Ny Bio-char Pyroco hjælper med at reducere forurening

Ingeniører fra RMIT University har skabt et overkommeligt, aktiveret biokul udvundet af biosolids kaldet PYROCO. Det nye biokul kan hjælpe industrisektoren med at reducere forurening og forbedre biooliekvaliteten. Derudover åbner det døren for yderligere innovation inden for den bæredygtige katalytiske pyrolysesektor. Her er hvad du behøver at vide.

Hvad er bioolier, og hvordan laves de?

Bio-olier er et ekspanderende felt på markedet for vedvarende energi. Teknologien har eksisteret i mange årtier. Men de seneste fremskridt har gjort mere bæredygtig og billigere produktion af bio-olier en mulighed.

Bio-olier er lavet af organisk affald, som ofte er rigt på ilt. Især er en termokemisk proces kaldet pyrolyse almindeligvis brugt til at skabe bioolier. Det hjælper med at nedbryde komplekse forbindelser som syrer, alkoholer og ketoner.

Forståelse af pyrolyse i biobrændstofproduktion

Pyrolyse kræver, at biomassen opvarmes til +500 grader, samtidig med at ilt fjernes fra materialet. Denne handling hjælper med at nedbryde polymerer hurtigt. Især adskiller pyrolyse sig fra forbrænding, da den eliminerer ilt fra ligningen.

Pyrolysens historie: Fra trækul til biokul

Det er interessant at bemærke, at pyrolyse er en proces, som menneskeheden har brugt i århundreder. Gamle kulturer brugte den til at fremstille trækul og ristet kaffe. Nogle optegnelser går tilbage til de gamle egypteres brug af pyrolyse i deres balsameringsproces til mumier.

Udfordringer ved pyrolyse: emissioner, energiforbrug og sikkerhed

Der er adskillige problemer, som nutidens pyrolysesystemer skal håndtere for at opnå mere bæredygtig drift. For det første er gasudledningen skadelig for miljøet. Det gør ikke meget for at forsøge at forhindre én type forurening, men skaber blot et andet problem.

Derudover er der høje energikrav. At starte en brand, der kan bryde polymerer fra hinanden, tager tid og energi. Der er også iboende risici forbundet med at holde ild og ilt adskilt. I nogle tilfælde kan pludselig eksponering for ilt resultere i utilsigtet forbrænding af organisk materiale.

Hvad er Biochar? Fordele, sammensætning og anvendelser

Biokul er biproduktet af pyrolysen af ​​biomasse. Dens kemiske sammensætning er ret enkel og består primært af kulstof og aske, hvilket giver den nogle unikke egenskaber. For det første, fordi det er lavet af alle organiske materialer, er det meningen, at det skal begraves i jorden i stedet for at blive brændt. Nogle af de vigtigste kilder til biokul omfatter især gødning, frugtgruber, kviste, skovbrugsaffald, madrester og meget mere.

Biokul bringer mange fordele til landbrugssektoren. Det ses af mange som et stærkt supplement til gødning. Når det nedgraves, giver biokul en høj næringsstof- og vandretention. Derudover forbedrer det jordens frugtbarhed i længere tid end traditionel gødning alene.

PYROCO: En banebrydende biochar-katalysator fra RMIT

Studiet "Kulstofkatalysatorens rolle ved opgradering af pyrolysedampene af brugt Eucalyptus nicholii biomasse: Mod bæredygtig phenolproduktion, "¹ offentliggjort i Renewable Energy, udfordrer antagelsen om, at biokul bedst bruges til landbrugsformål. Det introducerer en ny måde at bruge bio-char som en katalysator, der, når den bruges sammen med paraffindamp, reducerer den energi, der kræves for at udføre pyrolyseprocessen.

Kilde – RMIT University

Ingeniøren demonstrerer, hvordan deres biokul kan målrette mod både phenol- og kulbrintefunktionaliteter. Konkret udnytter undersøgelsen biomasse fra pebermyntepilen (Eucalyptus nicholii). Denne oprindelige australske plante producerer en masse råmateriale, hvilket gør den til en ideel løsning til eksperimenterne.

Som en del af denne undersøgelse tog ingeniørerne et dybdegående kig på virkningen af ​​biosolids-afledt aktiveret bio-char på den brugte Eucalyptus nicholii biomasse pyrolyse og dens bio-olie sammensætning.

Forvandling af organisk affald til vedvarende bioolie

Som det første trin i eksperimentet blev råmateriale fra pebermyntepil indsamlet fra en af ​​forskerens lokale gårde. Det er værd at bemærke, at råmaterialet blev holdt friskt, før det blev sendt direkte til dampdestillationsprocessen. Dette trin skabte et fast restprodukt, som derefter blev sendt til ovnen.

Remanensen blev opvarmet til 105°C natten over. Dette trin eliminerer eventuel resterende fugt fra materialet. Derefter filtrerede holdet materialet til en partikelstørrelse på 100-300 μm. Dette endelige materiale blev derefter testet mod kommercielt tilgængelige alternativer.

Ingeniørerne bemærkede, at sammensætningen var ændret til en blanding af phenoler (69.7 %) og kulbrinter (13.7 %). Disse data tyder på, at den nye proces markant forbedrede selektiviteten af ​​phenoler og kulbrinter i bio-olie.

På denne måde hjælper forskningen samfundet med bedre at forstå, hvordan forbedret selektivitet for phenoler og kulbrinter øger effekten af ​​kulstofkatalysatorer på bioolieegenskaber og aktiveringsenergi.

Hvordan RMIT testede PYROCO Biochar Catalyst

Ingeniørerne udførte adskillige test for at sikre, at deres undersøgelse var nøjagtig. Holdet begyndte med at skabe katalytisk pyrolyse i en 27 mm gange 680 mm kvartsrørreaktor og en carbolitovn. En keramisk fritte med en porøsitet på 3 (16-40 μm) blev brugt som gasfordelerplade. Denne var placeret kun 320 mm over bunden af ​​reaktoren, før der blev tilført varme.

Reaktoren viste nogle interessante resultater. For det første bemærkede ingeniørerne, at de kunne reducere kemisk forurening under pyrolyse ved hjælp af deres avancerede strategi. Denne tilgang eliminerer højemissionskemikalier og erstatter dem med lavemissionsbiokul.

Derudover viste holdet, at kulstofkatalysatorer spiller en afgørende rolle i bioolieudbyttet. En del af denne effektivitet skyldes, hvordan den nye biochar hjælper med at lette de iltnings- og decarboxyleringsreaktioner, der kræves.

Hvordan PYROCO reducerer emissioner og forbedrer bio-oliekvaliteten

Der er en masse fordele, som Pyrolyse-undersøgelsen bringer til markedet. Den største fordel er, at det giver et værdifuldt grønt alternativ til status quo. Denne proces kan bruges til at hjælpe med at fjerne uønskede kemikalier og andre forurenende stoffer fra en række forskellige steder.

Holdet hævder allerede, at teknologien potentielt kan ødelægge 99.99% af PFA'er i biosolids. Dette ville gøre lossepladser meget sikrere. Ved at omdanne dette materiale til PFA-fri biokul åbner det desuden døren for adskillige anvendelsesscenarier, der stemmer overens med regeringernes globale mål om netto-nul COXNUMX-udledning.

Real-World Anvendelser til PYROCO og kommercialiseringsplaner

Der er flere applikationer i den virkelige verden til denne teknologi. For det første tilbyder det en bæredygtig måde at reducere kuldioxidemissioner på ved at erstatte højemissionsprodukter. Her er nogle andre applikationer fra den virkelige verden, der kan have en positiv indvirkning på økonomien.

Industriel

Den forbedrede biokul kan blive en kritisk komponent i den bæredygtige forsyningskæde for bioolier. Disse materialer er allerede vigtige i produktionen af ​​kemikalier som harpiks, smøremidler og additiver. Denne undersøgelse kan hjælpe med at reducere omkostningerne og forbedre produktiviteten i industrisektoren.

Dette marked anvender biochar som en værdifuld katalysator i mere komplekse industrielle processer. Som sådan kan sænkning af omkostningerne og forbedring af kvaliteten af ​​biochar resultere i højere afkast.

Ingeniørerne udtalte, at deres forskning er produktionsklar. De ser i øjeblikket på måder at bringe teknologien til en kommerciel skala. Derudover, når du ser nærmere på markedets økonomiske forhold, kan du se, at bio-char forventes at nå et globalt markedspotentiale på 3.3 milliarder dollar næste år. Alle disse faktorer peger mod en hurtig implementering af denne teknologi i de kommende måneder og år.

Hvem udviklede PYROCO? Mød forskerholdet

RMIT University ledede Pyroco-undersøgelsen. Det arbejdede tæt sammen med ingeniører fra South East Water, Intelligent Water Networks og Indian Institute of Petroleum. Specifikt angiver rapporten Ramandeep Kaur, Bhavya B. Krishna, Nimesha Rathnayake, Thallada Bhaskar og Kalpit Shah som de vigtigste bidragydere.

Imponerende nok modtog Pyroco-undersøgelsen finansiering fra et tilskud på $3 millioner fra den australske regering. Konkret vil midlerne gå til et vandfiltreringsanlæg, der vil bruge systemet til at omdanne renset spildevand (biosolider) til et kulstofrigt produkt kaldet biochar.

Stock Spotlight: En kemisk virksomhed at se på

Biobrændstofsektoren er i fremgang, og flere producenter søger at skabe bæredygtige alternativer til de kritiske industrielle systemer, der bruges i dag. Disse virksomheder bruger ældgamle processer som pyrolyse kombineret med banebrydende teknologi til at skabe renere og mere effektive alternativer. Her er en virksomhed, der fortsat er en pioner på markedet.

Olin Corporation

Olin Corporation (OLN ) kom på markedet i 1892. Denne USA-baserede kemikalieudbyder er vokset til en velrenommeret aktieoption. Virksomheden opererer på 3 markeder under varemærkerne Chlor Alkali Products and Vinyls og Winchester. Sidstnævnte er den, du sikkert allerede har hørt om på grund af deres lange historie i skydesektoren.

Chlor Alkali Products og Vinyls segmenterne tilbyder en række produkter, herunder perchlorethylen, saltsyre, vinylchloridmonomerer, methylchlorid, methylenchlorid, chloroform, carbontetrachlorid og hydrogen. Virksomheden har en stor kundebase med kunder i hele USA, Europa, Asien og Stillehavsområdet, Latinamerika og Canada.

Seneste om Olin Corporation

Pyroco – At gøre pyrolyse mere overkommelig kunne gøre livet bedre for millioner

Når du dykker ned i, hvor udbredt pyrolyse er i en række industrielle opgaver, kan du se, hvordan denne udvikling kan bidrage til at sænke omkostningerne og forbedre bæredygtigheden på en væsentlig måde. Som sådan fortjener dette team af ingeniører ros for deres opfindsomhed og beslutsomhed. Nu søger teamet at skalere deres proces for at få en reel indflydelse.

Lær om andre energiteknologier link..

Referencer til undersøgelser:

^{1. Kaur, R., Krishna, BB, Rathnayake, N., Bhaskar, T., & Shah, K. (2024). Carbo-katalysatorens rolle ved opgradering af pyrolysedampene af brugt Eucalyptus nicholii biomasse: Mod bæredygtig phenolproduktion. Vedvarende energi, 214, 1239-1250. https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.01.180}