Language
Country/Area
No result found
Làm thế nào để tạo ra dầu ở nhiệt độ 200 độ C? Tiết lộ quy trình hai giai đoạn của bằng sáng chế Hoa Kỳ năm 1939!
Với nhu cầu năng lượng tái tạo ngày nay, làm thế nào để chuyển đổi hiệu quả sinh khối thành nhiên liệu hữu ích đã trở thành chủ đề nghiên cứu nóng. Hóa lỏng thủy nhiệt (HTL) là một quá trình nhiệt phân có thể chuyển đổi sinh khối ướt thành các sản phẩm giống dầu thô, đặc biệt quan trọng trong thời kỳ khủng hoảng năng lượng. Năm 1939, Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 2.177.557 đã mô tả một quy trình hai giai đoạn có thể nắm giữ chìa khóa để biến sinh khối thành dầu.
Quá trình này chứng minh nước và áp suất cao có thể đẩy nhanh hiệu quả chuyển đổi chất hữu cơ, mang đến giải pháp khả thi cho tương lai năng lượng sạch.
Các khái niệm cơ bản về hóa lỏng thủy nhiệt
Hóa lỏng thủy nhiệt là quá trình nhiệt phân được thực hiện ở áp suất cao và nhiệt độ vừa phải để chuyển đổi sinh khối thành dầu thô có mật độ năng lượng cao thông qua quá trình chuyển đổi nhiệt hóa học. Nguyên lý hoạt động của nó là sử dụng trạng thái siêu tới hạn hoặc dưới tới hạn của nước để thúc đẩy quá trình chuyển đổi sinh khối. Dầu được sản xuất có giá trị nhiệt lên tới 33,8-36,9 megajoule trên một kilôgam và có độ nhớt thấp và độ hòa tan cao, có thể được sử dụng làm Vận chuyển Nhiên liệu có thể được nâng cấp thành dầu diesel, xăng và các nhiên liệu khác.
Quá trình hai giai đoạn vào năm 1939
Năm 1939, với sự ra đời của bằng sáng chế Hoa Kỳ, khái niệm cơ bản về hóa lỏng thủy nhiệt bắt đầu hình thành. Quá trình được mô tả trong bằng sáng chế bao gồm hai giai đoạn chính: giai đoạn đầu tiên là đun nóng hỗn hợp nước, dăm gỗ và canxi hydroxit ở nhiệt độ từ 220 đến 360 độ C và áp suất cao hơn áp suất hơi nước bão hòa. Mục đích chính của quá trình này là sản xuất "dầu và cồn". Giai đoạn thứ hai bao gồm "chưng cất khô" để sản xuất nhiều loại "dầu và xeton" khác nhau, nhưng điều kiện nhiệt độ và áp suất cụ thể không được tiết lộ.
Quá trình hai giai đoạn này đã đặt nền tảng cho công nghệ hóa lỏng thủy nhiệt trong tương lai và khơi dậy sự quan tâm nghiên cứu sau đó trong thời kỳ cấm vận dầu mỏ vào những năm 1970.
Lịch sử của quá trình hóa lỏng thủy nhiệt
Ý tưởng sản xuất dầu từ sinh khối bằng nước nóng và chất xúc tác kiềm đã có từ những năm 1920. Với cuộc khủng hoảng dầu mỏ vào những năm 1970, nhiều viện nghiên cứu đã bắt đầu khám phá lĩnh vực này. Trung tâm nghiên cứu năng lượng Alberta và các tổ chức khác như Shell Oil cũng thể hiện sự quan tâm mạnh mẽ về mặt kỹ thuật.
Quá trình phản ứng hóa học
Trong quá trình hóa lỏng thủy nhiệt, các phân tử chuỗi carbon dài trải qua phản ứng nứt nhiệt và loại bỏ các nguyên tố oxy thông qua phản ứng tách nước và khử carboxyl, cuối cùng tạo thành dầu sinh học có tỷ lệ hydro/carbon cao. Những phản ứng hóa học như vậy không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất mà còn phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu thô, thời gian phản ứng và việc sử dụng chất xúc tác.
Tác động môi trường và hoàn trả năng lượng
Nhiên liệu sinh học được sản xuất thông qua quá trình hóa lỏng thủy nhiệt là trung tính về carbon, nghĩa là chúng không thải ra lượng khí thải carbon đáng kể vào môi trường khi đốt cháy. Con số này thấp hơn nhiều so với lượng khí thải carbon từ nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Ngoài ra, quá trình này không tạo ra sản phẩm phụ có hại, khiến nó trở thành lựa chọn năng lượng tương đối sạch.
Kết luận và những thách thức trong tương lai
Sự phát triển của công nghệ hóa lỏng thủy nhiệt đại diện cho một con đường bền vững để sản xuất năng lượng và có thể có tác động sâu sắc đến cấu hình năng lượng trong tương lai. Tuy nhiên, liệu nó có thể được thương mại hóa trên quy mô lớn hay không lại là một thách thức lớn đối với khoa học, công nghệ, kinh tế và chính sách. Liệu công nghệ hiện tại có đáp ứng được nhu cầu năng lượng trong tương lai của chúng ta không?
