革命性的新工艺将生物质废物转化为燃料油

时间：2022-03-28 14:16:44 来源：

缅因州大学的一名工程师及其研究小组发现了一种革命性的新化学工艺，该工艺可以将森林残留物以及城市固体废物，草和建筑废物等其他物质转化为碳氢燃料油产品。（UMaine新闻发布在这里）

一直以来，缩短从生物质到碳氢化合物的过程一直是引起人们极大兴趣的想法，并且通常跳过更容易的发酵，热解和其他方案来获得分子变化。

根据2008年缅因州森林服务局对可持续生物量可利用性的评估，缅因州受到环境的驱动，大量木材，约600万吨绿色的额外可用生物量。新工艺表明，该生物质每年可生产1.2亿加仑汽油，柴油，取暖油和煤油混合物，同时满足加工厂的所有蒸汽和电力需求。

由于其高能量密度而依赖于烃类燃料的整个美国运输业都可以从这一革命性发现中受益。

新方法是由UMaine大学化学与生物工程学副教授M. Clayton Wheeler和他实验室的本科生开发的。基于混合羧酸酯平台，已确定该燃料具有许多特性，使其比被广泛研究并勇敢建议的许多替代燃料（甚至是目前市场上出售的替代燃料）更适合用作直接燃料。。

在早期的分析中，发现UMaine油产品的沸点涵盖了喷气燃料，柴油和汽油的沸点。为了在以公共方式行驶的车辆中使用UMaine油，需要进行进一步的精炼以满足排放标准，但是Wheeler认为，该油可以像在标准精炼厂中使用的其他任何现有油一样进行精炼。

惠勒说，产生这种油的过程称为热脱氧（TDO）相对简单，它将对木材中的纤维素或其他包含纤维素或碳水化合物的物质中的纤维素起作用，该过程不需要催化剂或氢气。旋转用于制造丙酮的化学物质，回到1800年代。

惠勒说：“这个过程是独一无二的。世界上没有其他人正在这样做。”

TDO过程始于纤维素向有机酸的转化。酸与氢氧化钙结合形成钙盐。该盐在反应器中加热到450摄氏度（900华氏度），该反应器不断搅拌盐。产生反应，生成深色琥珀色油。

在这里，它变得非常有趣-反应将油中几乎所有的氧气除去，这是将TDO与其他生物燃料工艺区分开的关键步骤。氧气既可以作为二氧化碳也可以作为水被去除，并且不需要任何外部氢气来去除氧气。因此，原始纤维素来源中的大部分能量都包含在新油中。

该研究论文免费注册，标题为“绿色化学中通过热脱氧进行的乙酰丙酸的能量致密化”。

惠勒解释说：“生物质中有很多氧气。所有这些氧气都是自重，当您将其用作燃料时不会提供任何能量。如果您要制造碳氢燃料，您要做的一件事情就是从生物质中去除氧气。您可以通过使用氢气来做到这一点，这既昂贵又会降低过程的能源效率。因此，如果有一种方法可以化学去除生物质中的氧气，那么您已经将其显着地致密了。我们的油含氧量不到1％。没有人做过这样的事情。”

惠勒实验室的团队最近使用了未经纯化的混合羧酸盐，这些盐是从杂货店的废料（例如香蕉皮，纸板箱和货架）中产生的，可以成功地制造一批燃料。市政固体废物的使用说明了UMaine燃料潜力的另一个重要方面-它不需要无污染的纤维素源，这使得TDO工艺和所产生的石油更具吸引力。许多其他通往碳氢化合物的途径都需要纯化的原料或中间体，这增加了其工艺的复杂性和成本。

“您不需要纯木或纯纤维素，”惠勒说。“任何时候您都可以使用某些东西而不必分离它们，那么您的成本就会下降。”

惠勒和他的团队已经有能力在实验室中每月生产几升燃料。可以使用一些制浆厂等设施中常见的设备和化学药品来扩大工艺规模。

这必须让非常多的替代燃料用户大为吃惊。如果能够扩大主要城市的规模，那么城市垃圾将为一家中等规模的石油公司提供大量连续的炼油原料。它还应在垃圾和垃圾中具有吸引力的价值。想象人们没有扔垃圾或捡垃圾来赚更多的钱。

它也可以扩展到可能在全球范围内兴起的本地农场合作社。这里的潜力是不可思议的。

对于UMaine，Wheeler和团队来说，这是一次重大的祝贺活动。

通过。布莱恩·韦斯滕豪斯

资源：发现了生物质直接处理烃油的方法

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