Hej tam! Jako dostawca eteru dimetylowego (DME) jestem bardzo podekscytowany możliwością podzielenia się z Wami procesami produkcji eteru dimetylowego z biomasy. To fascynujący temat, który łączy siłę natury z nowoczesną technologią, aby stworzyć wszechstronne i przyjazne dla środowiska paliwo.
Dlaczego biomasa?
Na początek porozmawiajmy o tym, dlaczego biomasa jest tak doskonałym surowcem do produkcji DME. Biomasa jest wszędzie wokół nas – obejmuje takie rzeczy, jak zrębki drzewne, odpady rolnicze, a nawet uprawy energetyczne. Jest odnawialna, co oznacza, że możemy z niej korzystać bez uszczuplania zasobów Ziemi. Ponadto wykorzystanie biomasy pomaga zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych w porównaniu z tradycyjnymi paliwami kopalnymi. Kiedy biomasa rośnie, pochłania dwutlenek węgla z atmosfery, a gdy zostaje przekształcona w DME i spalona, uwalnia z powrotem mniej więcej taką samą ilość dwutlenku węgla. Jest to więc cykl neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla.
Krok 1: Wstępna obróbka biomasy
Pierwszym krokiem w procesie produkcji DME jest wstępna obróbka biomasy. Biomasa zwykle występuje w różnych kształtach i rozmiarach i zawiera wiele niepożądanych substancji, takich jak brud, skały i materiały niecelulozowe. Musimy więc to oczyścić i podzielić na mniejsze kawałki. Na przykład, jeśli używamy zrębków drzewnych, zaczniemy od ich przesiania w celu usunięcia większych zanieczyszczeń. Następnie mielimy je na drobny proszek. Zwiększa to powierzchnię biomasy, ułatwiając realizację kolejnych etapów procesu.
Kolejną ważną częścią obróbki wstępnej jest radzenie sobie ze złożoną strukturą biomasy. Biomasa składa się głównie z celulozy, hemicelulozy i ligniny. Celuloza i hemiceluloza to polisacharydy, które można rozłożyć na cukry, ale lignina jest twardym, złożonym polimerem, który przeszkadza. Możemy zastosować różne metody rozkładania ligniny i zwiększania dostępności celulozy i hemicelulozy. Jedną z powszechnych metod jest eksplozja pary. W procesie tym podgrzewamy biomasę parą pod wysokim ciśnieniem, a następnie gwałtownie zwalniamy ciśnienie. Powoduje to eksplozję biomasy, rozrywając wiązania ligninowe i powodując większe odsłonięcie celulozy i hemicelulozy.
Krok 2: Zgazowanie
Po wstępnej obróbce kolejnym etapem jest zgazowanie. Zgazowanie to proces, w którym podgrzewamy biomasę w środowisku o niskiej zawartości tlenu. Powoduje to rozkład biomasy na mieszaninę gazów, głównie tlenku węgla (CO), wodoru (H₂) i dwutlenku węgla (CO₂). Ta mieszanina nazywana jest gazem syntezowym lub gazem syntezowym.
Proces zgazowania zwykle odbywa się w gazyfikatorze. Istnieją różne typy gazyfikatorów, takie jak gazyfikatory ze złożem stałym, gazyfikatory ze złożem fluidalnym i gazyfikatory z porywanym przepływem. Każdy typ ma swoje zalety i wady, ale podstawowa zasada jest taka sama. Do gazogeneratora wprowadzamy wstępnie obrobioną biomasę, kontrolujemy temperaturę i ilość tlenu, aby uzyskać odpowiedni skład gazu syntezowego.
Temperatura w generatorze gazu jest naprawdę ważna. Jeśli będzie za niska, biomasa nie ulegnie całkowitemu rozkładowi, a w gazie syntezowym otrzymamy dużo zwęglenia i smoły. Jeśli będzie zbyt wysoka, będziemy marnować energię, a nawet możemy uszkodzić generator gazu. Typowa temperatura zgazowania wynosi około 700 - 1000°C.
Krok 3: Czyszczenie gazu syntezowego
Kiedy już będziemy mieli gaz syntezowy, nie będzie on jeszcze gotowy do produkcji DME. Gaz syntezowy zawiera wiele zanieczyszczeń, takich jak związki siarki, związki azotu i cząstki stałe. Zanieczyszczenia te mogą uszkodzić katalizatory użyte w kolejnym etapie procesu, dlatego musimy oczyścić gaz syntezowy.
Stosujemy różne metody oczyszczania gazu syntezowego. Do usuwania siarki możemy zastosować proces zwany odsiarczaniem. Jedną z powszechnych metod odsiarczania jest użycie stałego adsorbentu, który może absorbować związki siarki z gazu syntezowego. Do usuwania cząstek stałych możemy zastosować filtry takie jak filtry workowe lub elektrofiltry. Filtry te mogą wychwytywać cząstki stałe w gazie syntezowym, czyniąc go czystszym.
Krok 4: Synteza DME
Teraz, gdy mamy czysty gaz syntezowy, możemy rozpocząć syntezę DME. Istnieją dwa główne sposoby syntezy DME z gazu syntezowego: metoda pośrednia i metoda bezpośrednia.
Metoda pośrednia
W metodzie pośredniej najpierw przekształcamy gaz syntezowy w metanol. Odbywa się to poprzez reakcję gazu syntezowego z katalizatorem, zwykle katalizatorem z tlenku miedzi, cynku i glinu, pod wysokim ciśnieniem i temperaturą. Reakcja wygląda następująco: CO + 2H₂ → CH₃OH.
Gdy mamy metanol, następnie przekształcamy metanol w DME. Odbywa się to poprzez przepuszczenie metanolu przez katalizator odwodnienia, taki jak gamma-tlenek glinu. Reakcja to 2CH₃OH → CH₃OCH₃+ H₂O. Metoda pośrednia jest znana od dawna i jest dobrze ugruntowana, wymaga jednak dwóch oddzielnych reaktorów i dużej ilości energii.
Metoda bezpośrednia
Metoda bezpośrednia jest nowszym rozwiązaniem. W tej metodzie bezpośrednio przekształcamy gaz syntezowy w DME w jednym reaktorze. Stosujemy katalizator dwufunkcyjny, który może jednocześnie przeprowadzić syntezę metanolu i reakcje odwodnienia metanolu. Metoda ta jest bardziej energooszczędna i daje wyższą wydajność DME w porównaniu z metodą pośrednią. Jednak katalizatory do metody bezpośredniej są wciąż opracowywane i muszą być bardziej stabilne i selektywne.
Krok 5: Oczyszczanie
Po syntezie DME produkt zwykle zawiera pewne zanieczyszczenia, takie jak nieprzereagowany gaz syntezowy, metanol i woda. Musimy oczyścić DME, aby otrzymać produkt wysokiej jakości.
Do oddzielenia DME od innych składników stosujemy destylację. DME ma niższą temperaturę wrzenia niż metanol i woda, więc możemy podgrzać mieszaninę i zebrać pary DME podczas wrzenia. Możemy również zastosować inne metody oczyszczania, takie jak adsorpcja lub separacja membranowa, aby dodatkowo usunąć wszelkie pozostałe zanieczyszczenia.
Nasze produkty DME
Jako dostawca DME oferujemy różne gatunki DME, aby zaspokoić potrzeby naszych klientów. MamyEter dimetylowy 99,9%, który jest produktem o bardzo wysokiej czystości, odpowiednim do zastosowań, w których wymagane jest czyste i czyste paliwo, jak w niektórych zaawansowanych technologicznie silnikach. Mamy równieżEter dimetylowy DME o wysokiej czystości, co doskonale nadaje się do zastosowań przemysłowych, które wymagają niezawodnego i stałego źródła paliwa. I naszeEter dimetylowy DME klasy przemysłowejjest idealny do bardziej ogólnych zastosowań przemysłowych.
Skontaktuj się z nami w sprawie zakupów
Jeśli interesują Cię nasze produkty DME lub chcesz dowiedzieć się więcej o procesie produkcyjnym, nie wahaj się i skontaktuj się z nami. Zawsze jesteśmy tutaj, aby odpowiedzieć na Twoje pytania i omówić Twoje potrzeby w zakresie zakupów. Niezależnie od tego, czy prowadzisz małą firmę poszukującą opcji czystego paliwa, czy dużą firmę przemysłową potrzebującą niezawodnego źródła energii, możemy zapewnić Ci odpowiednie rozwiązanie DME.
Referencje
- Bridgwater, AV (2003). Paliwa odnawialne i chemikalia poprzez termiczne przetwarzanie biomasy. Chemical Engineering Journal, 91 (1–3), 87–102.
- Wang, Y. i Kinoshita, CM (2005). Eter dimetylowy (DME) jako paliwo alternatywne. Technologia przetwarzania paliwa, 86(13 - 14), 1509 - 1525.
- Demirbas, A. (2007). Instalacje zasobów biomasy i przetwarzanie biomasy na paliwa i chemikalia. Konwersja i zarządzanie energią, 48(3), 981 - 1004.
