Termokatalityczna konwersja związków smołowych w gazie ze zgazowania węgla

Babiński, P.; Łabojko, G.; Krztoń, A.; Łamacz, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Termokatalityczna konwersja związków smołowych w gazie ze zgazowania węgla

Autorzy

Babiński P. , Łabojko G. , Krztoń A. , Łamacz A.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Thermocatalytic conversion of tar compounds in process gas from coal gasification

Języki publikacji

Abstrakty

Scharakteryzowano rodzaje smół otrzymywanych w różnych typach zgazowania węgla. Omówiono główne metody usuwania składników smołowych z gazów procesowych. Przetestowano katalizator niklowy w formie wytłoczek i pastylek osadzony na tlenku ceru i cyrkonu w skali laboratoryjnej oraz wielkolaboratoryjnej. Testy katalityczne reakcji reformingu parowego toluenu i 1-metylonaftalenu katalizatorów kondycjonowanych w gazie rzeczywistym ze zgazowania węgla wykazały że ich aktywność jest zachowana, badania termograwimetryczne pokazały niewielką ilość depozytów węglowych ulegających spaleniu w temperaturze do 350°C. Badania wykazały, że optymalna temperatura dla rozkładu związków smołowych wynosi 800°C, a stosunek nadmiaru pary wodnej H₂O/C powinien wynosić 2,4. Eksperymenty w skali wielkolaboratoryjnej potwierdziły skuteczność termokatalitycznego usuwania związków smołowych z modelowego gazu syntezowego w temperaturze 900°C przy czasie przebywania wynoszącym 3s. Obecność katalizatora podnosi również wydajność H₂ i CO będących pożądanymi składnikami gazu syntezowego.

Types of tars obtained in different types of coal gasification were characterized. Main removal methods of tar compounds in process gas were discussed. Nickel catalyst in the form of pellets and pills supported on zinc and cerium oxides was tested in lab and big lab scale. Tests of toluene and 1-methylnaphtalene steam reforming with catalysts conditioned in real gas from coal gasification showed that its activity is preserved, thermogravimetric studies indicated only small amount of carbon deposits undergoing combustion up to 350°C. Studies showed that optimal temperature for decomposition of tar compounds is 800°C, a ratio of steam excess should be 2.4. Big laboratory scale experiments confirmed effectiveness of thermo catalytic removal of tar compounds from model synthesis gas at 900 °C and residence time of 3 s. Presence of catalyst increases yield of H₂ and CO which are desirable compounds of synthesis gas.

Słowa kluczowe

zgazowanie węgla konwersja smoły kataliza

coal gasification conversion tars catalysis

Wydawca

Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.

Czasopismo

Karbo

Rocznik

2014

Tom

Nr 4

Strony

228--236

Opis fizyczny

Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Babiński P.

Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

autor

Łabojko G.

labojko@ichpw.pl

Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

autor

Krztoń A.

Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych, Zabrze

autor

Łamacz A.

Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych, Zabrze

Bibliografia

1. Richardson Y., Blin J., Julbe A., A short overview on purification and conditioning of syngas produced by biomass gasification: Catalytic strategies, process intensification and new concepts. Progress in Energy and Combustion Science, 2012, t. 38, s. 765.
2. Ruiz J. A., Juarez M.C., Morales M.P., Muñoz P., Mendivil M.A., Biomass gasification for electricity generation: Review of current technology barriers. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013, t. 18, s. 174.
3. Pereira E.G., da Silva J.N., de Oliveira J.L., Machado C.S., Sustainable energy: A review of gasification technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, t.16, s. 4753.
4. Milne T.A., Evans R.J., Biomass gasifier “Tars”: Their Nature. Formation and Conversion, 1998, NREL/TP-570-25357.
5. Devi L., Ptasinski J. K., Janssen F. J. J. G., Pretreated olivine as tar removal catalyst for biomass gasifiers: investigation using naphthalene as model biomass tar. Fuel Processing Technology, 2005, t. 86, s. 707.
6. Robak Z., Kordas T., Sobolewski A., Muzyka R., Pogoda M., Badania właściwości produktów węglopochodnych otrzymywanych w krajowych koksowniach. Przemysł Chemiczny, 2010, t. 89, s. 696.
7. Pindoria R. V., Megartis A., Chatzkis I. N., Vasanthakumar L. S., Zhang S. F., Lazaro M. J. , Herod A. A., Garcia X. A., Gordon A. L., Kandiyoti R., Structural characterization of tar from a coal gasification plant. Fuel, 1997, t. 76, s. 101.
8. Xu C., Donald J., Byambajav E., Ohtsuka Y., Recent advances in catalysts for hot-gas removal of tar and NH3 from biomass gasification. Fuel, 2010, t. 89, s. 1784.
9. Anis S., Zainal Z.A., Tar reduction in biomass producer gas via mechanical, catalytic and thermal methods: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2011, t. 15, s. 2355.
10. Tramer A., Ściążko M., Karcz A., Techniczne aspekty wykorzystania gazu koksowniczego do pozyskiwania wodoru, Przemysł Chemiczny, 2005, t. 84, s. 815.
11. Jess A., Thermische und katalysche Spaltung von Kohlenwasserstoffe in wasserstoff- und wasserdampreicher Atmosphare – Eine Modelluntersuchung zur Erzeugung von Reduktiongas aus Kokofenrohgas. Habilitation Thesis, University of Karlsruhe, 1996.
12. Taralas G., Kontominas M. G.,Kakatsios X., Modeling the thermal destruction of toluene (C7H8) as tar-related species for fuel gas cleanup. Energy & Fuels, 2003, t. 17, s. 329.
13. Karcz A., Gaz koksowniczy jako surowiec do produkcji wodoru. Polityka Energetyczna, 2009, t. 12, s. 111.
14. Łabojko G., Sobolewski A., Stelmach S., Badania reaktora z porowatą przegrodą do usuwania wyższych węglowodorów z gazów procesowych, Przemysł Chemiczny, 2010, t. 89, s. 1.
15. Strugała A., Czaplińska-Kolarz K., Ściążko M., Projekty nowych technologii zgazowania węgla powstające w ramach Programu Strategicznego NCBiR. Polityka Energetyczna, 2011, t. 14, s. 375.
16. Min Z., Yimsiri P., Asadullah, Mohammad Z., Shu L., Chun Z, Catalytic reforming of tar during gasification. Part II. Char as a catalyst or as a catalyst support for tar reforming. Fuel, 2011, t. 90, s. 2545.
17. Colby, J. L.; Wang, T.; Schmidt, L. D., Steam reforming of benzene as a model for biomass-derived Syngas tars over Rh-based catalysts. Energy&Fuels, 2010, t. 24, s. 1341.
18. Łamacz, A., Krztoń, A., Musi, A., Costa, P.D., Reforming of model gasification tar compounds. Catalysis Letters, 2009, t. 128, s. 40.
19. Łamacz, A., Krztoń, A., Djéga-Mariadassou, G., Steam reforming of model gasification tars compounds on nickel based ceria-zirconia catalysts. Catalysis Today, 2011, t. 176, s. 347.
20. Li D., Ishikawa C., Koike M., Wang L., Nakagawa Y., Production of renewable hydrogen by steam reforming of tar from biomass pyrolysis over supported Co catalyst. Int. J. Hydrogen Energy, 2013, t. 38, s. 3572.
21. Grieco E.M. Gervasio C., Baldi G., Lanthanum –chromium-nickel perovskites for the catalytic cracking of tar model compounds. Fuel, 2013, t. 103, s. 393.
22. Michel R., Łamacz A., Krztoń A., Djéga-Mariadassou, Burg P.,Courson C., Gruber R., Steam reforming α-methylnaphtalene as a model tar compound over olivine and olivine supported nickel. Fuel, 2013, t. 109, s. 653.
23. Koike M., Ishikawa C., Li D., Wang., Nakagawa Y., Tomishige K., Catalytic performance of manganese-promoted nickel catalysts for the steam reforming of tar from biomass pyrolysis to synthesis gas. Fuel, 2013, t. 103, s. 122.
24. Ferella F., Stoehr J., De Michelis I., Hornung A., Zirconia and alumina based catalyst for steam reforming of naphthalene. Fuel, 2013, t. 105, s. 614.
25. Łamacz A., Krztoń A., Reforming parowy toluenu na katalizatorze Ni/CeZrO2. Karbo, 2009, t. 1, s. 15.
26. Babiński P., Łabojko G., Wykorzystanie wysokotemperaturowej konwersji związków smołowych w procesie oczyszczania surowego gazu ze zgazowania paliw stałych. Polityka Energetyczna, 2012, t. 15, s. 299.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-86e51c60-a8b5-40df-9626-04806cf2abe1