Sorptiotehostettu biomassan kaasutus
Kouvo, Jere (2018)
Kandidaatintyö
2018
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201901182553
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201901182553
Tiivistelmä
Kandidaatintyössä käsitellään sorptiotehostettua kaasutusta. Sorptiotehostettu kaasutusteknologia perustuu hiilidioksidin kaappaamiseen kaasuttimesta petimateriaalin avulla, mikä kääntää kaasutusreaktion reaktiotasapainoa vetyrikkaamman tuotekaasun suuntaan.
Työssä käydään läpi sorptiotehostetun kaasutusprosessin fysikaalista ja kemiallista perustaa. Lisäksi esitellään ja vertaillaan erilaisia tutkittuja sorptiotehostettuja kaasutusprosesseja ja esitetään prosessien tärkeimpiä parametreja, tutkimustuloksia ja etuja sekä haittoja muihin prosesseihin verrattuna. Viimeiseksi kartoitetaan kaasutettavan aineen ominaisuuksien vaikutuksia prosessiin.
Kaasutettavan aineen tulisi olla hyvin reaktiivista sorptiotehostetulle kaasutukselle ominaisen matalamman kaasutuslämpötilan vuoksi. Useat biomassat sopivat tähän koostumuksensa ja korkean haihtuvien kaasujen pitoisuutensa vuoksi. Biomassan kaasuttamisesta tuotekaasuun syntyy usein enemmän tervoja fossiilisen hiilen kaasuttamiseen nähden, mutta sorptiotehostetun kaasutuksen petimateriaali toimii hiilidioksidin kaappauksen lisäksi katalyyttinä tervojen hajoamiselle mikä vähentää niiden osuutta tuotekaasussa merkittävästi.
Työssä käydään läpi sorptiotehostetun kaasutusprosessin fysikaalista ja kemiallista perustaa. Lisäksi esitellään ja vertaillaan erilaisia tutkittuja sorptiotehostettuja kaasutusprosesseja ja esitetään prosessien tärkeimpiä parametreja, tutkimustuloksia ja etuja sekä haittoja muihin prosesseihin verrattuna. Viimeiseksi kartoitetaan kaasutettavan aineen ominaisuuksien vaikutuksia prosessiin.
Kaasutettavan aineen tulisi olla hyvin reaktiivista sorptiotehostetulle kaasutukselle ominaisen matalamman kaasutuslämpötilan vuoksi. Useat biomassat sopivat tähän koostumuksensa ja korkean haihtuvien kaasujen pitoisuutensa vuoksi. Biomassan kaasuttamisesta tuotekaasuun syntyy usein enemmän tervoja fossiilisen hiilen kaasuttamiseen nähden, mutta sorptiotehostetun kaasutuksen petimateriaali toimii hiilidioksidin kaappauksen lisäksi katalyyttinä tervojen hajoamiselle mikä vähentää niiden osuutta tuotekaasussa merkittävästi.