การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลที่มีเสถียรภาพสำหรับการแตกตัวน้ำมันทาร์ในแกซิฟิเคชันด้วยไอน้ำของชีวมวล

Development of stable nickel based catalysts for tar cracking in steam gasification of biomass

Name: สมฤทัย ขุนโสภา

ThaSH: นิกเกิล

ThaSH: น้ำมันทาร์

ThaSH: ชีวมวล

Abstract: งานวิจัยนี้ ศึกษา และพัฒนาเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลสำหรับการแตกตัวน้ำมันทาร์ในกระบวนการแกซิฟิเคชันของชีวมวลด้วยไอน้ำในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่ง โดยชีวมวลที่นำมาศึกษา คือ แกลบ ตัวแปรที่ทำการศึกษา คือ ชนิดของเบสออกไซด์ที่ใช้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยาอุณหภูมิในการแคลไซด์ตัวเร่งปฏิกิริยา และวิธีในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์แก๊สที่ได้นำมาวิเคราะห์องค์ประกอบด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ เพื่อศึกษาผลของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ผ่านการปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยเบสออกไซด์ต่อผลได้และองค์ประกอบของแก๊สผลิตภัณฑ์และผลิตภัณฑ์ทั้งหมด จากผลการทดลองพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล (Ni-based catalyst) ที่ผ่านการปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยแมกนีเซียม (Mg) และเตรียมด้วยวิธีเคลือบฝังตามลำดับ (sequential impregnation) ผ่านการแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 950 องศาเซลเซียส จะช่วยเร่งปฏิกิริยารีฟอร์มิงด้วยไอน้ำของมีเทนและปฏิกิริยาการแตกตัวของไฮโดรคาร์บอนและน้ำมันทาร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวยังมีเสถียรภาพสูงสำหรับการแตกตัวน้ำมันทาร์ เนื่องจากสามารถป้องกันการเกาะติดของคาร์บอนได้เป็นอย่างดีส่งผลให้ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่เกิดการเสื่อมสภาพ การเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเคลือบฝังตามลำดับจะส่งผลให้ตัวเร่งปฏิกิริยามีประสิทธิภาพในการทำงานมากกว่าการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเคลือบฝังร่วม (co-impregnation) เมื่อทำการเพิ่มอุณหภูมิการแคลไซน์ (calcination temperature) ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ผ่านการปรับปรุงประสิทธิภาพแล้ว พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาจะมีประสิทธิภาพในการทำงานเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งจะให้ผลตรงกันข้ามกับตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลที่ไม่ผ่านการปรับปรุงประสิทธิภาพ

Abstract: The main purpose of this research are to evaluate the performance of nickel/alumina catalysts modified by basic oxides on tar cracking and also to investigate the effect of calcination temperature and preparation method of catalysts on the catalytic activity and stability of the catalysts in steam gasification of biomass. Experiments were carried out using a drop tube fixed bed reactor. Rice husk was used as a biomass sample. Gas product was analyzed by gas chromatograph in order to observe the performance of modified catalysts activity in steam gasification of biomass on yield of gas product and its composition. From the experimental result, the nickel-based catalyst modified by magnesium, prepared by sequential impregnation method and calcined at 950 ℃, showed good catalytic activity and stability on tar cracking. This is contributable to MgAl2O4 layer in NiO-MgO/Al₂O₃ catalyst that can effectively suppress the phase transformation of Ni to NiAl₂O₄. The MgAl2O4 on the support of Ni catalysts contribute high catalytic activity with excellent stability under reaction conditions. The high sintering-resistance ability and low acidity of MgAl₂O₄ compared to γ-Al₂O₃ might be responsible for high activity and resistant to coking and sintering. Catalyst preparation by the sequential impregnation method was found to be more active than that prepared by the co-impregnation method. The calcinations temperature of 950 ℃ was found to be suitable for preparing Ni-catalysts with Mg and Ca additions, in term of catalyst performance in tar cracking.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สถาบันวิทยบริการ

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ประพันธ์ คูชลธารา

Role: ที่ปรึกษา

Name: เลอสรวง เมฆสุต

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2550

Modified: 2553-11-20

Issued: 2553-11-12

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีเทคนิค

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Somruthai_Ku.pdf	2.82 MB	114	2020-09-24 15:24:21

ใช้เวลา

0.043217 วินาที