Användning av katalys förbättrad med sorption för etanolreformering

Lithium orthosilicate (Li4SiO4) is known to be a high temperature CO2 capture material. This work was focused on comparing Li4SiO4 to the extensively studied CaO as an adsorbent in sorption enhanced catalysis. Thermogravimetric analysis was used to study the effects of sorption temperature and compaction on Li4SiO4 using 15vol% CO2 in N2. After 2 hours of CO2 adsorption at 550°C the powder reached 35wt% uptake of CO2, corresponding to 93.6% of maximum efficiency and complete regeneration was possible at 700°C. Pressing Li4SiO4 to granular forms greatly decreased CO2 adsorption rates. Efforts to impregnate -Al2O3 with the suspended SiO2 solution from aqueous based sol-gel synthesis to produce nanodispersed Li4SiO4 failed due to the inability to form the targeted Li4SiO4 complex. X-ray diffraction analysis indicated the formation of the gel is crucial for the formation of the crystalline Li4SiO4 phase. A microreactor was used to study the steam reforming of ethanol over a series of 1% Pt on -Al2O3 catalyst composite impregnated over a range of nanodispersed CaO loading at S/C=1.5 in dilution. At 400°C enhancement could be observed with the presence of CaO sorbent compared to only 1% Pt/Al2O3. However, production quickly diminished due to high carbon deposition. For 1% Pt/Al2O3 tested at 400°C, ethylene production was 5 times higher than for hydrogen. Above 550°C the ethylene production was reduced to 0.18vol% and gas production stability was greatly improved for 1% Pt/Al2O3 and even more so with the addition of impregnated CaO sorbent. Hydrogen yields from homogeneous mixtures of 1%Pt/Al2O3 with Li4SiO4 powder in a microreactor were about 20% higher than those achievable of the same mixture with CaO powder. However, the composite 1%Pt/Al2O3 with 7.02wt% dispersed CaO gave 100% higher hydrogen production under similar conditions despite Li4SiO4 being a superior carbon capture material.Litiumortosilikat (Li4SiO4) är ett känt CO2 adsorptionsmaterial vid höga temperaturer. Fokuset i detta arbete var att jämföra Li4SiO4 med det välstuderade CaO som adsorbent i adsorptionsförbättrad katalys. Termogravimetrisk analys användes för att studera effekten av temperatur och kompaktering på Li4SiO4 med 15vol% CO2 i balanserad N2. Efter 2 timmars CO2 adsorption vid 550°C hade pulvret nått 35vikt% ökning av CO2, vilket korresponderar till 93.6% av den maximala verkningsgraden. Dessutom var fullständig regenerering möjlig vid 700°C. Pressad Li4SiO4 i grynig form sänkte CO2 adsorptionshastigheten signifikant. Försök att impregnera -Al2O3 med suspenderad SiO2 från en vattenbaserad sol-gel metod för att bilda nanodispergerad Li4SiO4 misslyckades på grund av oförmågan att bilda önskade Li4SiO4 komplex. Röntgendiffraktions analys tydde på att bildningen av gelen var avgörande för bildningen av en kristallin Li4SiO4 fas. En mikroreaktor användes för att studera ångreformeringen av etanol hos 1% Pt på - Al2O3 katalysator komposit impregnerad med ett varierande tillskott av nanodispergerad CaO i utspädd S/C=1.5. Vid 400°C kunde en förbättring observeras då CaO var närvarande jämfört med endast 1% Pt/Al2O3. Dock minskade gasproduktionen kraftigt på grund av hög koksning. Tester på 1% Pt/Al2O3 vid 400°C visade att eten produktionen var 5 gånger högre än för vätgasproduktionen. Över 550°C sjunkte eten produktionen till 0.18vol% och gas produktionsstabiliteten förbättrades signifikant för 1% Pt/Al2O3 och även bättre i närvaro av nanodispergerad CaO. Vätgasutbytet från en homogen blandning av 1% Pt/Al2O3 med Li4SiO4 pulver i en mikroreaktor var 20% högre än det som åstadkoms för samma blandning med med CaO pulver. Dock visade 1%Pt/Al2O3 med 7.02vikt% dispergerad CaO 100% högre vätgasproduktion under liknande förhållanden trots att Li4SiO4 är en överlägsen koluppfångar material