Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Application of sorption-enhanced catalysis to ethanol reforming
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Användning av katalys förbättrad med sorption för etanolreformering (Swedish)
Abstract [en]

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.

Abstract [sv]

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.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 71 p.
Keyword [en]
Catalysis, adsorption, Li4SiO4, CaO, Ethanol reforming
National Category
Chemical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-180553OAI: oai:DiVA.org:kth-180553DiVA: diva2:895301
Available from: 2016-01-18 Created: 2016-01-18 Last updated: 2016-01-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(17317 kB)160 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 17317 kBChecksum SHA-512
e02aed9a343ec4785df66123f879fbff0ff9ee219efb7353dd2b66a46c31a8a0e54069cb1d8151cbc57e8253f23fa80005eb2f7bd43f52909769da4ed7d0fd32
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Chemical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 160 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 143 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf