Nikel based perovskite catalysts su

Nikel based perovskite catalysts supported on olivine particles for the steam gasification of biomass in a fluidized bed gasifier
Introduction Biomass feedstocks are the most abundant renewable materials on earth, and are considered by far the highest quality form of indirect solar energy. The use of biomass as a source of energy offers an opportunity for regional development, because they will contribute to the solution of the problem of electric power delivery to large areas of less developed regions, where biomass sources are abundant and electrification is poor. In recent years the attention is focused to the development of small electrical power plants that can be fed with the biomass produced near the location of the plant (1). Nowadays the most promising technology able to transform biomass in an energy vector that can be ease handled and efficiently transformed in electricity, is the gasification process that also allows to separate the pollutant before their total oxydation. To increase the efficiency of the biomass gasification processes, and decrease the heavy organic products, catalyst have been used in order to transform the hydrocarbons in light gases such as CO and H2. Most of the catalysts used are commercial products developed for methane and naphta reforming unable to be utilised directly into the fluidised bed because are soft and their low density does not permit high biomass troughput to the gasifier. For this reason the catalysts are usually placed in a secondary fixed bed reactor after the gasifier. In this work we report the preparation, characterization and reactivity tests performed with a catalyst able to be utilised directly into the gasifier with the aim to semplify the overall biomass gasification process.
La-Ni-Fe perovskite catalyst supported on olivine particles Most of the commercially available Ni catalysts display a moderate to rapid deactivation due to the build up of surface carbon and 'sintering' effects, that favour coke production. As far as the sintering problem is concerned, the active catalyst species have been inserted in a definite chemical structure, rather than just dispersing these on an inert support. Structure such as perovskite (ABO3), in which A and B are compatible elements, have been employed. In this way, although the specific surface of the catalyst so obtained is less than in supported catalytic systems, the strong interactions between the various elements included in the structure limit the sintering of the active specie as well as carbon build-up. In order to be able to carry out biomass gasification test with the catalyst introduced into the fluidised bed, tri-metallic perovskites having the general formula LaNixFe(1-x)O3, with 0 ? x ? 1, were prepared by means of a solgel method. Nitrate salts (La(NO3)3.6H2O, Ni(NO3)2.6H2O and Fe(NO3)3.9H2O) were dissolved separately in hot propionic acid, stirred under reflux, and adapted to obtain the desired value of x. Nickel and iron propionic solutions were mixed and added rapidly to the lanthanum solution. The resulting solution was mixed for 30 minutes, olivine particles in the size range between 250 ?m and 600 ?m were added to these solutions and impregnated. The excess solvent (propionic acid) was slowly evaporated under vacuum (0.1 atm) at 60 °C. The support so impregnated was dried at 120 °C and then calcined under air (for 4 hours at 800 °C). The perovskite accounts for 4.5% of the total particle weight, as given by the elemental analysis. Figure 1 shows a comparison of the TPR curves of LaNi0.3Fe0.7O3 impregnated on uncalcined olivine with that of olivine itself. Three reduction peaks are distinguishable for the La-Ni-Fe/olivine system, at 340°C, 550°C and 880°C. That at the intermediate temperature level (550°C) clearly corresponds to the reduction peak exhibited by olivine (630°C), and the temperature gap between the two has to be related to the effect of Ni on the olivine structure. The small peak at 340°C can be either related to the reduction of nickel oxide to form free Ni particles, or to an oxygen loss by the structure. The peak at 880°C is similar to that encountered in the reduction of the LaNi0.3Fe0.7O3 solid solution and leads to metallic nickel; some metallic iron can be generated as well by the olivine structure forming a Ni-Fe alloy.

Kết quả (Việt) 1:

Ắcquy dựa Perovskit chất xúc tác được hỗ trợ trên Olivin hạt cho gasification hơi của nhiên liệu sinh học trong một fluidized giường gasifierGiới thiệu sinh khối feedstocks là những vật liệu tái tạo phổ biến nhất trên trái đất, và được coi là của xa các hình thức chất lượng cao nhất của gián tiếp năng lượng mặt trời. Việc sử dụng nhiên liệu sinh học như một nguồn năng lượng cung cấp một cơ hội để phát triển khu vực, vì họ sẽ đóng góp vào các giải pháp của các vấn đề của điện năng cung cấp cho các khu vực rộng lớn của vùng phát triển hơn, nơi các nguồn nhiên liệu sinh học phong phú và báo là người nghèo. Những năm gần đây sự chú ý là tập trung vào sự phát triển của điện lực nhà máy nhỏ mà có thể được cho ăn với nhiên liệu sinh học sản xuất gần vị trí của nhà máy (1). Ngày nay công nghệ hứa hẹn nhất có thể để chuyển đổi sinh khối trong một véc tơ năng lượng có thể dễ dàng xử lý và hiệu quả chuyển đổi trong điện, là quá trình gasification cũng cho phép để tách chất ô nhiễm trước của oxydation tất cả. Để tăng hiệu quả của quá trình gasification sinh khối, và làm giảm các sản phẩm hữu cơ nặng, chất xúc tác đã được sử dụng để biến đổi các hydrocarbon trong các khí nhẹ như CO và H2. Hầu hết các chất xúc tác sử dụng là sản phẩm thương mại phát triển cho mêtan và naphta cải cách không thể được sử dụng trực tiếp vào giường fluidised vì được mềm mại và mật độ thấp của họ không cho phép sinh khối cao troughput để gasifier. Vì lý do này là chất xúc tác thường được đặt trong một lò phản ứng thứ hai giường cố định sau khi gasifier. Trong tác phẩm này, chúng tôi báo cáo việc chuẩn bị, đặc tính và phản ứng thử nghiệm thực hiện với một chất xúc tác có thể được sử dụng trực tiếp vào gasifier với mục đích semplify gasification trình tổng thể của nhiên liệu sinh học. La Ni, Fe Perovskit chất xúc tác được hỗ trợ trên Olivin hạt nhất của chất xúc tác Ni thương mại có sẵn Hiển thị một vừa phải để vô hiệu hóa nhanh chóng do xây dựng lên bề mặt cacbon và 'máy' hiệu ứng, ủng hộ sản xuất than cốc. Xa như sintering vấn đề có liên quan, chất xúc tác hoạt động loài đã được đưa vào trong một cấu trúc hóa học nhất định, chứ không phải là chỉ phân tán chúng trên một hỗ trợ trơ. Cấu trúc như Perovskit (ABO3), trong đó A và B là nguyên tố tương thích, đã được sử dụng. Bằng cách này, mặc dù mặt chất xúc tác để thu được, cụ thể là ít hơn trong hỗ trợ xúc tác hệ thống, tương tác mạnh giữa các yếu tố khác nhau bao gồm trong cơ cấu giới hạn sintering specie hoạt động cũng như các carbon xây dựng. Để có thể thực hiện trong sinh khối gasification thử nghiệm với các chất xúc tác đưa vào giường fluidised, tri-kim loại perovskites có công thức tổng quát LaNixFe(1-x) O3, với 0? x? 1, đã được chuẩn bị bằng phương pháp solgel. Các muối nitrat (La (NO3) 3.6H2O, Ni (NO3) 2.6H2O và Fe(NO3)3.9H2O) đã được giải tán một cách riêng biệt trong nóng propionic axit, khuấy theo trào ngược và thích nghi để có được giá trị mong muốn của x. niken và sắt propionic giải pháp đã được trộn lẫn và nhanh chóng được bổ sung vào các giải pháp Lantan. Giải pháp kết quả được trộn lẫn trong 30 phút, olivin hạt trong phạm vi kích thước khoảng 250? m và 600? m đã được thêm vào các giải pháp và ngâm tẩm. Dung môi dư thừa (propionic axit) bốc hơi từ từ theo máy hút (0,1 atm) ở 60 ° C. Hỗ trợ nên ngâm tẩm sấy khô ở 120 ° C và sau đó calcined theo máy (cho 4 giờ ở 800 ° C). Perovskit là chiếm 4,5% trọng lượng tổng số hạt, như được đưa ra bởi các phân tích nguyên tố. Hình 1 cho thấy một so sánh của các đường cong TPR của LaNi0.3Fe0.7O3 ngâm tẩm vào uncalcined olivin với olivin chính nó. Giảm ba đỉnh núi được phân biệt đối với các hệ thống La-Ni-Fe/olivin, 340° C, 550° C và 880° C. Mà ở nhiệt độ trung cấp (550° C) rõ ràng tương ứng với đỉnh cao giảm được trưng bày bởi olivin (630° C) và nhiệt độ khoảng cách giữa hai đã có liên quan đến hiệu quả của Ni trên cấu trúc olivin. Đỉnh nhỏ ở 340° C có thể hoặc là liên quan để khử oxit niken để tạo miễn phí Ni hạt, hoặc để một mất oxy của cấu trúc. Đỉnh cao lúc 880° C là tương tự như gặp phải trong việc giảm LaNi0.3Fe0.7O3 trong dung dịch rắn và dẫn đến niken kim loại; một số kim loại sắt có thể được tạo ra cũng bởi cấu trúc olivin tạo thành một hợp kim Ni-Fe.

Kết quả (Việt) 2:

Nikel dựa xúc tác perovskit hỗ trợ trên các hạt olivin cho khí hoá hơi sinh khối trong một khí hóa tầng sôi
Giới thiệu Sinh khối nguyên liệu là những vật liệu tái tạo phong phú nhất trên trái đất, và được coi là bởi đến nay các hình thức chất lượng cao nhất của năng lượng mặt trời gián tiếp. Việc sử dụng sinh khối như một nguồn năng lượng cung cấp một cơ hội cho phát triển khu vực, bởi vì họ sẽ đóng góp vào giải pháp của vấn đề giao điện cho khu vực rộng lớn của các khu vực kém phát triển, nơi mà các nguồn sinh khối là phong phú và điện là người nghèo. Trong những năm gần đây được sự chú ý tập trung vào sự phát triển của các nhà máy điện nhỏ có thể được cho ăn với lượng sinh khối được sản xuất gần vị trí của nhà máy (1). Ngày nay công nghệ hứa hẹn nhất có thể chuyển hóa sinh khối trong một vector năng lượng có thể được dễ dàng xử lý và chuyển đổi một cách hiệu quả trong điện, là quá trình khí hóa cũng cho phép để tách các chất gây ô nhiễm trước khi tổng oxyt hóa của họ. Để tăng hiệu quả của các quá trình sinh khối khí hóa, và giảm các sản phẩm hữu cơ nặng, chất xúc tác đã được sử dụng để chuyển đổi các hydrocarbon trong khí nhẹ như CO và H2. Hầu hết các chất xúc tác được sử dụng là sản phẩm thương mại được phát triển cho metan và naphta cải cách không thể được sử dụng trực tiếp vào tầng sôi vì mềm và mật độ thấp của họ không cho phép sinh khối cao troughput đến khí hóa. Vì lý do này, các chất xúc tác thường được đặt trong một lò phản ứng cố định thứ cấp sau khi khí hóa. Trong công trình này chúng tôi báo cáo việc chuẩn bị, đặc tính và độ phản ứng thử nghiệm thực hiện với một chất xúc tác có thể được sử dụng trực tiếp vào khí hóa với mục đích để semplify quá trình sinh khối khí hóa tổng thể.
La-Ni-Fe xúc tác perovskit hỗ trợ trên các hạt olivin Hầu hết các mục đích thương mại có sẵn chất xúc tác Ni hiển thị trung bình đến Chấm dứt hoạt nhanh chóng do sự tích tụ carbon bề mặt và hiệu ứng 'thiêu kết, có lợi cho sản xuất than cốc. Theo như các vấn đề thiêu kết có liên quan, các loài xúc tác hoạt động đã được đưa vào trong một cấu trúc hóa học nhất định, chứ không phải chỉ là sự phân tán này trên một hỗ trợ trơ. Cấu trúc như perovskite (ABO3), trong đó A và B là những yếu tố tương thích, đã được sử dụng. Bằng cách này, mặc dù bề mặt riêng của chất xúc tác để thu được là ít hơn so với các hệ thống xúc tác hỗ trợ, tương tác mạnh mẽ giữa các yếu tố khác nhau trong cấu trúc hạn chế quá trình thiêu kết của các loài động cũng như carbon tích tụ. Để có thể thực hiện kiểm tra khí hóa sinh khối với chất xúc tác đưa vào tầng sôi, perovskites tri kim loại có công thức LaNixFe chung (1-x) O3, với 0? x? 1, đã được chuẩn bị bằng phương tiện của một phương pháp Solgel. Muối nitrat (La (NO3) 3.6H2O, Ni (NO3) 2.6H2O và Fe (NO3) 3.9H2O) được hòa tan một cách riêng biệt trong axit propionic nóng, khuấy dưới trào ngược, và thích nghi để có được giá trị mong muốn của x. Niken và propionic sắt giải pháp là hỗn hợp và bổ sung nhanh chóng các giải pháp lanthanum. Dung dịch thu được hỗn hợp trong 30 phút, hạt olivin trong phạm vi kích thước từ 250? M và 600? M đã được thêm vào các giải pháp và ngâm tẩm. Các dung môi dư thừa (axit propionic) đã từ từ bốc hơi trong chân không (0,1 atm) ở 60 ° C. Sự hỗ trợ để ngâm tẩm được sấy khô ở 120 ° C và sau đó nung dưới không khí (trong vòng 4 giờ ở nhiệt độ 800 ° C). Các perovskite chiếm 4,5% tổng trọng lượng hạt, như được đưa ra bởi các phân tích nguyên tố. Hình 1 cho thấy một so sánh các đường cong TPR của LaNi0.3Fe0.7O3 ngâm tẩm vào olivin uncalcined với điều đó của bản thân olivin. Ba đỉnh giảm được phân biệt cho các hệ thống La-Ni-Fe / olivin, ở 340 ° C, 550 ° C và 880 ° C. Đó là ở mức nhiệt độ trung gian (550 ° C) tương ứng rõ ràng đến đỉnh giảm trưng bày của olivin (630 ° C), và khoảng cách nhiệt độ giữa hai có thể liên quan đến tác động của Ni vào cấu trúc olivin. Các đỉnh nhỏ ở 340 ° C có thể là liên quan đến việc giảm niken oxit để tạo thành các hạt Ni miễn phí, hoặc với một mất oxy của cơ cấu. Đỉnh tại 880 ° C là tương tự như gặp phải trong việc giảm các dung dịch rắn LaNi0.3Fe0.7O3 và dẫn đến niken kim loại; một số phân tử kim loại có thể được tạo ra cũng bởi cấu trúc olivin tạo thành một hợp kim Ni-Fe.