為了生產(chǎn)與現(xiàn)有柴油基礎設施兼容的可再生發(fā)動機燃料,研究人員報告稱,他們可以將濕生物廢物(如豬糞和食物殘渣)轉化為可與柴油混合的燃料,并分享柴油的燃燒效率和排放概況。
研究人員在《自然可持續(xù)性》雜志上報道了這些發(fā)現(xiàn)。
伊利諾伊大學草原伊利諾伊州可持續(xù)技術中心的研究科學家Brajendra K. Sharma說:“證明濕垃圾產(chǎn)生的燃料可以用于發(fā)動機,是發(fā)展可持續(xù)液體燃料的重要一步?!毖芯克驮撗芯康暮现摺C绹r(nóng)業(yè)和生物工程教授袁領導了這項研究。他的前研究生陳婉婷(格蕾絲)是這篇論文的第一作者,也是麻省大學洛厄爾分校的教授。機械工程教授李嘉峰和研究生李提摩太領導了發(fā)動機測試。
研究人員寫道,“美國每年從食品加工和動物生產(chǎn)中產(chǎn)生7900萬噸干濕生物垃圾”,隨著城市化程度的提高,預計還會有更多。從這種廢物中提取能量的最大障礙之一是它的含水量。干燥所需的能量幾乎與從中提取的能量一樣多。
研究人員報告稱,水熱液化是解決這一問題的潛在方法,因為它使用水作為反應介質,甚至將非脂質(非脂肪)生物廢物成分轉化為生物原油,可進一步加工成發(fā)動機燃料。
然而,之前的研究意外地發(fā)現(xiàn),它試圖將HTL生產(chǎn)的生物原油提煉成穩(wěn)定可用的燃料。對于這項新的研究,該團隊將蒸餾和酯化相結合,將最有希望的生物原油餾出物轉化為可與柴油混合的液體燃料。燃油符合柴油的現(xiàn)行標準和規(guī)范。
“我們集團開發(fā)了一個中試規(guī)模的HTL反應堆,用于生產(chǎn)生物原油,以進行升級,”陳說?!拔覀冞€可以從生物原油中分離出可蒸餾的餾分。使用10-20%的升級餾分與柴油混合,我們看到96-100%的動力輸出和類似的污染物排放到普通柴油中?!?
在張的領導下,該團隊正在建造一個中型反應堆,可以安裝在移動拖車上。“它有能力處理一噸生物垃圾,每天生產(chǎn)30加侖生物油,”張說。“這一能力將使團隊能夠進行進一步的研究,并為商業(yè)規(guī)模的應用提供關鍵參數(shù)?!?
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