Bagong Bio-char na Pyroco Tumulong na Bawasan ang Polusyon

RMIT University engineers have created an affordable biosolids-derived activated bio-char called PYROCO. The new bio-char could help the industrial sector reduce pollution and improve bio-oil quality. Additionally, it opens the door for further innovation in the sustainable catalytic pyrolysis sector. Here’s what you need to know.

Ano ang Bio-Oil at Paano Ito Ginagawa?

Ang mga bio-oil ay isang lumalawak na larangan sa loob ng pamilihan ng mga renewable. Ang teknolohiya ay umiiral na sa loob ng maraming dekada. Gayunpaman, ang mga kamakailang pag-unlad ay nagbigay-daan sa mas napapanatili at mas murang produksyon ng mga bio-oil.
Ang mga bio-oil ay gawa mula sa organikong basura, na kadalasang mayaman sa oxygen. Kapansin-pansin, ang isang thermochemical na proseso na tinatawag na pyrolysis ay karaniwang ginagamit upang lumikha ng mga bio-oil. Tinutulungan nito na hatiin ang mga kumplikadong compound tulad ng mga asido, alkohol, at ketone.

Pag-unawa sa Pyrolysis sa Produksyon ng Biofuel

Ang pyrolysis ay nangangailangan na ang biomass ay painitin hanggang +500 degrees habang tinatanggal ang oxygen mula sa materyal. Ang aksyong ito ay tumutulong na mabilis na hatiin ang mga polymer. Kapansin-pansin, ang pyrolysis ay naiiba sa combustion dahil inaalis nito ang oxygen mula sa ekwasyon.

Ang Kasaysayan ng Pyrolysis: Mula sa Uling hanggang sa Biochar

Kagiliw-giliw na pansinin na ang pyrolysis ay isang proseso na ginamit ng sangkatauhan sa loob ng maraming siglo. Ginamit ito ng mga sinaunang kultura upang lumikha ng uling at inihaw na kape. May ilang tala na nagmula pa sa mga sinaunang Ehipsiyo na gumamit ng pyrolysis sa kanilang proseso ng pagbabalot ng mga mumya.

Mga Hamon ng Pyrolysis: Emisyon, Paggamit ng Enerhiya, at Kaligtasan

May ilang isyu na kailangang harapin ng mga modernong sistema ng pyrolysis upang makamit ang mas napapanatiling operasyon. Una, ang mga emisyon ng gas ay nakasasama sa kapaligiran. Kaunti ang nagagawa nito upang subukang pigilan ang isang uri ng polusyon, ngunit nagdudulot ng panibagong problema.
Dagdag pa rito, mataas ang pangangailangan sa enerhiya. Ang pagsisimula ng apoy na maaaring hatiin ang mga polymer ay nangangailangan ng oras at enerhiya. Mayroon ding likas na panganib na kaakibat ng pagpapanatiling hiwalay ang apoy at oxygen. Sa ilang kaso, ang biglaang paglabas sa oxygen ay maaaring magdulot ng hindi sinasadyang pagkasunog ng organikong materyal.

Ano ang Biochar? Mga Benepisyo, Komposisyon, at Paggamit

Ang biochar ay byproduct ng pyrolysis ng biomass. Ang kemikal na komposisyon nito ay medyo simple, pangunahing binubuo ng carbon at abo, na nagbibigay dito ng ilang natatanging katangian. Una, dahil ito ay gawa mula sa lahat ng organikong materyales, ito ay inilalagay sa lupa imbis na sunugin. Kapansin-pansin, ilan sa mga pangunahing pinagmumulan ng biochar ay mga dumi ng hayop, buto ng prutas, sanga, basura mula sa kagubatan, tira ng pagkain, at marami pang iba.
Nagdadala ang biochar ng maraming benepisyo sa sektor ng agrikultura. Ito ay itinuturing ng marami bilang isang malakas na karagdagan sa mga pataba. Kapag inilibing, nagbibigay ang biochar ng mataas na paghawak ng nutrisyon at tubig. Dagdag pa rito, pinapabuti nito ang fertility ng lupa nang mas matagal kaysa sa tradisyonal na mga pataba lamang.

PYROCO: Isang Breakthrough na Biochar Catalyst mula sa RMIT

Ang pag-aaral “Papel ng carbon-catalyst sa pagpapahusay ng mga vapor ng pyrolysis ng ginamit na biomass ng Eucalyptus nicholii: Patungo sa napapanatiling produksyon ng phenolics“,¹ na inilathala sa Renewable Energy, ay hinahamon ang palagay na ang bio-char ay pinakamainam gamitin para sa agrikultura. Ipinakikilala nito ang isang bagong paraan upang gamitin ang bio-char bilang catalyst na, kapag ginamit kasama ang vapor ng parafin, ay nagpapababa ng enerhiyang kinakailangan para isagawa ang proseso ng pyrolysis.

Pinagmulan – RMIT University

Ipinapakita ng inhinyero kung paano maaaring targetin ng kanilang bio-char ang parehong mga phenolics at hydrocarbons na mga functionality. Partikular, ginagamit ng pag-aaral ang biomass mula sa peppermint willow (Eucalyptus nicholii). Ang katutubong halamang Australyano na ito ay nagpoprodyus ng maraming feedstock, na ginagawa itong perpektong solusyon para sa mga eksperimento.

Bilang bahagi ng pag-aaral na ito, sinuri ng mga inhinyero nang malalim ang epekto ng biosolids-derived activated bio-char sa pyrolysis ng ginamit na biomass ng Eucalyptus nicholii at sa komposisyon ng bio-oil nito.

Pag-convert ng Organikong Basura sa Renewable na Bio-Oil

Bilang unang hakbang ng eksperimento, kinolekta ang feedstock ng peppermint willow mula sa isa sa mga lokal na bukid ng mananaliksik. Kapansin-pansin, ang feedstock ay pinanatiling sariwa bago ito direktang ipinadala sa proseso ng steam distillation. Ang hakbang na ito ay lumikha ng solidong residu na pagkatapos ay ipinadala sa oven.

Ang residu ay pinainit sa 105 °C magdamag. Ang hakbang na ito ay nag-aalis ng anumang natitirang kahalumigmigan mula sa materyal. Sunod, sinala ng koponan ang materyal sa laki ng particle na 100–300 μm. Ang huling materyal na ito ay sinubukan laban sa mga komersyal na magagamit na alternatibo.

Napansin ng mga inhinyero na ang komposisyon ay nagbago sa isang halo ng phenolics (69.7 %) at hydrocarbons (13.7 %). Ipinapahiwatig ng datos na ang bagong proseso ay malaki ang pagpapabuti sa selektibidad ng phenolics at hydrocarbons sa bio-oil.

Sa ganitong paraan, tinutulungan ng pananaliksik ang komunidad na mas maunawaan kung paano ang pinahusay na selektibidad para sa phenolics at hydrocarbons ay nagpapalakas ng epekto ng carbon-catalysts sa mga katangian ng bio-oil at activation energy.

Paano Sinubukan ng RMIT ang PYROCO Biochar Catalyst

Nagsagawa ang mga inhinyero ng ilang mga pagsubok upang matiyak na tumpak ang kanilang pag-aaral. Nagsimula ang koponan sa paglikha ng catalytic pyrolysis sa isang quartz tubular reactor na 27 mm x 680 mm at isang carbolite furnace. Isang ceramic frit na may porosity na 3 (16–40 μm) ang ginamit bilang gas distributor plate. Ito ay inilagay 320 mm lamang mula sa ibaba ng reactor bago ipainit.

Ipinakita ng reactor ang ilang kawili-wiling resulta. Una, napansin ng mga inhinyero na maaari nilang bawasan ang kemikal na polusyon sa panahon ng pyrolysis gamit ang kanilang advanced na estratehiya. Ang pamamaraang ito ay nag-aalis ng mga kemikal na may mataas na emisyon at pinapalitan ito ng biochar na may mababang emisyon.

Dagdag pa rito, ipinakita ng koponan na ang carbon-catalysts ay may mahalagang papel sa pagtaas ng bio-oil yield. Bahagi ng bisa nito ay dahil sa kung paano tinutulungan ng bagong biochar na mapadali ang mga reaksiyong deoxygenation at decarboxylation na kinakailangan.

Paano Binabawasan ng PYROCO ang Emisyon at Pinapabuti ang Kalidad ng Bio-Oil

Maraming benepisyo ang hatid ng pag-aaral ng Pyrolysis sa merkado. Ang pangunahing bentahe ay nagbibigay ito ng mahalagang berdeng alternatibo sa kasalukuyang kalagayan. Maaaring gamitin ang prosesong ito upang makatulong na alisin ang mga hindi kanais-nais na kemikal at iba pang pollutant mula sa iba’t ibang lokasyon.
Ayon na sa koponan, ang teknolohiya ay maaaring sirain ang 99.99% ng PFAs sa biosolids. Ito ay magpapasiguro ng mas ligtas na mga landfill. Dagdag pa rito, sa pamamagitan ng pag-convert ng materyal na ito sa PFA-free biochar, binubuksan nito ang pintuan para sa ilang mga senaryo ng paggamit na naaayon sa layunin ng mga pamahalaan na maabot ang net-zero carbon emissions sa buong mundo.

Mga Praktikal na Paggamit para sa PYROCO at mga Plano sa Komersyalisasyon

May ilang praktikal na aplikasyon para sa teknolohiyang ito. Una, nag-aalok ito ng napapanatiling paraan upang bawasan ang carbon dioxide emissions sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga produktong may mataas na emisyon. Narito ang ilang iba pang praktikal na aplikasyon na maaaring magdulot ng positibong epekto sa ekonomiya.

Industriyal

Ang pinahusay na bio-char ay maaaring maging mahalagang bahagi ng napapanatiling supply chain para sa mga bio-oil. Sa kasalukuyan, ang mga materyales na ito ay mahalaga sa paggawa ng mga kemikal tulad ng resins, lubricants, at additives. Maaaring makatulong ang pag-aaral na ito na bawasan ang gastos at pagbutihin ang produktibidad sa industriyal na sektor.

Ang pamilihang ito ay gumagamit ng biochar bilang mahalagang catalyst sa mas komplikadong industriyal na proseso. Dahil dito, ang pagpapababa ng gastos at pagpapabuti ng kalidad ng biochar ay maaaring magdulot ng mas mataas na kita.

Ipinahayag ng mga inhinyero na handa na ang kanilang pananaliksik para sa produksyon. Kasalukuyan nilang tinitingnan ang mga paraan upang dalhin ang teknolohiya sa antas na handa na para sa komersyo. Dagdag pa rito, kapag sinuri ang pinansyal na aspeto ng merkado, makikita na ang bio-char ay inaasahang aabot sa potensyal na $3.3 bilyon sa pandaigdigang merkado sa susunod na taon. Ang lahat ng mga salik na ito ay nagtuturo patungo sa mabilis na pagpapatupad ng teknolohiyang ito sa mga darating na buwan at taon.

Sino ang Nag-develop ng PYROCO? Kilalanin ang Research Team

Pinangunahan ng RMIT University ang pag-aaral ng Pyroco. Nakipagtulungan ito nang malapitan sa mga inhinyero mula sa South East Water, Intelligent Water Networks, at Indian Institute of Petroleum. Partikular, binanggit sa ulat sina Ramandeep Kaur, Bhavya B. Krishna, Nimesha Rathnayake, Thallada Bhaskar, at Kalpit Shah bilang mga pangunahing kontribyutor.
Kahanga-hanga, ang pag-aaral ng Pyroco ay nakatanggap ng pondo mula sa $3 milyong grant mula sa Pamahalaang Australya. Ang pondo ay ilalaan para sa isang water filtration plant na gagamitin ang sistema upang i-convert ang treated sewage (biosolids) sa isang produktong mayaman sa carbon na tinatawag na biochar.

Stock Spotlight: Isang Kumpanyang Kemikal na Dapat Bantayan

Ang sektor ng biofuel ay patuloy na lumalago, kung saan mas maraming tagagawa ang naghahangad na lumikha ng napapanatiling alternatibo sa mga kritikal na industriyal na sistema na ginagamit ngayon. Ang mga kumpanyang ito ay gumagamit ng sinaunang proseso tulad ng pyrolysis, na pinagsasama sa makabagong teknolohiya, upang lumikha ng mas malinis at mas epektibong alternatibo. Narito ang isang kumpanya na nananatiling mapanguna sa merkado.

Olin Corporation

Ang Olin Corporation (OLN ) ay pumasok sa merkado noong 1892. Ang US-based na tagapagbigay ng kemikal na ito ay lumago at naging kilalang opsyon sa stock market. Ang kumpanya ay nagpapatakbo sa 3 merkado sa ilalim ng mga tatak na Chlor Alkali Products at Vinyls, at Winchester. Ang huli ay marahil ay pamilyar na sa iyo dahil sa kanilang mahabang kasaysayan sa sektor ng pagbaril.