Integrált biomassza hasznosító rendszer

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Integrált biomassza hasznosító rendszer"

Gizella Gál
9 évvel ezelőtt
Látták:

1 Integrált biomassza hasznosító rendszer Kótai LászlL szló MTA KK AKI

2 Biomassza energetikai hasznosítása sa Ipar Agrárium K + F Energia Hő Áram Gáz Üzemanyag Diesel motor ttó motor

3 Biomassza alapanyagok termékek Cellulóz, Kemény nyítő Cukor Növényolaj Szárazanyag Intenzív v cukorcirok termelés - > 80 t/h zöldtz ldtömeg - > 20 t/h szárazanyag - > 12 t/h cukor > 4 t/h etanol > t/h butanol

termelés - > 80 t/h zöldtz ldtömeg - > 20 t/h

4 Biomassza hsznosítás Cukorcirok Biomassza erőmű Cukorlé Cirokszár Villamos Hőenergia energia Cukor Etanol Butanol Aceton Hamu BUTADIESEL

5 Hamu feldolgozási technológia A mikroelemek mennyisége és arány nya egyezik azzal amit a növény ny felvett a talajból A kénsavas k kezelés s feltárja a növényi nyi sav oldhatatlan komponenseket (P, K), Porózus, felissza a vizet, a nitrogén és s egyéb b trágy gyákat, talajbaktériumokat Robbanásvesz sveszély nélkn lkül adalékolhat kolható fémionokkal (cink a kukoricához). Eső-kontroll kontrollált lt nitrogénlead nleadású

Porózus, felissza a vizet, a nitrogén és s egyéb b trágy gyákat, talajbaktériumokat Robbanásvesz sveszély

6 Eső-szab szabályozott nitrogénlead nleadás Százalékos kioldódás NH 4 + ion kiooldódása az LH8/A mintából különbözõ töménységû oldataiból (1g minta 10, 20, 50 és 100 ml vízben) K 2 S 4 CaS 4.2H 2 C 2 (pórusk rusképző) K 2 Ca(S 4 ) 2.H 2 (syngenit) oldattérfogat / ml + NH 4 N 3 (K,NH 4 ) 2 Ca (S 4 ) 2.H 2 KN 3

20, 50 és 100 ml vízben) K 2 S 4 CaS 4.2H 2 C 2 (pórusk rusképző) K 2 Ca(S 4 ) 2.

7 Agrár-üzemanyagok Bioetanol Biogáz Biodiesel 90 % NövényolajN 10 % Metanol Butanol-alap alapú termelés Fermentáci ció: Pasteur, 1861 Weizman,, 1918

8 Növényolaj alapú diesel-technol technológia Növényolaj, metanol, KH, 60 C, C, 15 perc, szakaszos üzem Mellékterm ktermék k sok szappan Szappanbontás Metanol és s vízmentesv zmentesítés Foszforsavas kezelés Mosás 80 %-os% glicerin képzk pződés Növényolaj, metanol, KH, 5 perc, 25 C, BG adalék, folyamatos Minimális szappan képződés s (25 C) KHS 4 kezelés - K 2 S 4 képződés, ioncserés regenerálás Vizmentes glicerin Biogáz üzem

Mosás 80 %-os% glicerin képzk pződés Növényolaj, metanol, KH, 5 perc, 25 C, BG adalék, folyamatos

9 A technológia K+F elemei Butilglikol Fázistranszfer a metanolnövényolaj nyolaj fázishatf zishatáron KHS 4 + R-CK R = K 2 S4 + RCH KH + KHS 4 = K 2 S 4 A 2 %-os% KHS 4 oldatból l K 2 S 4 oldat képzk pződik Szobahőmérs rséklet Folyamatos üzem, csőreaktor 98/2 katalizátor tor és s metanol megoszlás MeH hígított glicerin A K 2 S 4 oldat fele ion- cserével H 2 S 4 -vá alakul K 2 S 4 + H 2 S 4 =2 KHS 4 2 %-os% KHS 4 oldatos mosás és s ioncserés s regenerálás, szennyvíz reciklizálás

üzem, csőreaktor 98/2 katalizátor tor és s metanol megoszlás MeH hígított glicerin A K 2 S 4 oldat fele ion- cserével H

10 Biodiesel üzem

11 Biodiesel fejlesztések sek Metanol helyett butanol Glicerinből aceton/butiraldehid alapon acetál Alacsony viszkozitás és dermedéspont (-25( C ) C R1 R2 R1 R2 + R1 R2 Jobb (0.95 az RME) az új biodiesel (1.20) bioüzem zemanyag/kiindul /kiindulási növényi n nyi olaj aránya R,R = = H 2 (formaldehyde) R,R = = Me 2 (aceton), R=H, R =butilr

12 Butanol-ABE üzemanyag Etanol, C 2 H 5 H 60 % energiatartalom a benzinhez képestk korrozív Termelés gazdaságoss gossága ga Elegyíthet thetőség problémás s (<10%) Cukoralapon gyárthat rtható Cellulóz és s kemény nyítő hidrolízise szüks kséges Butanol,, C 4 H 9 H >90 % energiatartalom a benzinhez képest k Nem korrozív (csővezet vezeték, fekete acél) 40% mennyiségben adagolható Cukor, kemény nyítő és cellulózalapon is közvetlenül l gyárthat rtható

hidrolízise szüks kséges Butanol,, C 4 H 9 H >90 % energiatartalom a benzinhez képest k Nem korrozív (csővezet

13 Butanol-gazdas gazdaságosság Butanol előállit llitás Clostridium törzsekkel Alapanyag 25 % cukorhasznosulás Energia Híg g (2 %) oldat melegítés Szennyvíz ~50-szeres szennyvíz A probléma forrása a butanol toxikussága a termelő enzimre nézve n (2 t butanol/98 t fermentlében ben) Megoldás:Toxikus szint alatti termelés, folyamatos extrakcióval

szennyvíz A probléma forrása a butanol toxikussága a termelő enzimre nézve n (2 t

14 Heptanalos extrakció Heptanalos extrakció Nincs emulzióképz pződés és s gyors a fázisszf zisszétválás K=11.3 Inhibiálja a szaporodást st de a működést m nem ~15-20 %-os% BuH koncentráci ció/11 ciklus Hőhasznosításossos kondenzáci ciós s bepárl rló 3.35 Mcal/t víz v és s 0.87 Mcal/t butanol (~ 1:1 azeotróp, Fp: : 93 C) Heptanal

3 Inhibiálja a szaporodást st de a működést m nem ~15-20 %-os% BuH koncentráci

15 Batch fementáci ció és extrakció anyag és s energiamérlege rlege 100 t víz v z + 8 t cukor 2 tonna butanol 2 t + 2 t azeotróp 49 t/t butanol szennyvíz 98t x 1Mcal/t = 98 Mcal Párolgáshő: : 8.4 Mcal Energiaigény: ny: 53.2 Mcal/t 100 t víz v z + 8 t cukor 16 t heptanal (recirk.) 4 tonna butanol 4 t + 4 t azeotróp 24.5 t/t butanol szennyvíz % ABE koncentráci ció 16 t x 0.6 Mcal/t = 9.6 Mcal Párolgáshő: : 16.8 Mcal Energiaigény: ny: 13.2 Mcal/t

2 Mcal/t 100 t víz v z + 8 t cukor 16 t heptanal (recirk.) 4 tonna butanol 4 t + 4 t azeotróp 24.

16 Folyamatos üzem tervei Folyamatos ellenáram ramú extrakció Folyamatos cukor betápl plálás (ciroklé) Több mint 20 %-os% BuH tartalmú heptanal bepárl rlás A heptanal nem párolog p (Fp:: >150 C), fajhője je kicsi (Cp=0.54 cal/g) Kis oldószer mennyiséget kell melegiteni Nagyon kevés s szennyvíz képződik

bepárl rlás A heptanal nem párolog p (Fp:: >150 C), fajhője je kicsi (Cp=0.

17 Szelektív v oldószeres extrakció Kompozit membrán Cement Tilóz Pumicit

18 Háromfázisú oldószeres extrakció Toxikus extraháló szerekkel végzett v extrakcióhoz Kombináci ció immobilizálással Többoldószeres extrakciókkal kkal Membrántechnik ntechnikákkal kkal kombinálva

Hasonló dokumentumok

Biomassza. az integrált hasznosítás s energetikai

Biomassza. az integrált hasznosítás s energetikai Biomassza az integrált hasznosítás s energetikai lehetőségei Kótai LászlL szló-balogh JánosJ MTA TTK AKI-Kemobil Kemobil-zRT Biomassza energetikai hasznosítása sa Hő Agrárium Áram Gáz Üzemanyag K + F Ipar