RUG-onderzoeker gebruikt vloeibare zouten voor pyrolyseolie - Utilities
nieuws

RUG-onderzoeker gebruikt vloeibare zouten voor pyrolyseolie

Publicatie

14 Aug 2018

Categorie

Utilities

Soort

nieuws

Tags

olie, pyrolyse

Een internationaal consortium onder leiding van de Groningse chemisch ingenieur Erik Heeres ontving vier miljoen euro aan financiering van het Horizon2020-onderzoeksprogramma van de Europese Unie om een ​​nieuwe, efficiëntere methode te ontwikkelen voor de productie van vloeibare brandstoffen uit biomassa. Het idee is om biomassa op te lossen in vloeibare zouten om de efficiëntie van pyrolyse te verhogen. Binnen vier jaar zou het nieuwe proces in het lab moeten werken.

Het duurt duizenden, zo niet miljoenen jaren voordat organisch materiaal door natuurlijke processen in aardolie is omgezet. Het is echter mogelijk om dit materiaal in enkele minuten tot olie om te vormen met behulp van pyrolyse. De eerste commerciële pyrolyse-oliefabriek werd onlangs in Enschede geopend en draaide vijf ton biomassa in drie ton olie per uur. Verdere verfijning van het proces zou vloeibare brandstoffen zoals benzine of diesel uit deze olie kunnen produceren.

‘Maar er zijn nog steeds nadelen aan het omzetten van organisch materiaal in vloeibare brandstoffen’, zegt Erik Heeres, hoogleraar Green Chemical Reaction Engineering aan de Rijksuniversiteit Groningen. De efficiency van dit proces kan volgens Heeres worden verbeterd. Een deel van de koolstof in de biomassa komt bijvoorbeeld terecht als onbruikbare teer- en gasfasecomponenten. ‘Bovendien is het proces niet erg geschikt voor het omzetten van lignine, het op één na meest voorkomende biomassapolymeer, omdat dit smelt wanneer het de pyrolytische reactiekamer binnengaat en het transportsysteem dat de reactor voedt verstopt.’

Zouten

In samenwerking met negen partners uit de academische wereld, de industrie en onderzoeksorganisaties, bedacht Heeres een mogelijke manier om het hele conversieproces te verbeteren: ‘De eerste stap zal zijn om het organische materiaal in vloeibare zouten op te lossen. Dit maakt het gemakkelijker om het in een reactiekamer te pompen. “Bovendien kan vloeistof gemakkelijker en sneller worden verwarmd dan vaste stoffen, dus dit zal het pyrolytische proces helpen: ‘We verwachten dat dit de koolstofopbrengst zal verhogen. En de zouten kunnen katalytische eigenschappen hebben, die ook de efficiëntie kunnen verhogen en de producteigenschappen kunnen verbeteren, mogelijk bij een lagere temperatuur. ‘

Tijdens de pyrolyse wordt de olie geproduceerd als een damp en vervolgens gecondenseerd in een vloeistof voor de volgende stap in het proces – een waterstofbehandeling die het zuurstofgehalte verlaagt en de koolwaterstoffen omzet in kortere ketens: ‘In ons voorstel voegen we de waterstof toe tijdens de pyrolyse, dus de behandeling gebeurt in de gasfase. Nogmaals, we verwachten dat dit efficiënter zal zijn. De waterstofbehandeling vindt plaats onder hoge druk, wat geen probleem is wanneer de reactor wordt gevoed met vloeibaar gemaakt organisch materiaal. Maar het zou heel moeilijk zijn als je het vaste stoffen zou geven.’

Kerosine

Als al deze verbeteringen werken zoals verwacht, zal het proces zeer efficiënt zijn en hoge kwaliteit koolwaterstoffen van ongeveer tien tot zestien koolstofatomen opleveren: ‘Deze zouden verder kunnen worden verfijnd in standaardapparatuur voor de productie van benzine, diesel of zelfs kerosine.’ een uitdaging, legt Heeres uit: ‘De luchtvaartindustrie heeft om voor de hand liggende redenen zeer strikte richtlijnen voor de kwaliteit van kerosine. Met behulp van conventionele pyrolyse-technologie is het moeilijk om aan deze vereisten te voldoen. Maar we hebben er rustig vertrouwen in dat we met onze methode biomassa in kerosine kunnen veranderen. ‘

De vloeibare zouttechnologie en alle andere verfijningen zouden zowel de opbrengst als de kwaliteit van de pyrolytische olie moeten verbeteren: “Idealiter willen we dat elk koolstofatoom in ons uitgangsmateriaal wordt omgezet in vloeibare brandstof”, zegt Heeres. Over vier jaar moet een productiesysteem van een laboratoriumtafel het bewijs leveren van het principe: ‘We weten niet of dit haalbaar is, maar we hebben goede hoop dat dit uiteindelijk een commercieel levensvatbaar systeem zal worden.’

Bron: Rijksuniversiteit Groningen