La gazéification des déchets solides municipaux (DSM) avec l'utilisation ultérieure de gaz de synthèse dans les moteurs à gaz/turbines et les piles à combustible à oxyde solide peut augmenter considérablement la production d'énergie des installations de valorisation énergétique des déchets et optimiser l'utilisation des déchets en tant que ressources énergétiques durables. Cependant, la purification du gaz de synthèse pour éliminer les impuretés multiples telles que les particules, le goudron, le HCl, les chlorures alcalins et les espèces soufrées est nécessaire. Cette étude étudie la faisabilité de la purification à haute température du gaz de synthèse issu de la gazéification des DSM en mettant l'accent sur le reformage catalytique du goudron et la désulfuration. Le gaz de synthèse produit à partir d'un gazéificateur à lit fixe à courant descendant est purifié par un système à plusieurs étages. Le système comprend un reformeur de goudron catalytique à lit fluidisé, un filtre pour les particules et un réacteur à lit fixe pour la déchloration puis la désulfuration avec une cascade globale vers le bas des températures de fonctionnement dans tout le système. Un nouveau catalyseur au nickel nanostructuré supporté sur alumine et un sorbant de désulfuration Ni-Zn régénérable chargé sur nid d'abeilles sont synthétisés. Des méthodes complémentaires d'échantillonnage et d'analyse sont appliquées pour quantifier les impuretés et déterminer leur répartition à différents stades. Les résultats de modélisation expérimentale et thermodynamique sont comparés pour déterminer les contraintes cinétiques dans le système intégré. Le système de purification à chaud démontre jusqu'à 90 % d'efficacité d'élimination du goudron et du soufre, une augmentation du rendement total du gaz de synthèse (14 %) et une amélioration de l'efficacité du gaz froid (12 %). Le gaz de synthèse traité est potentiellement applicable dans les moteurs/turbines à gaz et les piles à combustible à oxyde solide en fonction des points de rosée et des limites de concentration des composés de goudron restants. Le reformage du gaz de synthèse brut par catalyseur au nickel pendant plus de 20 h en flux montre une forte résistance à la désactivation. La désulfuration du gaz de synthèse provenant de la gazéification des DSM contenant une proportion significativement plus élevée de sulfure de carbonyle que de sulfure d'hydrogène, des traces de goudron et de chlorure d'hydrogène démontre une haute performance des sorbants Ni-Zn.

La gasificación de residuos sólidos municipales (RSU) con la posterior utilización de gas de síntesis en motores/turbinas de gas y pilas de combustible de óxido sólido puede aumentar sustancialmente la generación de energía de las instalaciones de conversión de residuos en energía y optimizar la utilización de residuos como recursos energéticos sostenibles. Sin embargo, se requiere la purificación del gas de síntesis para eliminar múltiples impurezas como partículas, alquitrán, HCl, cloruros alcalinos y especies de azufre. Este estudio investiga la viabilidad de la purificación a alta temperatura del gas de síntesis de la gasificación de RSU con el enfoque en la reforma catalítica del alquitrán y la desulfuración. El gas de síntesis producido a partir de un gasificador de lecho fijo de corriente descendente se purifica mediante un sistema de múltiples etapas. El sistema comprende un reformador de alquitrán catalítico de lecho fluidizado, un filtro para partículas y un reactor de lecho fijo para la decloración y luego la desulfuración con una cascada descendente general de las temperaturas de operación en todo el sistema. Se sintetizan nuevos catalizadores de níquel nanoestructurados soportados sobre alúmina y sorbente de desulfuración de Ni-Zn regenerable cargado en panal. Se aplican métodos complementarios de muestreo y análisis para cuantificar las impurezas y determinar su distribución en diferentes etapas. Los resultados del modelado experimental y termodinámico se comparan para determinar las restricciones cinéticas en el sistema integrado. El sistema de purificación en caliente demuestra hasta un 90% de eficiencia en la eliminación de alquitrán y azufre, aumento del rendimiento total de gas de síntesis (14%) y mejora de la eficiencia del gas frío (12%). El gas de síntesis tratado es potencialmente aplicable en motores/turbinas de gas y pilas de combustible de óxido sólido en función de los puntos de rocío y los límites de concentración de los compuestos de alquitrán restantes. El reformado del gas de síntesis bruto mediante catalizador de níquel durante más de 20 h en la corriente muestra una fuerte resistencia a la desactivación. La desulfuración del gas de síntesis de la gasificación de RSU que contiene una proporción significativamente mayor de sulfuro de carbonilo que de sulfuro de hidrógeno, trazas de alquitrán y cloruro de hidrógeno demuestra un alto rendimiento de los sorbentes de Ni-Zn.

Gasification of municipal solid waste (MSW) with subsequent utilization of syngas in gas engines/turbines and solid oxide fuel cells can substantially increase the power generation of waste-to-energy facilities and optimize the utilization of wastes as a sustainable energy resources. However, purification of syngas to remove multiple impurities such as particulates, tar, HCl, alkali chlorides and sulfur species is required. This study investigates the feasibility of high temperature purification of syngas from MSW gasification with the focus on catalytic tar reforming and desulfurization. Syngas produced from a downdraft fixed-bed gasifier is purified by a multi-stage system. The system comprises of a fluidized-bed catalytic tar reformer, a filter for particulates and a fixed-bed reactor for dechlorination and then desulfurization with overall downward cascading of the operating temperatures throughout the system. Novel nano-structured nickel catalyst supported on alumina and regenerable Ni-Zn desulfurization sorbent loaded on honeycomb are synthesized. Complementary sampling and analysis methods are applied to quantify the impurities and determine their distribution at different stages. Experimental and thermodynamic modeling results are compared to determine the kinetic constraints in the integrated system. The hot purification system demonstrates up to 90% of tar and sulfur removal efficiency, increased total syngas yield (14%) and improved cold gas efficiency (12%). The treated syngas is potentially applicable in gas engines/turbines and solid oxide fuel cells based on the dew points and concentration limits of the remaining tar compounds. Reforming of raw syngas by nickel catalyst for over 20 h on stream shows strong resistance to deactivation. Desulfurization of syngas from MSW gasification containing significantly higher proportion of carbonyl sulfide than hydrogen sulfide, traces of tar and hydrogen chloride demonstrates high performance of Ni-Zn sorbents.

يمكن أن يؤدي تغويز النفايات الصلبة البلدية (MSW) مع الاستخدام اللاحق للغاز الاصطناعي في محركات/توربينات الغاز وخلايا وقود الأكسيد الصلب إلى زيادة كبيرة في توليد الطاقة لمرافق تحويل النفايات إلى طاقة وتحسين استخدام النفايات كمصادر طاقة مستدامة. ومع ذلك، يلزم تنقية غاز التخليق لإزالة الشوائب المتعددة مثل الجسيمات والقطران و HCl والكلوريدات القلوية وأنواع الكبريت. تبحث هذه الدراسة في جدوى تنقية الغاز الاصطناعي بدرجة حرارة عالية من تغويز النفايات الصلبة البلدية مع التركيز على إصلاح القطران التحفيزي وإزالة الكبريت. يتم تنقية الغاز المركب المنتج من جهاز التغويز ذو الطبقة الثابتة بنظام متعدد المراحل. يتكون النظام من مصلح القار الحفاز ذو الطبقة المميعة، ومرشح للجسيمات ومفاعل ذو طبقة ثابتة لإزالة الكلور ثم إزالة الكبريت مع التسلسل الهابط الكلي لدرجات حرارة التشغيل في جميع أنحاء النظام. يتم تصنيع محفز النيكل الجديد ذو البنية النانوية المدعوم بالألومينا والمواد الماصة القابلة للتجديد لإزالة الكبريت من Ni - Zn المحملة على قرص العسل. يتم تطبيق طرق أخذ العينات والتحليل التكميلية لتحديد كمية الشوائب وتحديد توزيعها في مراحل مختلفة. تتم مقارنة نتائج النمذجة التجريبية والديناميكية الحرارية لتحديد القيود الحركية في النظام المتكامل. يوضح نظام التنقية الساخنة ما يصل إلى 90 ٪ من كفاءة إزالة القطران والكبريت، وزيادة إجمالي إنتاج غاز التخليق (14 ٪) وتحسين كفاءة الغاز البارد (12 ٪). من المحتمل أن يكون غاز التخليق المعالج قابلاً للتطبيق في محركات/توربينات الغاز وخلايا وقود الأكسيد الصلب بناءً على نقاط الندى وحدود تركيز مركبات القار المتبقية. يُظهر إصلاح غاز التخليق الخام بواسطة محفز النيكل لأكثر من 20 ساعة على التيار مقاومة قوية للتعطيل. إن إزالة الكبريت من غاز التخليق من تغويز النفايات الصلبة البلدية الذي يحتوي على نسبة أعلى بكثير من كبريتيد الكربونيل من كبريتيد الهيدروجين، وآثار القطران وكلوريد الهيدروجين توضح الأداء العالي للمواد الماصة Ni - Zn.