Experimental And Kinetic Study On Co2 Catalytic Gasification Of Biomass Char Using Conventional And Microwave Heating - Amiri, Pooya Lahijani (2014)
Penyiasatan terhadap aspek asas proses penggasan telah menunjukan bahawa kadar penggasan arang, sebagai langkah menghadkan kadar semasa penggasan bahan karbon, memainkan peranan yang penting dalam prestasi keseluruhan penggasan. Projek ini menerokai kaedah untuk memudahkan penggasan CO2 arang dan meningkatkan kereaktifan arang semasa tindak balas penggasan. Dalam kerja ini, kulit buah kelapa sawit (OPS) dan tempurung pistachio (PNS) telah digunakan untuk menghasilkan arang untuk penggasan CO2. Ujikaji awal penggasan CO2 telah dijalankan pada keadaan isoterma dalam penganalisis Termogravimetri (TGA). Pengaruh pemangkin logam pada kereaktifan penggasan CO2 arang dikaji. Pemangkin yang digunakan adalah (a) jenis besi (FeCl3, Fe(NO3)3 dan Fe2(SO4)3) dicampur pada arang OPS, (b) logam nitrat (KNO3, NaNO3, Ca(NO3)2, Mg (NO3)2) dan Fe(NO3)3) dicampur pada arang PNS, dan (c) abu tandan kosong kelapa sawit (EFB-abu), sebagai pemangkin semula jadi yang kaya dengan kalium, dicampur pada arang OPS. Keputusan kajian penggasan bermangkin mendedahkan bahawa aktiviti pemangkin tertumpu ditumpukan kepada 5% berat Fe(NO3)3-OPS, 5% berat NaNO3-PNS dan 10% berat campuran EFB-abu dan arang OPS. Beberapa model kinetik termasuk model teras mengecut (SCM), model fungsi pengedaran normal (NDM), model liang rawak (RPM) dan model liang rawak terubahsuai (MRPM) telah digunakan untuk menggambarkan kadar tindakbalas penggasan dan tenaga pengaktifan di samping menentukan parameter kinetik yang lain. Keputusan daripada lengkung Arrhenius menunjukkan, tenaga pengaktifan untuk arang OPS dan PNS tanpa pemangkin yang diperoleh, masing-masing adalah 269 dan 206 kJ/mol. Tenaga pengaktifan Fe(NO3)3-OPS, NaNO3-PNS dan campuran EFB-abu dan arang OPS char masing-masing adalah 216, 152 dan 160 kJ/mol, menandakan kesan penggunaan pemangkin dalam meningkatkan kereaktifan arang. Berdasarkan kepada hasil eksperimen penggasan dalam TGA dan kajian kinetik, penggasan CO2 OPS menggunakan arang dan PNS telah dikaji menggunakan sinaran gelombang mikro. Sistem pemanasan gelombang mikro telah dibangunkan dengan mempertimbangkan pengaruh pelbagai parameter termasuk saiz zarah arang, suhu penggasan dan kadar aliran gas serta pemangkin terhadap perubahan CO2 dan evolusi CO. Pembuktian ciri-ciri utama sistem pemanasan gelombang mikro, telah dijalankan menggunakan eksperimen yang serupa pada keadaan tertentu di bawah relau pemanasan elektrik konvensional dan keputusan telah dibandingkan. Nilai tenaga pengaktifan untuk tindak balas penggasan gelombang mikro adalah jauh lebih daripada pemanasan konvensional. Nilai tenaga pengaktifan 36, 47, 74 dan 249 kJ/mol masing-masing diperolehi bagi penggasan gelombang mikro Fe(NO3)3-OPS, campuran EFB-abu dan OPS, arang OPS tulen dan penggasan terma arang OPS. Tenaga pengaktifan untuk gelombang mikro penggasan NaNO3-PNS dan arang PNS tulen yang diperoleh adalah masing masing 27 dan 47 kJ/mol, manakala untuk penggasan terma arang PNS, nilainya adalah 184 kJ/mol. Percubaan untuk meningkatkan kualiti gas campuran menyerupai gas pengeluar daripada penggasan udara dan stim menggunakan arang PNS berpemangkin telah dilakukan. Hasilnya, HHV gas simulasi penggasan udara meningkat daripada purata 6.4-8.0 MJ/m3 kepada 7.6-10.4 MJ/m3 dalam gas simulasi penggasan wap. ________________________________________________________________________________________________________________________