|
 Đang trực tuyến :
54 |
|
 Số lượt truy cập :
34078502 |
|
|
|
|
|
Từ tảo đến dầu thô: quá trình tự nhiên kéo dài triệu năm chỉ mất vài phút trong phòng thí nghiệm
Thứ ba, 21-01-2014 | 08:17:05
|
|
Các kỹ sư vừa tạo ra một quá trình hóa học liên tục, có khả năng sản xuất dầu thô hữu ích trong một thời gian rất ngắn.
 (Từ trái quan phải): Tảo bùn; dầu thô sinh học; và tiếp tục được xử lý cho ra dầu thô sinh học tinh luyện, chứa chủ yếu các thành phần của xăng và nhiên liệu diesel.
Nghiên cứu do các kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) thuộc Bộ Năng lượng Mỹ thực hiện được báo cáo gần đây trên tạp chí Nghiên cứu Tảo. Tập đoàn Genifuel, một công ty nhiên liệu sinh học có trụ sở tại Utah, đã cấp phép cho công nghệ này và đang đàm phán với một đối tác công nghiệp để xây dựng một nhà máy thí điểm sử dụng công nghệ này.
Trong quá trình do PNNL chế tạo, một nắm bùn tảo ướt được bơm vào phần đầu của một lò phản ứng hóa học. Một khi hệ thống khởi động và chạy thì sẽ cho ra dầu thô trong vòng chưa đầy một giờ đồng hồ, cùng với nước và một dòng sản phẩm phụ có chứa phốt pho, là chất có thể tái chế để trồng nhiều tảo hơn.
Thêm vào quá trình lọc thông thường, dầu tảo thô được chuyển đổi thành nhiên liệu hàng không, xăng hoặc nhiên liệu diesel. Và nước thải được xử lý thêm, cho ra khí có thể cháy và các chất như kali và nitơ, là những chất mà cùng với nước được rửa sạch, cũng có thể tái chế để trồng nhiều tảo hơn.
Tuy tảo từ lâu được coi là một nguồn nhiên liệu sinh học tiềm năng, và một số công ty đã sản xuất ra nhiên liệu từ tảo trên quy mô nghiên cứu, nhưng nhiên liệu này được dự báo là tốn kém. Công nghệ PNNL khai thác tiềm năng của năng lượng tảo một cách hiệu quả và kết hợp một số phương pháp để giảm chi phí sản xuất nhiên liệu tảo.
"Chi phí là rào cản lớn đối với nhiên liệu từ tảo," Douglas Elliott, trưởng nhóm nghiên cứu PNNL cho biết. "Chúng tôi tin rằng quá trình mà chúng tôi tạo ra sẽ giúp làm cho nhiên liệu sinh học từ tảo có tính kinh tế hơn rất nhiều".
Các nhà khoa học và kỹ sư tại PNNL đã đơn giản hóa việc sản xuất dầu thô từ tảo bằng cách kết hợp một số bước hóa học thành một quá trình liên tục. Bước tiết kiệm chi phí quan trọng nhất là quá trình làm việc với tảo ướt. Hầu hết các quy trình hiện tại đòi hỏi tảo phải được sấy khô - một quá trình mất rất nhiều năng lượng và đắt tiền. Quá trình mới làm việc với bùn tảo có chứa đến 80-90 phần trăm nước.
"Không phải làm khô tảo là một chiến thắng lớn trong quá trình này và nó giúp cắt giảm chi phí rất nhiều," Elliott giải thích. "Sau đó còn có thêm các lợi ích khác, như có thể trích xuất khí có thể sử dụng từ nước và sau đó tái chế nước và chất dinh dưỡng còn lại để giúp trồng nhiều tảo hơn, tiếp tục làm giảm chi phí hơn nữa".
Tuy một số nhóm khác đã thử nghiệm các quá trình tương tự để tạo ra nhiên liệu sinh học từ tảo ướt nhưng hầu hết công việc đó được thực hiện mỗi lần một ít. Hệ thống PNNL chạy liên tục, chế biến khoảng 1,5 lít bùn tảo trong lò phản ứng nghiên cứu mỗi giờ. Tuy chừng đó không có vẻ là nhiều nhưng nó gần hơn với các loại hệ thống liên tục cần thiết cho sản xuất thương mại quy mô lớn.
Hệ thống PNNL cũng loại bỏ bước tiếp theo cần phải có trong phương pháp chế biến tảo phổ biến nhất hiện nay, đó là cần phải xử lý phức tạp bằng các dung môi như hexane để trích xuất các loại dầu giàu năng lượng từ phần còn lại của tảo. Thay vào đó, nhóm nghiên cứu PNNL làm việc với toàn bộ tảo, cho nó tiếp xúc với nước rất nóng dưới áp suất cao để chia nhỏ nó, từ đó chuyển đổi hầu hết sinh khối thành chất lỏng và nhiên liệu khí.
Hệ thống chạy ở khoảng 350 độ C (662 độ F) ở áp suất khoảng 3.000 PSI , kết hợp các quá trình gọi là thủy nhiệt hóa lỏng và khí hóa thủy nhiệt xúc tác. Elliott cho biết một hệ thống áp suất cao như vậy không hề dễ dàng hoặc rẻ tiền để xây dựng, và đây là nhược điểm cho công nghệ này, mặc dù có sự tiết kiệm chi phí ở phần đầu ra.
"Nó hơi giống với một nồi áp suất, chỉ có áp suất và nhiệt độ mà chúng tôi sử dụng cao hơn nhiều," Elliott cho biết. "Theo một nghĩa nào đó, chúng tôi đang nhân đôi một quá trình tự nhiên trên trái đất mà chuyển đổi tảo thành dầu trong thời gian hàng triệu năm. Chúng tôi chỉ là làm nó với số lượng nhiều và tốc độ nhanh hơn rất nhiều mà thôi."
Các sản phẩm của quá trình này là :
• Dầu thô – là loại dầu có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu dùng cho hàng không, xăng hoặc nhiên liệu diesel. Trong các thí nghiệm của nhóm nghiên cứu, nhìn chung có hơn 50 phần trăm cacbon của tảo được chuyển thành năng lượng trong dầu thô - đôi khi đến 70 phần trăm. • Nước sạch, có thể tái sử dụng để trồng nhiều tảo hơn. • Khí nhiên liệu – là khí có thể đốt cháy để sản xuất điện hoặc làm sạch để tạo khí đốt tự nhiên cho nhiên liệu xe ở dạng khí nén tự nhiên. • Các chất dinh dưỡng như nitơ, phốt pho và kali – là các chất dinh dưỡng quan trọng để trồng tảo.
Elliott đã tìm hiểu công nghệ thủy nhiệt trong gần 40 năm, áp dụng nó vào nhiều loại chất khác trong, trong đó có vụn gỗ và các chất khác. Do có sự pha trộn các vật liệu bằng đất trong phòng thí nghiệm của mình, và quá trình xử lý hóa học liên tục nên ông đùa rằng phòng thí nghiệm của ông đôi khi có mùi như “hỗn hợp vớ bẩn, trứng thối và khói gỗ," - một đánh giá chính xác.
Tập đoàn Genifuel đã phối hợp chặt chẽ với nhóm của Elliott từ năm 2008, cấp phép cho công nghệ này và hợp tác ban đầu với PNNL thông qua Chương trình Hỗ trợ Công nghệ của Bộ Năng Lượng Mỹ để đánh giá công nghệ.
"Đây thực sự là một sự hợp tác hiệu quả cho cả Genifuel và PNNL," James Oyler, chủ tịch Genifuel nhận xét. "Quá trình hóa lỏng thủy nhiệt mà PNNL phát triển cho sinh khối làm cho việc chuyển đổi tảo thành nhiên liệu sinh học tiết kiệm nhiều hơn. Genifuel lâu nay là đối tác để cải tiến công nghệ và làm cho nó khả thi để sử dụng trong một hệ thống thương mại.
"Quả là một thách thức lớn để làm ra nhiên liệu sinh học có chi phí cạnh tranh với các nhiên liệu từ dầu mỏ lâu nay," Oyler nhận xét. "Đây là một bước tiến lớn đi đúng hướng".
Xem chi tiết tại: http://www.pnnl.gov/news/release.aspx?id=1029
Thanh Vân - Dostdongnai, Theo Eurekalert. |
Trở lại
In
Số lần xem: 1771
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
