Ammoniakin selektiivinen hapetuskatalyytti

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2007

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Teknillinen kemia

Mcode

Kem-40

Degree programme

Language

fi

Pages

viii + 99 s. + liitt. 12

Series

Abstract

Diplomityön kirjallisuusosassa perehdyttiin ammoniakin selektiiviseen katalyyttiseen hapetukseen (SCO) viime vuosina kehitettyihin katalyytteihin. Työssä selvitettiin eri metallikatalyyteillä saavutettu ammoniakin konversio ja selektiivisyys laajalla lämpötila- ja painealueella. Kirjallisuusosan pääpaino oli erilaisille kantajille valmistetuissa kuparikatalyyteissä, mutta myös nikkeli-, rauta-, mangaani- sekä jalometallikatalyyttien aktiivisuus kartoitettiin. Tutkimus liittyi kaasutuskaasun katalyyttiseen puhdistukseen sitä energianlähteenään käyttävissä kombivoimalaitoksissa (IGCC). Kokeellisessa osassa selvitettiin ammoniakin poikkeavuus ideaalikaasusta ja estimoitiin laskennallisesti kompressibiliteettikertoimen arvot lämpötila- ja painealueella 200-1000 °C ja 1-30 bar. Lisäksi laskettiin ammoniakin termodynaamiset tasapainopitoisuudet ja -konversiot kaasutuskaasuseoksessa kyseisissä olosuhteissa. Työssä tutkittiin kaupallisten kuparikatalyyttien aktiivisuutta ammoniakin selektiivisessä hapetuksessa simuloidulla kaasutuskaasuseoksella, joka sisälsi ammoniakkia 4380 ppm. Katalyyttinäytteistä osa oli monoliittikennomuodossa ja osa pelletteinä. Kennokatalyyttien aktiivisuusmittaukset suoritettiin sekä ilmanpaineessa että korkeassa 10 bar paineessa. Pellettikatalyyttien aktiivisuutta tutkittiin vain ilmanpaineessa. Mittaukset suoritettiin kiinteäpatjareaktorilla lämpötilavälillä 300-600 °C. Tutkittujen kuparikatalyyttinäytteiden aktiivisuus ammoniakin hapetuksessa vaihteli huomattavasti. Parhailla kennokatalyyteillä saavutettiin ammoniakille ilmanpaineessa yli 70 %:n konversio hyvällä selektiivisyydellä. Korkeassa 10 bar:n paineessa konversiot olivat yleisesti alle 30 %. Pellettikatalyyteillä saavutettiin ammoniakin konversioksi yli 80 %. Vedyn ja hiilimonoksidin konversioiden havaittiin kuitenkin olevan korkeita kaikilla tutkituilla kuparikatalyyteillä. Tämä laskee kaasun polttoarvoa ja siten haittaa merkittävästi sen voimalaitoskäyttöä.

Description

Supervisor

Krause, Outi

Thesis advisor

Reinikainen, Matti
Simell, Pekka

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120553614

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK