گازی‌سازی نانوکاتالیستی زیست‌توده باگاس به گاز غنی از هیدروژن با ریفرمینگ با بخار آب

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده کاتالیست، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

2 دانشکده شیمی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

تولید هیدروژن از زیست‌توده باگاس با فرایند گازی‌سازی در حضور بخار آب یک روش مناسب برای مقابله با چالش‌های انرژی است. در این پژوهش، فرایند گازی‌سازی باگاس در حضور بخار آب در یک راکتور بستر ثابت در دمای oC850 و فشار یک اتمسفر در دو مرحله بدون کاتالیزگر و با کاتالیزگر انجام شد. برای بررسی تأثیر اندازه ذره کاتالیست بر راندمان گازی‌سازی، کاتالیست‌های دوفلزی  12%Ni6%Fe/γ-Al2O3 با دو روش تلقیح و میکروامولسیون ساخته و ویژگی­ های شیمی ـ ‌فیزیکی آن­ ها با روش ‏های TPR، XRD، TEM وBET  بررسی شدند. فناوری میکروامولسیون در تهیه کاتالیزگر، به‌ویژه در نسبـت‌های آب/ سورفکتانت کم، باعث سنتز ذره ­های فاز فعال با اندازه کم ‏تر و پخش یکنواخت تر در پایه می‌شود. کاتالیسـت Ni-Fe/γ-Al2O3  ساخته‏ شده به ‏روش میکـروامولسیون با کم‏ ترین نسبت آب/ سـورفکتـانـت بازده تولیـد هـیدروژن را 8/2 برابر حالـت بدون کاتـالیسـتی کرد. هم‌چـنین در کاتالیـسـت Ni-Fe/γ-Al2O3 بهبود داده‏ شده با 1 درصد روتنیوم، افزایش تولید هیدروژن 8/3 برابر حالت بدون کاتالیستی بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Damartzis T., Zabaniotou A., Thermochemical Conversion of Biomass to Second Generation Biofuels Through Integrated Process Design—A Review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15: 366-378 (2011).
[2] Damartzis T., Vamvuka D., Sfakiotakis S., Zabaniotou A., Thermal Degradation Studies and Kinetic Modeling of Cardoon (Cynara cardunculus) Pyrolysis Using ThermoGravimetric Analysis (TGA), Bioresource technology, 102 (10): 6230-6238 (2011).
[3] Norouzi O., Safari F., Jafarian S., Tavasoli A., Karimi A., Hydrothermal Gasification Performance of Enteromorpha Intestinalis as an Algal Biomass for Hydrogen-Rich Gas Production Using Ru Promoted Fe–Ni/γ-Al2O3 Nanocatalyst, Energy Conversion and Management, 141: 63–71 (2017).
[4] Mehrani R., Barati M., Tavasoli A., Karimi A., Hydrogen Production via Supercritical Water Gasification of Bagasse Using Ni–Cu/γ-Al2O3 Nano-Catalysts, Environmental Technology, 36(10): 1265-1272 (2015).
[5] Alipour Moghadam Esfahani R., Osmieri L., Spemlhia S., Yusup S., Tavasoli A., Zamaniyan A., H2-Rich Syngas Production Through Mixed Residual Biomass and HDPE Waste via Integrated Catalytic Gasification and Tar Cracking Plus Bio-Char Upgrading, Chemical Engineering Journal, 308: 578-587 (2017).
[6] Rapagna, S., Jand N., Kiennemann A., Foscolo P.U., Steam-Gasification of Biomass in a Fluidised-Bed of Olivine Particles, Biomass and Bioenergy, 19(3): 187-197 (2000).
[7] Rapagna S., Virginie M., Gallumli K., Courson C., Di Marcello M., Kiennemann A., Fe/Olivine Catalyst for Biomass Steam Gasification: Preparation, Characterization and Testing at Real Process Conditions, Catalysis Today, 176: 163-8 (2011).
[8] San-Jose-Alonso D., Juan-Juan J., Illan-Gomez M.J., Roman-Martinez M.C., Ni, Co and Bimetallic Ni-Co Catalysts for The Dry Reforming of Methane, Applied Catalysis A-General, 371: 54-59 (2009).
[9] Tomishige K., Kimura T., Miyazawa T., Nishikawa J., Kunimori K., Promoting Effect of the Interaction Between Ni and CeO2 on Steam Gasification of Biomass, Catalysis Communication, 8: 1074-1079 (2007).
[10] Doukkali M.E., Iriondo A., Cambra J.F., Jalowiecki-Duhamel L., Pt Monometallic and Bimetallic Catalysts Prepared by Acid Sol-Gel Method for Liquid Phasereforming of Bioglycerol, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 368: 125-136 (2012).
[11] Jafarian S., Tavasoli A., Karimi A., Hydrogen-Rich Gas Production via Steam Gasification of Bagasse over Bimetallic Ni-Fe/γ-Al2O3 Nano-Catalysts, Petroleum & Coal, 57(3): 216-224 (2015).
[12] Nanni A., Dei L., Ca(OH)2 Nanoparticles from W/O Microemulsions, Langmuir, 19: 933-938 (2002).
[14] Jafarian S., Tavasoli A., Karimi A., Norouz O., Steam Reforming of Bagasse to Hydrogen and Synthesis Gas Using Ruthenium Promoted Ni-Fe/γ-Al2O3 Nano-Catalysts, International Journal of Hydrogen Energy, 286: 1-8 (2016).