ANYAGOK FIZIKAI KÉMIAI ÉS KATALÍZIS fegyelmi fokozatának megszerzése - PDF letöltése

EZEK LOUIS PASTEUR STRASBOURG EGYETEM a LOUIS PASTEUR UNIVERSITY DOKTORI fokozatának megszerzéséhez Fegyelem: ANYAGOK FIZIKAI KÉMIAI ÉS KATALIZÁLÁSA Ni/Olivine katalizátor kidolgozása és fejlesztése hidrogén előállítására biomassza elasztizálásával Darius ágyban. ŚWIERCZYŃSKI, 2004. október 22., péntek A zsűri tagjai Pr. PU FOSCOLO Prof. A. KADDOURI Dr. S. VILMINOT Prof. A. KIENNEMANN Dr. C. COURSON Prof. H. HOFBAUER Külső riporter Külső riporter Belső riporter Szakdolgozat-témavezető Meghívott tag

kémiai

A katalizátorok jellemzése toluolgőz-reformálás (VRT) után 165 IV.3.1 Nikkeltartalom 166 IV.3.2 Kristályos fázisok vizsgálata XRD-vel 167 IV.3.3 Mössbauer-spektroszkópia 169 IV.3.4 Szénlerakódások vizsgálata 170 IV.3.4. 1 Előzetes vizsgálat - toluol 170 pirolízise IV IV.4.4.1.1 DRX 170 IV.3.4.1.2 MET 172 IV.3.4.1.3 TPO 172 IV.3.4.1.4 Következtetés 173 IV.3.4.2 VRT utáni szén-lerakódások vizsgálata 174 IV .3.4. 2.1 MET 174 IV.3.4.2.2 TPO 174 IV.3.4.2.2.1 A nikkel-prekurzor hatása 175 IV.3.4.2.2.2 A kalcinálási hőmérséklet hatása 175 IV.3.4.2.2.3 A nikkel-tartalom hatása 176 IV .3.4.2.2.4 A víz/toluol arány hatása a szén-lerakódásra (vizsgálat 560 C-on) 177 IV.3.4.2.2.5 A hőmérséklet hatása a szén-lerakódásra 179 IV.3.4.3 Következtetés a szén-lerakódásra 181 IV.3.5 Következtetés a katalizátorok VRT utáni jellemzéséről 181 IV.4 A katalizátor jellemzése kísérleti reaktorban végzett vizsgálat után 181 IV.4.1 Részecskeméret-elemzés 182 IV.4.2 DRX 18 2 IV.4.3 SEM és X mikroanalízis 183 IV.4.4 TPR 185 IV.4.5 Következtetés a kísérleti reaktorban végzett vizsgálat utáni jellemzésről 186 IV.5 A 186. fejezet következtetései Irodalmi hivatkozások 188 V. fejezet: Általános következtetések és kilátások 190 Függelékek 198

I. fejezet: Bevezetés I.3.2 A különböző típusú reaktorok a gazosításhoz A Bridgewater 15 az összes lehetséges gázosító reaktor részletes leírását adta. Számos reaktor-konfigurációt (gázosítót) fejlesztettek ki és teszteltek. A biomassza gázosítása általában rögzített ágyban vagy fluid ágyban történik. A felhasznált reaktorok fő típusait a 6. ábra írja le. 6. ábra: A gázosítók főbb konfigurációi 12. I.3.2.1 Rögzített ágy Kisméretű létesítményekhez (1,5 MWth alatti teljesítmény), atmoszférikus nyomáson működő fix ágyas gázszivattyúk (downdraft) a legvonzóbbak. A biomassza lassan leereszkedik a reaktorba, amely visszatartja a gázosító biomasszát. A keletkező biomassza és a keletkező gázok együttáramban keringenek a reaktor feneke felé. A technológia egyszerű, megbízható és egyenletes szemcseméretű, apró (5 mm-nél kisebb) részecskéket nem tartalmazó üzemanyagok esetében bevált. A biomassza átalakulása általában magas, és viszonylag tiszta gáz képződik kevés kátrány mellett. 10.

30 térfogatszázalék gőz) 17. Gázösszetétel térfogat% (száraz) H 2 35 CO 30 CO 2 20 CH 4 10 N 2 + etán, etén, propén 1100 C), ezért magas az energiafelhasználás. I.4.2 Elsődleges módszerek Az elsődleges módszerek minden olyan intézkedést definiálnak, amelyet a gázosítási szakaszban a kátrány képződésének megakadályozása vagy a gázosítási reaktorban történő átalakítása érdekében tettek. Az ideális elsődleges módszer kiküszöböli a másodlagos kezelések szükségességét (12. ábra). Jelenleg az elsődleges módszerek során lejátszódó reakciók halmaza nem teljesen ismert, és ezeket a módszereket kereskedelmileg fejleszteni kell. Az elsődleges módszerekben a reaktort optimalizálják annak érdekében, hogy teljes legyen a gázosítási szakaszban tett összes intézkedés, és olyan gáz keletkezzen, amely minimális kátrányt tartalmaz. A jobb minőségű gáz megszerzéséhez optimalizálni kell a gázosító teljesítményét. Nyilvánvalónak tűnik, hogy az optimalizálás a reaktor tervezésének és működési körülményeinek változásával érhető el. Corella és mtsai. 25 valójában 19-et említett

I. fejezet: 100 kW teljesítmény bevezetés) a Bécsi Egyetemen (Ausztria), annak érdekében, hogy a laboratóriumban kapott katalitikus eredményeket validálják, mielőtt a katalizátort 500 kW-os kísérletben tesztelnék. A vizsgálatok utáni katalitikus rendszerek vizsgálatával a IV. Fejezet foglalkozik. Megmutatja a katalizátorok evolúcióját vagy relatív stabilitását a különböző vizsgált reakciókörülmények között, és lehetővé teszi az egyes reakcióknak a katalizátorok végső állapotára, valamint a szénképződésre gyakorolt ​​hatásának összehasonlítását. A vizsgálatok utáni jellemzések végén javaslatokat tesznek a reaktivitásban elért eredmények magyarázatára. 34

I. fejezet: Bevezetés 59 H. Provendier, „A LaNi x Fe (1-x) O 3 szilárd oldat mint katalizátor prekurzor vizsgálata a metán szintézisgázzá történő átalakításához” Az U.L.P. de Strasbourg (Franciaország), (1999). 60 H. Provendier, C. Petit, A. Kiennemann, C. R. Acad. Sci. Paris, Serie IIc, Chimie: Chemistry 4 (2001) 57. 61 S. Rapagná, H. Provendier, C. Petit, A. Kiennemann, PU Foscolo, Biomass and Bioenergy 22 (2002) 377. 62 S. Rapagná, N. Jand, PU Foscolo, A biomasszáról az energiához és az iparhoz kapcsolódó tizedik európai konferencia és technológiai kiállítás anyagai, Würzburg, Németország (1998) 1720. 63 H. Hofbauer, R. Rauch, Hidrogénben gazdag gáz a biomassza gőzgázosításából, Kiadható zárójelentés, szerződés JOR3CT970196 (2001). 64 A. Kiennemann, C. Petit, C. Courson, P.U. Foscolo, S. Rapagnà, D. Matera, PCT/FR01/01547 (2001) számú PCT szabadalmi bejelentés. 65 C. Courson, E. Makaga, C. Petit, A. Kiennemann, katal. Ma 63 (2000) 427. 66 C. Courson, L. Udron, C. Petit és A. Kiennemann, A fejlett anyagok tudománya és technológiája 3 (2002) 271. 67 AE Ringwood, in: A föld összetétele és kőzettana s köpeny Ed. McGraw-Hill, New York (1975) 618. 68 CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, Inc. (2000). 39

II. Fejezet: Ni/olivin katalizátorok előállítása és jellemzése II.2. Olivin szerkezete Az olivin és az abból származó vegyületek általános képlete M 2 SiO 4, ahol M kétértékű fém (Mg, Fe, Mn, Ni) vagy keveréke Ezeknek a. Az olivin az ortorombos rendszerben kristályosodik, tércsoportja a Pnma. Ez egy ortoszilikát (diszkrét SiO 4-4 tetraédereket tartalmaz), amelyben az oxigénionok kompakt hatszögletű elrendezést alkotnak. Az ideális szerkezet, az oxigénatomokkal kompakt hatszögletű szerkezetben az 1. ábra mutatja. Mg 2+, Fe 2+, Mn 2+ síkban/100/Mg 2+, Fe 2+, Mn 2+ a sík felett/100/1. ábra. Az M 2 SiO 4 szerkezetének tervei Az M kationok hatszor koordinálódnak az oxigénnel, és a rendelkezésre álló oktaéderes helyek felét foglalják el, oktaéderláncok képződve cikcakkban [001], miközben a szilícium-dioxid atomok az 1/8 a rendelkezésre álló tetraéderes helyek 1. A tetraéderes kationos helyzeteket és az oktaéderes kationos helyzeteket a 2. ábra mutatja.