Открыты новые способы получения качественного биотоплива

Открыты новые способы получения качественного биотоплива

В настоящее время газификация биомассы рассматривается в качестве возможной технологии для преобразования по крайней мере 10 миллионов акров техасских растений в биотопливо. Это стало известно из слов доктора Джима Энсли, эколога «Texas AgriLife Research», сообщает «PC-News.info».

Исследования используют адиабатическую газификацию, чтобы преобразовать мескитовое дерево, женьшень и можжевельник, которые растут на южных Великих равнинах в пригодные для использования газы (биоэнергетика). Исследования проводили Энсли, доктор Калян Аннамалай и Пауль Пеппер, профессор в «Mechanical Engineering and Coal and Biomass Energy Laboratory», «Texas Engineering Experiment Station» и «Texas A&M University in College Statio».

Команда также в себя включала аспирантов Вэй Чень, Дастина Езелтин и Шиву Занапала из «College Station», и доктора Мустафа Мирика из научной ассоциации «AgriLife Research» в Верноне.

«Ведущим автором первого опубликованного документа, касающегося этого исследования, был Чэнь. В документе говориться о теплоте горения мескитового дерева и можжевельника, а также о том, как размер частиц щепы и влага влияют на газовый состав и урожайность», — сказал Энсли.

Исследователи открыли основные тепловые свойства этих видов твёрдого топлива, в том числе по химическому составу и тепловому значению, а также различных отопительных факторов затрагивающих синтетический газ. Синтетический газ, смесь угарного газа, этана и водорода, могут использоваться в качестве заменителя природного газа. Твёрдый побочный продукт конверсионного процесса и смолы, также может быть использован для производства топлива или других химических продуктов.

Из-за ограничений по выращиванию биоэнергетических культур (зерновые), впоследствии используемых для производства пищевых продуктов, Энсли обратил внимание на подавляющее число нежелательных древесных растений в качестве возможного источника энергии. Обратной сторона медали — это увеличение транспортных расходов, из-за более низкой плотности биомассы деревьев. Одним из вариантов может быть развитие малых, локализованных объектов газификации для преобразования древесины в биоэнергию.

«Сейчас они воспринимаются, как ядовитые растения, которые наносят ущерб пастбищным экосистемам», — добавил он. «Их удаление и использование в качестве сырья для биоэнергетики позволит улучшить качество экосистемы, а также услуг из этих стран».

При отсутствии данных относительно газификации мескитового дерева и можжевельника, цель команды Энсли состоит в том, чтобы определить теплоту горения двух растений и получить характеристики газификации.

«С одного акра, на котором растут мескитовое дерево и можжевельник мы можем постоянно получать биомассу, равную 20-ти тоннам», — сказал он. Содержание влаги в этих видах значительно ниже, чем в другом древесном сырье, поэтому мескитовое дерево и можжевельник имеют повышенную теплоту горения и снижают затраты на сушку сырья.

Мескитовое дерево и можжевельник были собраны из родной области пастбищ вблизи Вернон. Высота деревьев достигала 10–12 футов, а диаметр ствола составлял от 2-х до 8-ми дюймов. Количество годичных колец показало, что возраст этих деревьев находился в диапазоне от 15-ти до 35-ти лет.

«Базальные стебли и ветви пропускались через дробилку», — сказал он. Затем материал пропустили через моторизованную систему (решето), которая разделила ранее полученный материал на схожие по размерам частицы. Затем, древесная щепа хранилась в мешках целлюлозы и передалась в «College Station» для дальнейших испытаний, касающихся газификации.

«Статья команды является первой, в которой говориться о содержании тепла и газов, полученных из этих растений, а также о некотором потенциале урожайности и состава из газификации», — сказал Энсли.

«Теплота горения древесины можжевельника и женьшеня была немного выше, чем мескитового дерева — 8849 БТЕ за фунт по сравнению с 8653 БТЕ», — поделился Энсли. Оба значения эквивалентны каменному углю.

Далее Энсли сказал, что мескитовое дерево и можжевельник являются лучшими для производства качественного топлива, чем биомасса навоза крупного рогатого скота, которая имеет меньшую теплоту горения — 5520 БТЕ за фунт, и оставляет повышенное содержание золы — 14–45% по сравнению с 1–2% у дерева.

Электростанции обычно предпочитают топливо с низким содержанием азота, так что загрязняющие оксиды азота могут быть сведены к минимуму. В отличие от угля, мескитовое дерево и можжевельник содержат очень небольшое количество азота, около одной трети. «Содержание азота в мескитовом дереве было несколько выше, чем в можжевельнике, потому что мескитовое дерево является бобовым», — сказал Энсли.

Древесная щепа разных размеров сжигалась в стальной колонне, которая зафиксировала диапазон температур от 400–2000 градусов. Эта температура была замечена на различных стадиях разложения древесины и принесла различный урожай синтетического газа», — добавил он.

Урожай синтетического газа состоит из азота, оксида углерода, диоксида углерода, водорода, кислорода, метана и этана. Процентный состав газа зависит от породы дерева. Можжевельник имеет более высокий процент оксида углерода и метана, а мескитовое дерево имеет более высокий процент азота, двуокиси углерода и этана.

«Теплота горения синтетических газов полученных из этих растений была несколько выше у можжевельника, чем у мескитового дерева, 1482 БТЕ за фунт по сравнению с 1275 БТЕ», — добавил Энсли. После удаления азота из газогенератора, теплота горения синтетических газов обеих пород дерева поднялась более, чем в два раза до 3575 БТЕ на фунт и 3261 британских тепловых единиц на фунт.

По сравнению с чистым метаном, который служил в качестве заменителя природного газа, синтетические газы из этих пород дерева достигли почти 100–150 БТЕ в стандартных кубических футах, что составляет около 10–15 процентов теплоты горения метана. После удаления азота, тепловое горение синтетического газа увеличилось до 27 процентов и 25,8 процентов теплоты горения метана для можжевельника и мескитового дерева соответственно.

«Обе породы дерева порождают высококачественный газ, но качество газа, полученного из можжевельника было немного лучше, чем из мескитового дерева, в первую очередь за счёт снижения содержания азота и повышения теплоты горения», — закончил Энсли.

Источник: pc-news.info

Похожие новости:
Boeing и Embraer совместно разработают биотопливо
Американская компания Boeing и бразильский авиастроитель Embraer 12 мая заявили о создании совместного предприятия по разработке биотоплива. Компании подписали протокол о намерениях, согласно которому они будут проводить совместные исследования биотоплива, а также будут финансировать и координировать подобные исследования с бразильскими ..
2014-05-13 787 0 Технология
0
Найден способ получать биотопливо второго поколения
Исследователи с факультета химии Университета Йорка (Великобритания) сообщили, что ими было найдено семейство ферментов, способствующих переварить трудно перевариваемую биомассу на составные сахара. Стоит заметить, что биотопливо «первого поколения» в основном производится из сырья, которое легко переварить с помощью известных ..
2014-01-06 1088 0 Технология
0
Биотопливо обеспечит около 30% мирового спроса на горючее
В статье, опубликованная в «F1000 Biology Reports» говориться, что биотопливо сможет обеспечить около 30% мирового спроса на жидкий вид топлива для транспорта, резко сокращая количество выбросов парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу при сжигании топлива и не оказывая никакого негативного влияния на производство ..
2012-05-7 856 0 Технология
0
Первый в мире автобус на биотопливе из водорослей
Первый в мире автобус, работающий на биотопливе с применением зеленых эвгленовых водорослей, начал ездить в японском городе Фудзисава, сообщили во вторник в пресс-службе компании Isuzu. Топливо для автобуса разработано совместно японским производителем грузовиков и автобусов Isuzu и компанией Euglena. «Автобус совершает ..
2014-07-12 1101 0 Технология
1
Начались споры об экологической эффективности биотоплива
Новый «экологический» скандал потряс столицу Евросоюза. Брюссельские чиновники долгое время скрывали информацию об истинных масштабах загрязнения атмосферы при производстве биологического топлива. Кому-то покажется, что ложь Европейской комиссии была во благо. Возможно, еврократы действительно верили, что биотопливо ..
2012-02-6 1073 0 Технология
0
Биоинженеры создали еду из древесины
Ученые предлагают использовать отходы деревообрабатывающих производств. Об этом рассказывает ресурс ScienceNow. Из 200 килограммов этого продукта можно будет получать до 20 килограммов крахмала. Этот объем обеспечит человека углеводами на 80 дней,сообщает Science Magazine. Такое количество крахмала позволит ..
2013-04-18 1144 0 Технология
0
Эффективность производства биодизеля поднялась на новых дрожжах
Биоинженеры из Массачусетского технологического института создали дрожжи, которые могут преобразовывать сахара в липиды намного эффективнее, чем раньше. Это вплотную приближает ученых к созданию дешевого биодизеля из растительных отходов. Статья об исследовании опубликована в Nature Biotechnology.Биодизель, полученный из возобновляемых растительных и животных источников, рассматривают ..
2017-01-18 4156 0 Технология
0
Растительная целлюлоза по прочности не уступает стали
Кристаллы целлюлозы, которые дают деревья и растения имеют высокую прочность, легкий вес и устойчивость. Нанокристаллы можно использовать для создания нового класса биоматериалов, такие как строительные материалы и автомобильные компоненты. Расчеты показывают что атомное строение кристаллов целлюлозы имеет жесткость ..
2013-12-19 1440 0 Технология
0
Новый тип ветрогенератора производит электричество без лопастей
Все мы привыкли к стандартному виду ветрогенераторов и при слове ветрогенератор большинство сразу же представляет себе вращающиеся лопасти. В некоторых странах есть целые ветряные электростанции, которые состоят из многих десятков, если не сотен, «мельниц». У этого способа получения энергии есть ..
2012-11-7 4201 2 Технология
0
Новый метод производства биотоплива
В Мичиганском Государственном Университете (МГУ) ученые изобрели новый способ производства биотоплива, в котором удалось увеличить получаемую энергию в 20 раз, чем в любом известном методе. Микробиолог Джемма Регуэра (Gemma Reguera) разработала биоэлектрохимическую систему или «Микробные электролизные ячейки» (МЭЯ), ..
2012-07-12 1240 0 Технология
0
Разработан дешевый метод получения графена
Американские и корейские ученые разработали метод получения графена из сухого льда, который отличается очень низкой стоимостью.В настоящее время графен получил почетный статус синтетического материала века – совершенно плоские листы, состоящие из атомов углерода, ..
2012-05-12 3509 0 Технология
0
В Финляндии создаётся первая сеть биозаводов
Предприятие с частным капиталом «Taaleritehdas» занимается строительством первой общенациональной сети биозаводов в Финляндии. В течение двух последующих лет  планируется построить от 5 до 7 биогазовых заводов, которые станут эффективным решением, в том числе, и для переработки хозяйственных биоотходов. «Taaleritehdas» инвестирует в реализацию вышеупомянутого проекта в общей сложности 90 миллионов ..
2012-04-11 922 0 Технология
0
Ученые создали бактерии для ракетного биотоплива
Исследователи из Технологического института Джорджии и Объединенной биоэнергетического института синтезировали бактерию пинен, которая потенциально может заменить высоко энергетеское топливо, например JP -10, используемое в ракетах и другой авиационно-космической промышленности. С повышением эффективности процесса, биотопливо может дополнить ..
2014-03-31 817 0 Технология
0
Биотопливо из морских водорослей - технология будущего
Ученые из института биоинформатики Вирджинии собрали проект генома последовательности морских водорослей, чтобы помочь ученым США в проекте обнаружения наиболее эффективных видов. Результаты опубликованы в издании Nature Communications.Потребность развития альтернативных возобновимых источников топлива уже достаточно давно признается ..
2012-04-4 1566 0 Технология
0
Нанозащита, нановакцина и наноикра
В Токио прошла международная выставка нанотехнологий. Ученые показали нано-лекарство от гриппа, представили новые способы борьбы с раком и загрязнением среды, а также продемонстрировали наноикру.Источник: vesti.ru ..
2013-02-5 941 0 Технология
0