合成燃料研究旨在减少对石油的依赖

2019-04-15 09:39:43
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普渡大学的研究人员开发了一个设施,旨在精确学习煤和生物质如何在称为气化器的反应堆中分解,作为加强合成燃料经济性科学基础的项目的一部分。

“重点关注的是能够为美国航空运输系统生产大量合成燃料,并减少我们对运输石油的依赖,”瑞德大学Reilly大学燃烧工程讲座教授Jay Gore说。

该研究是开发一种从农业废弃物,其他生物质或煤中产生大量合成燃料的系统的工作的一部分,该系统将使用蒸汽转化为气体,然后转化为液体燃料。

其他目的是学习如何比传统的合成燃料加工方法产生更少的二氧化碳,同时通过向煤和生物质加工反应堆中添加氢气来提高液体燃料的产量,这是由普渡大学的Winthrop E的Rakesh Agrawal开创的技术。石材化学工程杰出教授。

研究人员正在利用该设施了解煤和生物质在高压下暴露于蒸汽时如何“气化”,以提高气化过程的效率。

“我们希望证明我们的系统在使用煤和生物质方面具有灵活性,”戈尔说。“我们的目标是创造一个可持续的合成燃料经济。问题的严重性是什么 - 我们需要多少石油 - 我们需要多少能源。”

去年公布的调查结果显示,使用该技术可将二氧化碳减少40%。在奥兰多举行的美国航空航天研究所1月份会议期间提交的一份研究论文中将详细介绍新发现。

该研究基于该大学的Maurice J. Zucrow实验室。

目前,合成燃料正在与石油燃料混合,以改善汽车和飞机应用中的性能,并且还用于商用飞机的设备试验中。然而,需要新技术来降低成本并提高制造燃料的效率。

“以合适的价格,合成燃料可以在所有可能的应用中取代化石燃料,”戈尔说。

这个2米高的不锈钢反应堆是借用航空航天应用技术的系统的一部分,包括用于航天飞机发动机的“火花点火器”。火花点火器内的材料可能会短暂地达到高达3,000摄氏度或超过5400华氏度的温度 - 足够热以在钢中烧孔。

研究人员还整合了先进的光学诊断系统:激光通过不锈钢容器中的窗口传输,穿过内部处理的气体。容器另一侧的光学传感器对光进行解码,以确定气体的精确温度和成分。

“这是一种模块化设计,因此光学诊断部件可以移动到各个点来分析气化的进展情况,”Ralph和Bettye Bailey机械工程燃烧教授Robert Lucht说。

博士生还设计了一个特殊的喂料器,将煤或生物质输送到反应堆容器中。

“其中一个挑战是在高压下喂食 - 大约10个大气压,”戈尔说。“这种送料器不能从架子上买下,因此必须经过专门设计。”

Gore和Lucht正在与Purdue的航空航天和化学工程学院以及其他Purdue教员,以及机械工程博士生Anup Sane,Indraneel Sircar,Rohan Gejji和Brent Rankin一起工作。

学生们正在研究系统的机械设计,光学诊断和集成航空航天相关技术的方法的博士论文。

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