Tervapitoisen kaasutuskaasun puhdistus katalyyttien avulla

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Kotimaisten polttoaineiden (turve, puu) kaasutuksessa muodostuvan, tervaa epäpuhtautena sisältävän kaasun käyttömahdollisuuksia voidaan laajentaa puhdistamalla kaasu katalyyttien avulla korkeassa lämpötilassa. Tutkimuksessa vertailtiin tervan katalyyttiseen hajottamiseen sopivia materiaaleja ja haettiin niille sopivia käyttöolosuhteita käyttäen tehdasmitan kaasutusprosessista saatavaa näytekaasuvirtaa. Koelaitteena oli putkireaktori, johon imettiin näytekaasuvirta palaturvetta polttoaineena käyttävästä vastavirtakaasuttimesta. Kaasun tervapitoisuus oli n. 100 g/m3n. Krakkauslämpötila oli 700-900 °C ja kaasun viipymäaika katalyyttipatjassa 0,1-0,5 s. Tutkittujen patjamateriaalien kyky hajottaa tervaa aleni järjestyksessä: nikkelikatalyytti > kalkkikivet > aktivoitu alumiinioksidi > alumiinisilikaatti > inertit. Katalyytin tärkeimmäksi ominaisuudeksi oletettiin tervojen termisen krakkauksen välituotteiden, kuten kevyiden hiilivetyjen ja hiilen, ja vesihöyryn välisen reaktion katalysointi. Krakkausreaktioissa muodostui kaasuja (H2, Co, CO2), kevyitä hiilivetyjä (CH4, C2H4) ja termisesti krakkautunutta tervaa. Krakatun kaasun vety-hiilimonoksidisuhde (H2-CO) suureni katalyytin aktiivisuuden kasvaessa. Krakkauslämpötilan nosto ja viipymäajan pidentäminen alensivat krakatun kaasun tervapitoisuutta. Lämpötilan ollessa 900 °C ja viipymäajan n. 0,3 s tervat ja keveät hiilivedyt hajosivat kaasuiksi lähes kokonaan nikkelikatalyyttiä käytettäessä. Kalkkikivillä ja alumiinioksidilla tervat hajosivat lähes yhtä täydellisesti, mutta kevyiden hiilivetyjen konversio oli nikkelillä havaittua pienempi. Polttoaineen (ja tuotekaasun) vesipitoisuuden suureneminen näytti pienentävän tervapitoisuutta ja suurentavan H2-CO -suhdetta erityisesti nikkelikatalyytillä. Tulokset tarkistettiin laskemalla kokonaisaine- ja alkuainetaseet (C, H, 0). Taseet täsmäsivät mitatuilla arvoilla melko hyvin käytettäessä inerttiä materiaalia. Nikkelikatalyytillä taseet täsmäsivät mitattua suuremmilla raakakaasun tervapitoisuusarvoilla ja otettaessa huomioon krakkauksessa reagoineen veden määrä.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages148
ISBN (Print)951-38-3523-5
Publication statusPublished - 1989
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number640
ISSN0358-5077

Fingerprint

catalysts
carbon dioxide
gases

Keywords

  • gases
  • purification
  • tar
  • catalysis
  • gasification

Cite this

Simell, P. (1989). Tervapitoisen kaasutuskaasun puhdistus katalyyttien avulla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 640
Simell, Pekka. / Tervapitoisen kaasutuskaasun puhdistus katalyyttien avulla. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 148 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 640).
@book{4d8ed7472cef45e3927543466c6e29f1,
title = "Tervapitoisen kaasutuskaasun puhdistus katalyyttien avulla",
abstract = "Kotimaisten polttoaineiden (turve, puu) kaasutuksessa muodostuvan, tervaa ep{\"a}puhtautena sis{\"a}lt{\"a}v{\"a}n kaasun k{\"a}ytt{\"o}mahdollisuuksia voidaan laajentaa puhdistamalla kaasu katalyyttien avulla korkeassa l{\"a}mp{\"o}tilassa. Tutkimuksessa vertailtiin tervan katalyyttiseen hajottamiseen sopivia materiaaleja ja haettiin niille sopivia k{\"a}ytt{\"o}olosuhteita k{\"a}ytt{\"a}en tehdasmitan kaasutusprosessista saatavaa n{\"a}ytekaasuvirtaa. Koelaitteena oli putkireaktori, johon imettiin n{\"a}ytekaasuvirta palaturvetta polttoaineena k{\"a}ytt{\"a}v{\"a}st{\"a} vastavirtakaasuttimesta. Kaasun tervapitoisuus oli n. 100 g/m3n. Krakkausl{\"a}mp{\"o}tila oli 700-900 °C ja kaasun viipym{\"a}aika katalyyttipatjassa 0,1-0,5 s. Tutkittujen patjamateriaalien kyky hajottaa tervaa aleni j{\"a}rjestyksess{\"a}: nikkelikatalyytti > kalkkikivet > aktivoitu alumiinioksidi > alumiinisilikaatti > inertit. Katalyytin t{\"a}rkeimm{\"a}ksi ominaisuudeksi oletettiin tervojen termisen krakkauksen v{\"a}lituotteiden, kuten kevyiden hiilivetyjen ja hiilen, ja vesih{\"o}yryn v{\"a}lisen reaktion katalysointi. Krakkausreaktioissa muodostui kaasuja (H2, Co, CO2), kevyit{\"a} hiilivetyj{\"a} (CH4, C2H4) ja termisesti krakkautunutta tervaa. Krakatun kaasun vety-hiilimonoksidisuhde (H2-CO) suureni katalyytin aktiivisuuden kasvaessa. Krakkausl{\"a}mp{\"o}tilan nosto ja viipym{\"a}ajan pident{\"a}minen alensivat krakatun kaasun tervapitoisuutta. L{\"a}mp{\"o}tilan ollessa 900 °C ja viipym{\"a}ajan n. 0,3 s tervat ja keve{\"a}t hiilivedyt hajosivat kaasuiksi l{\"a}hes kokonaan nikkelikatalyytti{\"a} k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a}. Kalkkikivill{\"a} ja alumiinioksidilla tervat hajosivat l{\"a}hes yht{\"a} t{\"a}ydellisesti, mutta kevyiden hiilivetyjen konversio oli nikkelill{\"a} havaittua pienempi. Polttoaineen (ja tuotekaasun) vesipitoisuuden suureneminen n{\"a}ytti pienent{\"a}v{\"a}n tervapitoisuutta ja suurentavan H2-CO -suhdetta erityisesti nikkelikatalyytill{\"a}. Tulokset tarkistettiin laskemalla kokonaisaine- ja alkuainetaseet (C, H, 0). Taseet t{\"a}sm{\"a}siv{\"a}t mitatuilla arvoilla melko hyvin k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} inertti{\"a} materiaalia. Nikkelikatalyytill{\"a} taseet t{\"a}sm{\"a}siv{\"a}t mitattua suuremmilla raakakaasun tervapitoisuusarvoilla ja otettaessa huomioon krakkauksessa reagoineen veden m{\"a}{\"a}r{\"a}.",
keywords = "gases, purification, tar, catalysis, gasification",
author = "Pekka Simell",
year = "1989",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3523-5",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "640",
address = "Finland",

}

Simell, P 1989, Tervapitoisen kaasutuskaasun puhdistus katalyyttien avulla. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 640, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Tervapitoisen kaasutuskaasun puhdistus katalyyttien avulla. / Simell, Pekka.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 148 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 640).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Tervapitoisen kaasutuskaasun puhdistus katalyyttien avulla

AU - Simell, Pekka

PY - 1989

Y1 - 1989

N2 - Kotimaisten polttoaineiden (turve, puu) kaasutuksessa muodostuvan, tervaa epäpuhtautena sisältävän kaasun käyttömahdollisuuksia voidaan laajentaa puhdistamalla kaasu katalyyttien avulla korkeassa lämpötilassa. Tutkimuksessa vertailtiin tervan katalyyttiseen hajottamiseen sopivia materiaaleja ja haettiin niille sopivia käyttöolosuhteita käyttäen tehdasmitan kaasutusprosessista saatavaa näytekaasuvirtaa. Koelaitteena oli putkireaktori, johon imettiin näytekaasuvirta palaturvetta polttoaineena käyttävästä vastavirtakaasuttimesta. Kaasun tervapitoisuus oli n. 100 g/m3n. Krakkauslämpötila oli 700-900 °C ja kaasun viipymäaika katalyyttipatjassa 0,1-0,5 s. Tutkittujen patjamateriaalien kyky hajottaa tervaa aleni järjestyksessä: nikkelikatalyytti > kalkkikivet > aktivoitu alumiinioksidi > alumiinisilikaatti > inertit. Katalyytin tärkeimmäksi ominaisuudeksi oletettiin tervojen termisen krakkauksen välituotteiden, kuten kevyiden hiilivetyjen ja hiilen, ja vesihöyryn välisen reaktion katalysointi. Krakkausreaktioissa muodostui kaasuja (H2, Co, CO2), kevyitä hiilivetyjä (CH4, C2H4) ja termisesti krakkautunutta tervaa. Krakatun kaasun vety-hiilimonoksidisuhde (H2-CO) suureni katalyytin aktiivisuuden kasvaessa. Krakkauslämpötilan nosto ja viipymäajan pidentäminen alensivat krakatun kaasun tervapitoisuutta. Lämpötilan ollessa 900 °C ja viipymäajan n. 0,3 s tervat ja keveät hiilivedyt hajosivat kaasuiksi lähes kokonaan nikkelikatalyyttiä käytettäessä. Kalkkikivillä ja alumiinioksidilla tervat hajosivat lähes yhtä täydellisesti, mutta kevyiden hiilivetyjen konversio oli nikkelillä havaittua pienempi. Polttoaineen (ja tuotekaasun) vesipitoisuuden suureneminen näytti pienentävän tervapitoisuutta ja suurentavan H2-CO -suhdetta erityisesti nikkelikatalyytillä. Tulokset tarkistettiin laskemalla kokonaisaine- ja alkuainetaseet (C, H, 0). Taseet täsmäsivät mitatuilla arvoilla melko hyvin käytettäessä inerttiä materiaalia. Nikkelikatalyytillä taseet täsmäsivät mitattua suuremmilla raakakaasun tervapitoisuusarvoilla ja otettaessa huomioon krakkauksessa reagoineen veden määrä.

AB - Kotimaisten polttoaineiden (turve, puu) kaasutuksessa muodostuvan, tervaa epäpuhtautena sisältävän kaasun käyttömahdollisuuksia voidaan laajentaa puhdistamalla kaasu katalyyttien avulla korkeassa lämpötilassa. Tutkimuksessa vertailtiin tervan katalyyttiseen hajottamiseen sopivia materiaaleja ja haettiin niille sopivia käyttöolosuhteita käyttäen tehdasmitan kaasutusprosessista saatavaa näytekaasuvirtaa. Koelaitteena oli putkireaktori, johon imettiin näytekaasuvirta palaturvetta polttoaineena käyttävästä vastavirtakaasuttimesta. Kaasun tervapitoisuus oli n. 100 g/m3n. Krakkauslämpötila oli 700-900 °C ja kaasun viipymäaika katalyyttipatjassa 0,1-0,5 s. Tutkittujen patjamateriaalien kyky hajottaa tervaa aleni järjestyksessä: nikkelikatalyytti > kalkkikivet > aktivoitu alumiinioksidi > alumiinisilikaatti > inertit. Katalyytin tärkeimmäksi ominaisuudeksi oletettiin tervojen termisen krakkauksen välituotteiden, kuten kevyiden hiilivetyjen ja hiilen, ja vesihöyryn välisen reaktion katalysointi. Krakkausreaktioissa muodostui kaasuja (H2, Co, CO2), kevyitä hiilivetyjä (CH4, C2H4) ja termisesti krakkautunutta tervaa. Krakatun kaasun vety-hiilimonoksidisuhde (H2-CO) suureni katalyytin aktiivisuuden kasvaessa. Krakkauslämpötilan nosto ja viipymäajan pidentäminen alensivat krakatun kaasun tervapitoisuutta. Lämpötilan ollessa 900 °C ja viipymäajan n. 0,3 s tervat ja keveät hiilivedyt hajosivat kaasuiksi lähes kokonaan nikkelikatalyyttiä käytettäessä. Kalkkikivillä ja alumiinioksidilla tervat hajosivat lähes yhtä täydellisesti, mutta kevyiden hiilivetyjen konversio oli nikkelillä havaittua pienempi. Polttoaineen (ja tuotekaasun) vesipitoisuuden suureneminen näytti pienentävän tervapitoisuutta ja suurentavan H2-CO -suhdetta erityisesti nikkelikatalyytillä. Tulokset tarkistettiin laskemalla kokonaisaine- ja alkuainetaseet (C, H, 0). Taseet täsmäsivät mitatuilla arvoilla melko hyvin käytettäessä inerttiä materiaalia. Nikkelikatalyytillä taseet täsmäsivät mitattua suuremmilla raakakaasun tervapitoisuusarvoilla ja otettaessa huomioon krakkauksessa reagoineen veden määrä.

KW - gases

KW - purification

KW - tar

KW - catalysis

KW - gasification

M3 - Report

SN - 951-38-3523-5

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Tervapitoisen kaasutuskaasun puhdistus katalyyttien avulla

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Simell P. Tervapitoisen kaasutuskaasun puhdistus katalyyttien avulla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 148 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 640).