利用硫在乙醇和水中的溶解度差异,可以实现乙醇和水的分离。燃烧分离后的乙醇所产生的能量将超过分离过程所需要的能量。相比之下,通过蒸馏从水中分离少量乙醇(实际上是乙醇/水的溶液)所需要的能量比燃烧产生的馏分所需要的能量还要多。提出的醇/水分离工艺可用于工业利用发酵植物物质生产清洁燃料。

在这个概念的一个版本中,硫将被添加到乙醇/水的混合物中:少量的硫取决于混合物的温度,它将被乙醇溶解。(根据CRC化学和物理手册,这三种形式的硫都不溶于水,即使在水的沸点,但硫的a形式稍微溶于乙醇,而b形式更溶于乙醇。)硫/乙醇的混合物会沉淀到容器底部,在那里它可以被排出。然后将这一小部分原始混合物加热,将挥发性乙醇和挥发性明显较低的硫分离出来。蒸馏后剩下的热硫可以加入到另一批乙醇/水混合物中。

与传统蒸馏过程所消耗的能量相比,这一过程将节省大量的能量,因为只需要加热原始混合物中流出的一小部分。由于硫在乙醇中的溶解度,在常温常压下进行分离过程时,会使用硫的b型。没有被乙醇溶解的细硫会浮在混合物上。

在这个概念的另一个版本中,乙醇/水/硫混合物将被放置在一个蒸馏器中,在那里它可以被加热和加压到一个温度高于乙醇的临界温度和压力[243°C和63 atm (6.4 MPa),而低于水的临界温度和压力[分别为374.1°C和218.3 atm (22.12 MPa)]。混合物会反驳说温度略高于243°C和压力略高于63 atm (6.4 MPa),将乙醇超临界状态,它应该很容易溶解所有三种形式的硫(包括γ形式,它是在环境温度和压力不溶性)。另一方面,水仍然低于临界状态,仍然不能溶解硫。硫/乙醇混合物会沉淀到蒸馏釜底部,在那里它可以在压力和高温下被管道带走。硫/乙醇的混合物会膨胀到一个较低的温度和压力,在这个温度和压力下,乙醇中溶解的硫会减少,乙醇也会从混合物中部分分离出来。在1atm (0.1 MPa)的压力下进一步加热剩余的混合物,将分离大部分剩余的乙醇和硫。硫磺可以重复使用,高压热水可以用来煮更多的醪液发酵,或者将炉料预热到另一个蒸馏器。

第二种方法可能是最适合于工业过程的,可以通过添加离心机来分离初始的两相混合物。硫在这两个版本中的作用可以由另一种物质来扮演。而硫的毒性低,在乙醇沸腾温度下的蒸汽压极低,使其成为最佳选择。

这项工作是由雷纳尔多·詹金斯完成的兰利研究中心.没有进一步的文档可用。守护神- 14894


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这篇文章首次发表在1999年7月号的NASA技金宝搏官网术简介杂志。

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