventilation sensors i inhägnad där reaktorn är belägen. Data registreras av programmet för att övervaka reaktorn. Utloppsgasen flöde mäts med en flödesmätare, och data registreras med dess medföljande mjukvara. Programmet styr även strömförsörjningen av viktig utrustning av reaktorn. Under ett experiment, om reaktorn genomgår en oönskad förändring av driftsförhållanden med avseende på särskilda tryckförändringar och / eller temperaturförändringar, eller en brännbar gas är närvarande över säkerhetsgränsen, och / eller om ventilationssystemet inte programmet skulle automatiskt stänga av systemet för att garantera säkerheten. Tryckutjämningsventiler och en sprängplatta också är installerade i hydrobehandlingssystemet för att skydda mot övertryck.
      2. Katalysator lastning och förbehandling
        1. katalysator~~POS=TRUNC
          1. Krossa båda katalysatorerna, Ru / C, som det stadium-I katalysator och CoMo / Al 2 O 3 som det stadium-II-katalysator, ochsil att behålla 0,25-0,60 mm (30-60 mesh) kärnor.
            OBS: Ru / C-katalysator framställdes internt och Como / Al 2 O 3 katalysatorn var en kommersiell produkt.
        2. Katalysator lastning in i reaktorn
          1. Använda rör och skärmar av rostfritt stål som stödmedia för katalysatorbäddarna. Långsamt häll stadium II-katalysatorkorn, de scen I katalysatorkornen, och den ursprungliga scen I katalysator extrudat, som användes som distributör, i reaktorn i följd medan "knacka" på utsidan av reaktorn för att bilda packade katalysatorbäddar . Belastning 32 ml av varje katalysator under bildning av en två-stegskatalysatorbädden med 24 ml av varje katalysator som finns i den isoterma zonen (Figur 3).
        3. Installera reaktorn till hydrobehandlingssystemet
          1. Placera reaktorn in i hydrobehandlingssystemet genom att installera de två värmarna och sedan ansluta reaktorn till gas och vätskamaterialkomponent och gas-vätskeseparationskomponent.
            OBS: Två värmeband uppvärmd aluminiumhöljen bifoga den rörformiga reaktorn för att ge värme. Varje uppvärmd mantel används oberoende för att värma den del av reaktorn under katalysator förbehandling och under hydrobehandlings testning. Varje aluminiummantel lindas med en hög temperatur värmetejp och isolering och värms med en temperaturregulator. Den rörformiga fast bädd katalytisk reaktor är gjord av 316 rostfritt stål och med en inre diameter av 13 mm och en längd av 64 cm. Ett termoelement brunn (4,7 mm ytterdiameter) är beläget i centrum av reaktorn och två termoelement är placerade i brunnen för att mäta temperaturen hos katalysatorbäddarna.
        4. Kontrollera trycket i hydrobehandlingssystem för läckor med 12,0 MPa kvävgas genom att hålla systemet vid tryck och se till att det tryckfall är lägre än 1 psig per timme.
        5. Katalysator förbehandling. sulfidkatalysatorerna på plats i väte och sulfidering agent flöde.
          1. Värma båda katalysatorbäddar från rumstemperatur till 150 ° C med en hastighet av 120 ° C / h i väte vid 242 ml / min.
          2. Bibehålla båda katalysator-bäddtemperaturer vid 150 ° C under 2 h i väte vid 242 ml / h och sulfidering medel vid 0,128 ml / min (35 vikt-% di-tert-butyldisulfide i dekan som matas av en matningspump).
          3. Värm scenen-I säng 150-250 ° C med en hastighet av 83,3 ° C / h, och hålls kvar vid 250 ° C under 5,8 h. Under samma period, värm stadium-II säng 150-400 ° C med en hastighet av 83,3 ° C / h, och hålls kvar vid 400 ° C under 4 h. Under förfarandet, hålla trycket i reaktorn vid 10,3 MPa, den sulfidering medlet flödeshastighet vid 0,128 ml / min, och väteflödeshastighet vid 242 ml / min.
          4. Stoppa sulfidering medlet flöde och upprätthålla väteflöde. Ställ sedan in temperaturen i varje katalysatorbädden till den önskade reaktionstemperaturen.
            OBS: sulfidering medlet flödeshastighet bestäms av mängden katalysator som används och sulfidering medlet vätskevolymhastighet (LHSV) av 0,12 ml / ml-cat / h under totalt katalysatorer. Flödeshastigheten väte bestäms av sulfidering medlet flödeshastigheten och agent förhållande väte-till-sulfidering flöde vid 1890 ml väte / ml sulfidering medel vätska. Gas- och vätskematningskomponenterna i hydrobehandlingssystemet består av två högtryckssprutpumpar. En av de två pumparna används för att mata sulfidering agent. Gasen och sulfidering medlet införs till för-reaktorzonen hos reaktorn där vätskan blandas innan de passerar nedåt genom katalysatorbädden i reaktorn.
      3. Bioolja vätebehandlings
        1. Justera väteflödet till 152 ml / min och bibehålla systemtrycket vid 10,3 MPa. Ställ in temperaturerna i scen I katalysatorbädden och scenen-II katalysatorbädden till 220 och 400 ° C, respektive.
          OBS: The väteflödeshastighet bestäms av den mängd katalysator som används, den bioolja LHSV av 0,20 ml / ml-cat / h för varje etapp, och förhållandet väte-till-bio-olja av 1900 ml väte / ml bioolja .
        2. Spela bäddtemperaturen och väteflödes baslinjer när temperaturen, trycket, och väteflödet blir stabil.
        3. Lägga di-tert-butyl-disulfid till bioolja foder i en mängd lika med 150 ppm svavel i bioolja. Fylla bioolja foder i en av pumparna utfodrings och spolades matningsledningen tills ett vätskeflöde som är fri från luftbubblor uppnås.
        4. Trycksätta pumpen till 10,3 MPa, och anslut sedan till reaktorn genom att öppna anslutningsventiler. Börja mata den bio-olja vid en flödeshastighet av 4,8 ml / h. Denna åtgärd startar bioolja väte testet.
          OBS: Bio-olja flödeshastighet bestäms av den mängd katalysator som används och bioolja LHSV av 0,20 ml / ml-cat / h för varje etapp. Vätgasen och bioolja introduceras till den pre-reaktorzonen i reaktorn därgasen och vätskan blandas innan de passerar nedåt i en antagen trickle flöde genom katalysatorbädden i reaktorn.
        5. Kontrollera status för reaktorn och registrera de parametrar, såsom temperatur, tryck, flödeshastighet och volym, med jämna mellanrum. Säkerställa de katalysator-bäddtemperaturer ligger inom ± 2 ° C från den önskade temperaturen, gas- och vätskeflödeshastigheter är exakt samma som de önskade inställningarna, och reaktortrycket ligger inom ± 0,15 MPa över det önskade trycket. Se till att tryckfallet över katalysatorbädden är <0,35 MPa.
          OBS: Systemet övervakas och delvis styrs av en egen inbyggd datorprogram med olika sensorer. Sensorer innefattar termoelement och tryckomvandlare för reaktorn samt väte- och ventilationssensorer i inhägnad där reaktorn är belägen.
        6. Analysera utlopp gasprover varje två timmar genom att rikta avgasen genom en on-line mikro-GC.
          OBS: mikro-GC är en en fyra-kanaliel mikro GC och kalibreras med hjälp av en kalibreringsgas före varje väte test.
        7. Samla vätskeprover var 6 timmar med användning av följande procedur: växla provtagnings fälla för att förbilednings fälla, minska trycket av provtagnings fälla, dränera vätskeprovet till uppsamlingsflaskor, rensa provtagnings fällan med kväve, trycksätta samplings fällan med kväve, och omdirigera produktflödet till provtagnings fällan. Driva en serie av två- och tre-vägsventiler som avleder gaserna och produkter i de önskade riktningarna.
          NOTERA: När reaktanterna passerar genom katalysatorbäddarna är de vätskeformiga produkterna och oreagerade vätskor separeras från de gasformiga produkterna och oreagerade gaser i gas-vätskeseparationssystem. De heta gaserna passerar genom en av två trycksatta, kyld, flytande / gas kylfällor (prov fälla eller bypass fälla) placerade parallellt nedströms reaktorsystemet. Avgasen passerar sedan genom mottrycksregulator där trycket reduceras till atmospHeric tryck. Avgasen föres därefter genom en gasmätare för att mäta flödeshastigheten.
        8. Genomföra provningen i 60 h i drift (strömningstid [TOS]). Avsluta testet genom att stoppa bioolja foder. Ställa reaktortemperaturen till 100 ° C och väteflödeshastighet till 100 ml / min.
          OBS: Testet kan köras för Toss sträcker sig från femtio till flera hundra timmar.
      4. Post-testprocedur
        1. Använda aceton för att rengöra matningspump för matning av bioolja. Ladda rengjorda matningspump med aceton.
        2. Rensa katalysatorbädden med ~400 ml aceton vid en aceton flödeshastighet av 10 till 40 ml / min och en väteflödeshastighet av 100 ml / min när katalysator-bäddtemperaturer är vid 100 ° C.
        3. Stänga av värmarna i reaktorn, tryckavlasta systemet till omgivningstryck, och spolades reaktorn med kväve under åtminstone 24 timmar.
        4. Ta reaktorn från systemet och ta bort de förbrukade katalysatorerna från Reactor.
      5. Beredning och resultatanalys
        1. För bearbetning flytande produkt, separera de två faserna och väga sig. De flytande produkter är normalt i två faser, en lätt olja fas (oljeprodukter) och en tung vattenfas (vattenhaltig produkt).
        2. Genomför följande analyser av oljeprodukt: densitetsmätning; Karl Fischer-titrering för vatteninnehåll; elementaranalys (D5291 / D5373, D5373mod, och D1552 / D4239) med avseende på kol, väte, kväve, syre och svavel; semi-mikro färgindikator titrering (D3339) för totalt syratal; induktivt kopplad plasma-optisk emissionsspektroskopi för oorganiskt innehåll; och simulerade destillation (ASTM D2887) för att bedöma de relativa mängderna av bränsleprodukter i bensin, diesel, flygbränsle och resterande intervall. Utföra följande analyser av de vattenhaltiga produkterna: Karl Fischer-titrering för vatteninnehåll och elementaranalys (D5291 / D5373) med avseende på kol, väte och kväve contält 15.
        3. Beräkna utbytena av producerad olja produkten, vatten produkt, och gasformig produkt; förbrukningen väte; och massbalansen baserad på inlopps reaktant flödeshastighet och densitet, inloppsväteflödeshastighet, utloppsoljeproduktvikt, vattenhalten i utloppsoljeprodukt, utlopp vattenhaltiga produktvikt, utlopps gasflödeshastigheten, och utlopp gassammansättning.
        4. Analysera förbrukade katalysatorer genom induktivt kopplad plasma-optisk emissionsspektroskopi 15.

Representative Results

Den snabba pyrolysen av en representativ örtartade biomassa, switchgrass, med eller utan varmånga filtrering och katalytisk hydrobehandling av produkten bioolja används som ett exempel för processen redovisas här. Mer detaljer av dessa försök återfinns i detalj i vår nyare publikation. 15

Hot-ånga-filtrerad snabb pyrolys
Tabell 1 visar bioolja, röding, och gas utbyten producerade med respektive utan varmånga filter för en typisk herbaceous råmaterial. För kontrollexperiment utan varmånga filtrering, ångorna passerade även filterhuset men filtret installerades inte. Detta höll uppehållstiden i de två experimenten samma så någon skillnad beror på att endast filtret. De bio-olja utbytena var 52% till 56%, vilket indikerar lyckad omvandling av den större delen av biomassan till flytande intermediate oljor. Ett foto av ett representativt prov bioolja visas i figur 4. nedläggningar Massbalansen var 86% till 90%. Ljus ångor som inte blivit korrekt samlats i kondens tåget var en källa till viktminskning. Pyrolysoljor innehålla flera låg kokpunkt föreningar, såsom hydroxiacetaldehyd (kokpunkt 20,2 ° C), som är svåra att kondensera. Lägga till en andra torris fälla kommer att förbättra återvinningen av ljus kondenserbara föreningar. Utför experiment med högre biomassamatningshastigheter än vad som rapporterats här kommer att förbättra återvinningen av ljus ångorna genom att öka ångkoncentrationen före kondensation. Flykten av lätta kondenserbara föreningar kan verifieras genom gaskromatografi-masspektroskopi-analys av utgångsgasen. De massbalanser var relativt låg för örtartade råmaterial, sannolikt på grund av utströmmande ljus röding, som framställdes från switch i relativt stora mängder. Krackningsreaktioner inträffar vid filtret så islutsats av den heta ånga filter minskat oljeavkastningen och ökad gas avkastning.

Tabell 2 och Figurerna 5 och 6 visar analysresultaten av örtartade råmaterial och bio-oljor som framställs. Hot-ånga filtrering minskade aska rester i bio-olja från 1,45% till under detektionsgränsen. Olika oorganiska, såsom aluminium, kalcium, järn, kalium, magnesium, natrium, fosfor och kisel, observerades i biooljor och de i huvudsak kommer från bioråvara. Hot-ånga filtrering minskat betydligt de oorganiska innehållet i bio-olja, vilket tyder på att varmånga filtrering var en kraftfull protokoll för att effektivt minska halten av spårelement i biooljor genom att ta bort röding och aska partiklar. Hot-ånga filtrering minskade kolhalten och ökade syrehalten i biooljor. Vedartade matarmaterial har låga askhalter jämfört medörtartade råvaror och lägre minskningar av bio-olja aska och oorganiska innehållet observeras. 15

Katalytisk hydrobehandling av bioolja
De analytiska resultaten av den producerade biooljan var i överensstämmelse med det faktum att bio-oljor som är framställda av ett sådant förfarande är inte av tillräcklig kvalitet för direkt användning i förbränningsmotorer. Därför krävs uppgradering av bioolja. De två bio-olja prover uppgraderas genom katalytisk hydrobehandling i hydrobehandlingssystemet enligt de villkor som diskuteras ovan.

Biooljor är kända för att täppa till hydrobehandlingsreaktorer som tecken eller polymerisationsprodukter av aktiva arter i biooljor ackumuleras i katalysatorbädden. Därför är tryckfallet över katalysatorbäddarna under hydrobehandlingstester en viktig indikator på ackumulera tecken eller polymerisationsprodukter. Den heta ånga filtrerad bio-olja spelade nästan felfritt under 60 timmar TOS i hydrobehandlingstestet. Hade dock den icke-filtrerade bioolja ~ 5 vikt-% icke upplösta fasta ämnen, som avskildes, i pumpen och behandlades inte. Även med dessa obehandlade fasta ämnen, det fanns fortfarande ett tryckfall byggs upp efter 50 timmars TOS, förmodligen på grund av de kvarvarande fasta materialen i det icke-filtrerade bioolja plugg den packade katalysatorbädden.

Tabellerna 3 och 4 och figurerna 5 och 7 lista utbytet av produkterna för bioolja hydrobehandling vid olika kasta. Fasseparerade flytande produkter, inklusive en uppgraderad oljefas och en vattenfas, och gasformiga produkter, inklusive CH 4, C 2 H 6, C 3 H 8, C 4 H 10, CO, och CO2, producerades. Figur 4 visar ett foto av en reparerande uppgraderade oljeprov. tabell 5visar analysresultaten av uppgraderad olja och Figur 5 jämför de elementaranalysresultat av bio-olja och den uppgraderade oljan. Hydrobehandling var mycket effektiva på att minska syre, svavel och kväve och tillsats av väte väsentligt från bioolja foder. Syrehalten i den uppgraderade oljan var ~ 2,0 vikt-%, vilket var betydligt lägre än 35 till 40 vikt-% av syre i bioolja foder. Förhållandet väte-till-kol av den uppgraderade oljan var ~1.7, jämfört med ~1.3 för bioolja foder. Trenden för densitet den uppgraderade oljan, som ökade från 0,81 till 0,83 g / ml under testperioden, antyder en mild katalysator avaktivering under 60 timmar TOS.

Såsom visas i figur 7, jämförelser av vätebehandlade produkter mellan varmånga filtrerades och icke-filtrerade bioolja visade att varmånga filtrerad bioolja ledde till en något högre vatten-till-uppgraderad olja-förhållande, vilket är eventutrymstent med högre syrehalt inom varmånga filtrerad bioolja foder. Egenskaperna hos uppgraderad olja för två biooljor var mycket likartade. Den stora skillnaden mellan den hydrobehandling av varm-ånga-filtrerade och icke-filtrerade bioolja var att de använda katalysatorbäddar av varmånga filtrerad bioolja visade mycket mindre avsättning av oorganiska jämfört med de katalysatorbäddar som används med icke-filtrerade biooljor.

Figur 1
Figur 1. Schematisk för 5-cm med fluidiserad bädd pyrolys reaktorsystemet. Det finns en varm-gasfilter, en kondensa-tionssystemet, och ett system gas-mätning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2 r /> Figur 2. Schematisk av mini-reaktorhydrobehandlingssystem. (MFC: massflödesregulator, RD: sprängplatta; PT: tryckgivare; PI: tryckindikator (övertryck); BPR: mottrycksregulator, PR: tryckregulator) Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3. Schematisk av katalysatorbädden i mini-hydrobehandlingsreaktorn. Temperaturprofilen av katalysatorbädden är visad i den vänstra och läget för katalysatorer i varje steg visas i den högra. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

s / ftp_upload / 54088 / 54088fig4.jpg "/>
Figur 4. Bilder av ett representativt bio-oljeprover (till vänster) och ett representativt uppgraderad oljeprovet (till höger). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 5
Figur 5. Jämförelse av elementaranalys resultaten av den örtartade matarmaterialet (switchgrass), bio-olja som produceras med varmånga filtrering och den uppgraderade oljan. Kol, väte och syrehalt förändrades inte mycket efter snabb pyrolys av biomassa, men minskade syrehalten betydligt och vätehalten ökade efter bioolja väte. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

<p class = "jove_content" fo: keep-together.within-page = "1"> figur 6
Figur 6. Jämförelse av oljeutbytet, effektivitet kol, och vissa egenskaper hos bioolja från het ånga filtreras och ofiltrerad pyrolys. Detta visar på inverkan av het gas filtrering av pyrolysångoma före kondensation. Het gas filtrering eliminerar oorganiska rester, men det påverkar också pyrolysolja avkastning [3-LM] och olje egenskaper såsom olja syrehalt. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 7
Figur 7. Jämförelse av hydrobehandlingsresultat av bio-oljor från het ånga filtreras och ofiltrerad pyrolys. Hot-ånga filtrerad bioolja leder till en något högre vatten-till- bränsleförhållandet och egenskaperna hos uppgraderad bränsle för de två biooljor är mycket lika. Den stora skillnaden mellan hydrobehandling av de två pyrolysoljor är att katalysatorbädden av varm-ånga-filtrerad bioolja visade mycket mindre avsättning av mineraler. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

bord 1
Tabell 1. Utbyten av stora pyrolysprodukter (bioolja, röding och gas) och nedläggningar massbalansen för pyrolys av en örtartad råmaterial (switch) med och utan varmånga filtrering.

tabell 2
Tabell 2. Analys av den representativa örtartade råmaterial (switch) och bio-olja som produceras med och utan varmånga filtrering.

088table3.jpg "/>
Tabell 3. Utbyte av större vätebehandlingsprodukter på olika TOSS för varmånga filtrerades och ofiltrerat representativ bioolja.

tabell 4
Tabell 4. Producerad gas sammansättning under hydro representativa biooljor.

tabell 5
Tabell 5. Analys av de uppgraderade oljeprodukter från hydro representativa biooljor.

Discussion

I detta dokument beskrev vi ett detaljerat förfarande för omvandling av lignocellulosa bränsle-range kolväten via snabb pyrolys och katalytisk vätebehandling. Den NREL pyrolysreaktor system med en 5-cm diameter reaktor inre fluidiserad bädd och den PNNL hydrobehandlingssystem med en 1,3-cm innerdiameter med fast bädd katalytisk reaktor och deras driftsförfaranden beskrivs i detalj. Dessa reaktorsystem kan användas för att genomföra pyrolys och hydrobehandlingstester på ett effektivt och säkert sätt. Vi använde representativa örtartade insatsvara för tillverkning flytande biooljor i pyrolys reaktorsystemet, och sedan var de biooljor behandlas i hydrobehandlingssystem med en tvåstegs katalysatorbädden inklusive sulfiderad Ru / C och Como / Al 2 O 3 som katalysatorer för att producera bränsle-range flytande kolväten. Förfarandet är också tillämpligt på pyrolys av ett brett spektrum av råmaterial av biomassa inklusive trä, gräs, och majsstjälkar och sedan uppgradera den produceradebioolja att producera biobränslen. 16 hydrobehandlings och vätebehandling även kan användas för att uppgradera andra biomassagenererade mellan såsom förvätskning olja (bio-rå) från biomassa som trä och alger.

Maximera bioolja utbyte under pyrolys kräver upphettning av biomassa snabbt till tillräcklig temperatur för att uppnå maximal förflyktigande av biomassan. För de flesta biomassa innebär detta temperaturer på 500 till 600 ° C. En fluidiserad bädd ger snabb värmeöverföring från sanden till biomassa, ger en hög uppvärmningshastighet. Användningen av små partiklar ger också en högre uppvärmningshastighet. Typiskt ett par procent högre utbyte bioolja uppnås med mark biomassa till <0,5 mm än med biomassa maldes till <2 mm. Maximera utbytet innebär också att minimera termisk krackning av ångorna genom att hålla uppehållstiden vid temperatur låg (1 till 2 sekunder). Pyrolysångoma innehålla föreningar med ett brett spektrum av kokpunkter. Således hot rörledningar tenderar att bli nedsmutsat med flytande, repolymerized ångor och röding. För att undvika detta tillstånd, håller skruvens temperatur under 100 ° C och alla ytor mellan reaktorn och kondens tåg över 400 ° C för att undvika nedsmutsning, men under 500 ° C för att minimera termisk krackning. Grundlig täckning med värmetejp är nödvändig för att förhindra kalla fläckar och ger en jämn temperatur. Sydda isolering kuddar med nedläggningar på dem ger i allmänhet mer enhetlig täckning, vilket resulterar i jämnare temperatur. Det är viktigt att temperaturen faller snabbt i den första kondensom för att minimera möjligheten för repolymerization av hög kokpunkt material, som skulle kunna leda till blockering av kondensorns inlopp. Det är också nödvändigt att använda torris i den andra kondensorn för att maximera vätske återhämtning och förhindra skador på gas-mät- och analysinstrument.

Vissa förbättrade funktioner inte nämns i grund snabb pyrolys förfarande. jagt är användbart att ha en tryckmätare eller sändare nära reaktorinloppet. Dessutom är det användbart att mäta differenstrycket över reaktorn och cyklonen och för att mäta slutliga trycket och temperaturen vid den torra provmätare (för att möjliggöra noggranna beräkningar volym). Det är också bra att ha ytterligare termoelement i pyrolys sängen för att kontrollera att sängen är fluidisera likformigt nog för att ge enhetliga temperaturer. Typiskt, <5 ° C spridning ses vertikalt genom bädden. Det är också användbart att ha nästlad-loop temperaturkontrollen på reaktorn. När det krävs en större mängd olja, är det användbart att installera en ventil på botten av träkolet mottagaren och montera en sekundär char mottagare under den, vilket i sin tur har en ventil i botten med en burk löst monterad till den. Detta gör det möjligt att tömma char-mottagaren i den sekundära mottagaren och slutligen ned i burken, så att kontinuerlig drift kan upprätthållas i många timmar. Vibrationer hjälpful till operationen. Manuell bultande av rören kan användas, men en automatisk vibrator ger mer tillförlitlig omröring. Dessa kan drivas kontinuerligt på slusscirkulationscylindem och auger-port för att bibehålla en jämn matningsflöde genom mataren. Dessutom, med hjälp av en automatisk vibrator på andrahands röding mottagaren under röding dränering gör att verksamheten mycket mer pålitlig. Varmånga filtrering förbättrar sprickbildning och reducerar bioolja utbyte som visas ovan. Varvid temperaturen hos filtret låg men fortfarande över kondensationstemperaturen (> 400 ° C) minimerar sprickbildning. En inert yta på filtret kan också minska sprickbildning. Filterområdet måste vara stor för att minska tryckfallet.

Den huvudsakliga begränsningen av den snabba pyrolysprocessen är att den producerade biooljan har några större problematiska egenskaper såsom hög viskositet, korrosivitet, dålig flyktighet, låga värmevärde, och kemisk instabilitet, vilket begränsar deras direkta användning och orsakar vissa problem during sin uppgradering. 6,7,8,9 En variant av snabb pyrolys, katalytiskt snabb pyrolys, varvid snabb pyrolys är integrerad med en katalys process för att uppgradera pyrolys ånga och hydropyrolysis, varvid snabb pyrolys utförs i närvaro av reaktiva gaser, såsom H2, kan leda till en högre kvalitet bioolja men lider högre operativ komplexitet och låg produktutbyte. 4,8

Tvåstegs katalytisk väte visade goda behandlingsresultat för att omvandla bioolja till bränsle-range kolväten. Bio-oljor är kända för att vara kemiskt instabila på grund av förekomsten av aktiva arter såsom karbonyl- och fenolföreningar som skulle kunna genomgå repolymerization och kondensation vid en låg temperatur, vilket leder till en hög benägenhet för bildande av kolhaltiga material och åtföljande katalysatordeaktivering och även pluggning av katalysatorbädden. Därför det första steget hydreringssteget var avgörande för processen, och användes för att stabilisera bio-olja genom hydrering av karbonyler och fenoler på en relativt låg temperatur med hjälp av en riktig hydreringskatalysator. Prestandan hos hydrogeneringskatalysatorn var nyckeln för den långsiktiga stabiliteten och funktionen av processen. Syre avlägsnande av hydrodeoxygenation inträffade vid det andra steget av en sulfid baserad hydrobehandlingskatalysator. Utbytet och egenskaperna hos producerad slutliga oljeprodukten berodde på katalysatorerna och betingelser som användes i det andra steget. Maximera utbytet av flytande slut bränslen skulle kunna uppnås genom användning av katalysatorer som kan generera CC-bindningar, såsom alkylering funktion, och optimerade reaktionsparametrar inkluderande reaktionstemperatur, tryck och rymdhastighet. Den största begränsningen av vätebehandling är att på grund av vissa problematiska egenskaper i bioolja såsom kemisk instabilitet och förekomsten av föroreningar 17, livslängd hydrobehandlingskatalysatorer, speciellt de första steg hydreringskatalysatorer är fortfarande begränsaed, vilket gör den totala processen kostsam. Maximera livslängden för de använda katalysatorerna skulle kunna uppnås genom att använda mer robusta katalysatorer; optimerade reaktionsparametrar, inklusive reaktionstemperatur, tryck och rymdhastighet; eller förbehandling för att sänka halten av det aktiva ämnet eller främmande ämnen i bioolja flöden.

Hydrobehandlings drevs vid höga tryck och reaktortemperaturer med brandfarliga gaser och vätskor är inblandade. Därför bör säkerhetsbestämmelser och förfarande följas strikt.

Disclosures

Författarna förklarar att de inte har några konkurrerande ekonomiska intressen.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av US Department of Energy (DOE) under kontrakt DE-AC36-08-GO28308 på NREL och kontrakt DE-AC05-76RL01830 på PNNL. Författarna erkänner tacksamt stöd av DOE: s bioenergiteknik Office.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Pyrolysis system
Feedstock Mill to pass 2 mm screen
Sand for bed material Black Rock Screen to 300-500 microns
Furnace Thermcraft TSP-3.75-0-24-3C-J13667/1A Split tube furnace 3.75 ID X 24 L
Pyrolysis reactor Custom-built at NREL 2" diameter, height 17", 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" 304 SS tube below the distributor to pre-heat the gas
Cyclone Custom-built at NREL 1" diameter
Cyclone receiver Custom-built at NREL 1 L capacity
Cyclone secondary receiver Custom-built at NREL 1 L capacity
Hot vapor filter Serv-A-Pure SC2-0P10B34-X 316SS, 10 inches long, 2.0 micron
2-neck round-bottomed flasks 500 ml
Electrostatic precipitator Allen Scientific Glassware, NREL-built electrodes Custom built 2" diameter 10" long ground electrode, glass enclosed, stop-cock on bottom
High-voltage power supply Spellman High Voltage Bertan 803C-300P 30 kV max, 0.5 mA
Cold-finger condenser Aldrich Z164038
Coalescing filter Finite 10C15-060
Dry test meter American Meter DTM-200A with IMAC counter
Gas chromatograph Varian CP-4900 MS5A, PBQ, CP-Sil columns
Hydrogen detector Gerhard Wagner TCM-4 thermal conductivity detector
Non-Dispersive Infrared Spectrometer California Analytical Model 300 Carbon monoxide 0-5%, 0-25%, carbon dioxide 0-5%, 0-20%, methane 0-5,000 ppmv, 0-3%
Mass flow controller Celerity (now Tylan) Unit 7301 0-20 SLM reactor bottom, 0-10 SLM auger, 0-2 slm purges, 0-5 slm air
Auger Auger Manufacturing Specialists 110520 3/8" Dia SS RH Auger 18"
Motor for Auger Leeson Gearmotor-Parallel Shaft, 94 rpm, 1/15 HP, TEFC, 115 VAC
Feeding system: Motor for hopper Lenze VDE0530 7KB4-7-100H Motor Ac Helical Gearbox 3PH 0.25 kW 1.4/0.82 A
Feeding system: Hopper and Loss in weight feeder K-TRON Soder KCL24T20 with K10S controller
Feeding system: Valves Swagelok SS-65TS16 151 bar at 37 °C and 6.8 bar at 232 °C
Control system Opto22 SNAP-PAC parts
Heat cables McMaster-Carr 4550T152 and similar Extreme-Temperature (1,400 °F), heavy insulation for use on metal
Ball Vibrator Vibtec K 8
U-tube Custom-built at NREL 1/4" PFA and stainless steel tubing, 1.4 m tall
Hydrotreating system
Ru on carbon catalyst Fabricated at PNNL 7.6 wt% Ru on carbon
3% Co and 9% Mo on Al2O3 catalyst Alfa-Aesar 45579 Cobalt oxide, typically 3.4-4.5%, Molybdenum oxide typically 11.5-14.5% on alumina
Feeding pumps ISCO 500D Syringe pump, 500 ml cylinder capacity
Mass flow controller Brooks SLA5850S1BAF4B1A1
Temperatrue controller Cole-Parmer WU-89000-10 Digi-Sense Advanced Temperature Controller, 115 V
Thermocouples Omega K-type thermocouples
Pressure transducer Omega PX309-3KG5V
Heat tapes Cole-Parmer EW-03106-27 Dual element heating tape, 1/2 in x 12 ft, 936 watts, 120 VAC w/ 2-prong plug
Digital pressure gauge Omega DPG4000-3K High Accuracy Digital Pressure Gauge, with Data Logging Capability
Back pressure regulator Mity-Mite
Gas flow meter Mesa Labs 200-220L Dry Cal, Definer 220 Low Flow 
Hydrotreating reactor, cross, tee, fittings Parker, Autoclave
Combustible gas sensor SMC 5100-02-IT-S1-01-00-0-0 Combustible gas detection sensor, 24 VDC power, analog 4-20 MADC output with modbus, no relays
H2S sensor SMC 5100-05-IT-S1-01-00-0-0 H2S toxic gas sensor module, 24 VDC power, analog 4-20 MADC output with modbus, no relays
Ventilation sensor TSI FHM10 Fume Hood Monitor FHM10
Micro-Gas chromatograph Inficon Inficon 3000 Four-channel micro-GC with molecular sieve, Plot U, Alumina, and Stabilwax columns
Lab-view based monitering and controlling system Custom-built at PNNL Using National Instruments parts and Labview software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. BP. Statistical Review of World Energy. , http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/Energy-economics/statistical-review-2014/BP-statistical-review-of-world-energy-2014-full-report.pdf. (2014).
  2. U.S. Energy Information Administration. International Energy Outlook 2014. , http://www.eia.gov/forecasts/ieo/pdf/0484%282014%29.pdf (2014).
  3. Bioenergy Technologies Office. Replacing the Whole Barrel. , http://www1.eere.energy.gov/bioenergy/pdfs/replacing_barrel_overview.pdf. (2013).
  4. Huber, G. W., Iborra, S., Corma, A. Synthesis of transportation fuels from biomass: Chemistry, catalysts, and engineering. Chem. Rev. 106 (9), 4044-4098 (2006).
  5. Mohan, D., Pittman, C. U. J., Steele, P. H. Pyrolysis of wood/biomass for bio-oil: A critical review. Energy Fuels. 20 (3), 848-889 (2006).
  6. Bridgewater, A. V. Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading. Biomass Bioenergy. 29, 68-94 (2012).
  7. Elliott, D. C. Historical developments in hydroprocessing bio-oils. Energy Fuels. 21 (3), 1792-1815 (2007).
  8. Wang, H., Male, J., Wang, Y. Recent advances in hydrotreating of pyrolysis bio-oil and its oxygen-containing model compounds. ACS Catal. 3 (5), 1047-1070 (2013).
  9. Zacher, A. H., Olarte, M. V., Santosa, D. M., Elliott, D. C., Jones, S. B. A review and perspective of recent bio-oil hydrotreating research. Green Chem. 16, 491-515 (2014).
  10. Elliott, D. C., et al. Catalytic Hydroprocessing of Fast pyrolysis bio-oil from pine sawdust. Energy Fuels. 26 (6), 3891-3896 (2012).
  11. Venderbosch, R. H., Ardiyanti, A. R., Wildschut, J., Oasmaa, A., Heeresb, H. J. J. Stabilization of biomass-derived pyrolysis oils. Chem. Technol. Biotechnol. 85 (5), 674-686 (2010).
  12. Olarte, M. V., et al. Towards long-term fast pyrolysis oil catalytic upgrading. Prepr. Pap. Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem. 58 (2), 230-231 (2013).
  13. Scahill, J., Diebold, J. P., Feik, C. Removal of residual char fines from pyrolysis vapors by hot gas filtration. Developments in Thermochemical Biomass. Bridgwater, A. V., Boocock, D. G. B. , Blackie Academic and Professional. London, U.K. (1996).
  14. Hoekstra, E., Hogendoorn, K. J. A., Wang, X., Westerhof, R. J. M., Kersten, S. R. A., van Swaaij, W. P. M. Fast pyrolysis of biomass in a fluidized bed reactor: In situ filtering of the vapors. Ind. Eng. Chem. Res. 48 (10), 4744-4756 (2009).
  15. Elliott, D. C., Wang, H., French, R., Deutch, S., Iisa, K. Hydrocarbon liquid production from biomass via hot-vapor-filtered fast pyrolysis and catalytic hydroprocessing of the bio-oil. Energy Fuels. 28 (9), 5909-5917 (2014).
  16. Howe, D., et al. Field-to-Fuel Performance Testing of Lignocellulosic Feedstocks: An Integrated Study of the Fast Pyrolysis/Hydrotreating Pathway. Energy Fuels. 29 (5), 3188-3197 (2015).
  17. Wang, H., Wang, Y. Characterization of Deactivated Bio-oil Hydrotreating Catalysts. Topics in Catalysis. 59, 65-72 (2015).

Tags

Biokemi omvandling av biomassa varmånga filtrering snabb pyrolys katalytisk hydrobehandling bioolja biobränsle
Biomassa konvertering att producera kolväten flytande bränsle Via Hot-ånga Filtrerad snabb pyrolys och Catalytic Hydrobehandling
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, H., Elliott, D. C., French, R. More

Wang, H., Elliott, D. C., French, R. J., Deutch, S., Iisa, K. Biomass Conversion to Produce Hydrocarbon Liquid Fuel Via Hot-vapor Filtered Fast Pyrolysis and Catalytic Hydrotreating. J. Vis. Exp. (118), e54088, doi:10.3791/54088 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter