بررسی عملکرد کاتالیزور زئولیت در فرآیند پیرولیز سلولز

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی و نفت - دانشگاه تبریز

2 دانشکده مهندسی شیمی و نفت-دانشگاه تبریز

چکیده

از آنجایی که ذخایر نفتی در حال اتمام بوده و یا دارای مقادیر محدودی می‌باشند، بنابراین منابع جدید انرژی از جمله زیست‌توده، بایستی مورد بررسی قرار گیرند. سلولز یکی از اجزای اصلی زیست‌توده است، بنابراین لازم است که پیرولیز آن بصورت جداگانه مورد بررسی قرار بگیرد، تا میزان تأثیر آن، تحت شرایط مختلف بر محصولات مشخص گردد. شرایط عملیاتی نظیر دما، سرعت گرمایش، فشار، زمان ماند، کاتالیزور و ... بر محصولات حاصل از پیرولیز سلولز تأثیر قابل توجهی دارند. در اینجا تأثیر کاتالیزور زئولیت A4 به ‌عنوان یکی از کاتالیزورهای رایج در پیرولیز سلولز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، در یک راکتور با ابعاد آزمایشگاهی، 15 گرم از سلولز بارگذاری شد و پیرولیز نمونه‌ها در دمای 500 درجه سانتی‌گراد و فشار اتمسفریک انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که کاتالیزور زئولیت A4، باعث افزایش میزان چار از ٪9.83 به ٪12.25 و کاهش میزان گاز از ٪37.05 به ٪33.83 شد. این در حالی است که میزان تار تغییر چندانی نداشت (53٪ ~). کاهش محصولات گازی و همچنین افزایش چار، نشان‌دهنده‌ی پلیمریزاسیون مولکول‌های فرار تولیدی در فرآیند پیرولیز کاتالیزوری بود. نتایج حاصل از آنالیز گاز تولیدی در پیرولیز نشان داد که، گاز حاصل شامل CO و CO2 بود که از ترکیبات اکسیژن‌دار موجود در سلولز تولید شدند. بر اساس نتایج، محصول تار حاصل از پیرولیز سلولز، شامل دو گروه آروماتیکی و آلیفاتیکی بود که در صورت عدم استفاده از کاتالیزور زئولیت A4، میزان آلکان‌ها کاهش یافت. بر اساس نتایج آنالیز نمونه‌های چار، اکسیژن‌زدایی و پلیمریزاسیون در حضور کاتالیزور بیشتر رخ داد. بر اساس نتایج آنالیز کاتالیزور نیز مقداری کک بر روی کاتالیزور تشکیل شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات