化学ループ燃焼に用いるNiO/NiAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub>の性能およびミクロ構造変化に及ぼす再生条件の影響

BLAS Lucia; DORGE Sophie; MICHELIN Laure; DUTOURNIE Patrick; LAMBERT Arnold; CHICHE David; BERTHOLIN Stephane

文献

J-GLOBAL ID：201502265242896419 整理番号：15A0535449

化学ループ燃焼に用いるNiO/NiAl₂O₄の性能およびミクロ構造変化に及ぼす再生条件の影響

Influence of the regeneration conditions on the performances and the microstructure modifications of NiO/NiAl₂O₄ for chemical looping combustion

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資料名：
巻： 153 ページ： 284-293 発行年： 2015年08月01日
JST資料番号： C0023A ISSN： 0016-2361 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

本研究では,化学ループ燃焼(CLC)用途でCOを燃料としてNiO/NiAl₂O₄の性能の変化を検討した。CLCの再生条件をシミュレーションする固定床反応器で,酸化および還元を交互に繰り返し,酸素キャリア(OC)を調査した。運転温度の影響を調査したところ,バインダNiAl₂2O₄の反応によって全還元容量が温度と共に増加することが分かった。再生工程を低酸素濃度(5体積%)で実施した結果,再生繰り返しによる全還元容量の低下が抑制され,生成CO₂の純度が向上することが分かった。従って,再生工程を低酸素濃度で実施することによって酸素キャリアの寿命延長が可能である。キャラクタリゼーションの結果,表面(900°Cで厚さ20μm)でニッケル高含有層が生成することおよび20体積%で再生した粒子は部分焼結することが分かった。しかし,この現象は,低酸素濃度下で再生した粒子では観察されなかった。この層の形成は,次の事実によって説明できる。ニッケル酸化は,最初に粒子表面で酸化されたNiO層を通してNi₂⁺カチオンの移動によって起こる。NiOは最初の位置に戻らないため,再生回数が増えると層が厚くなる。高温では,拡散速度が増加し,形成層が厚くなる。再生回数が多くなると,酸素キャリアの比表面積が減少する。未使用材料の比表面積9.4m²/gが30回再生後,750°Cでは4.4m²/gに,900°Cでは2.3m²/gに減少した。同じ傾向は,空隙率についても観察された。しかし,粒子を低酸素濃度で再生すると減少が抑制された(6m²/g)。Copyright 2015 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

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環境問題

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