نام پژوهشگر: آندرا کروز
محمد علی ابراهیمی نیک محمدجواد شیخ داودی
باگاس نیشکر یکی از عمدهترین منابع ضایعات کشاورزی استان خوزستان است. با هدف تولید هیدروژن، گازیفیکاسیون آب فوقبحرانی این ماده لیگنوسلولزی در یک رآکتور ناپیوسته در فشار 25 مگاپاسکال مورد مطالعه قرارگرفت. تاثیر دمای واکنش (800-400 °c)، زمان ماند (285-15 دقیقه) و کاتالیزور (5 نوع نمک قلیا، رانینیکل و کربن فعال) بر میزان، ترکیب و ارزش حرارتی گاز تولیدی، بازده گازیفیکاسیون کربن و بازده گازیفیکاسیون هیدروژن مورد بررسی قرار گرفت. نسبت ماده خام به کاتالیزور برابر با 2 و میزان ماده جامد برابر 9% برای تمامی آزمایشها ثابت بود. آنالیز گازهای تولیدی توسط دو دستگاه گازکروماتوگراف صورت گرفت. نتایج آنالیزها نشان داد که واکنشپذیری باگاس نیشکر در دمای پایین - اما فوقبحرانی- کم است. در دمای 400 درجه سانتیگراد، درصد هیدروژن و متان کم بود و افزایش زمان ماند تا 285 دقیقه نیز تاثیری بر مقدار آن نداشت. بااینحال، بازده گازیفیکاسیون کربن از 7/13% در 15 دقیقه به 7/22% در 285 دقیقه رسید. درمقابل، میزان منوکسیدکربن با افزایش زمان ماند کاهش یافت بهطوریکه با افزایش زمان ماند تا 105 دقیقه، اثری از آن در گاز تولیدی وجود نداشت. تمامی کاتالیزورهای قلیایی باعث افزایش معنیدار هیدروژن تولیدی و کاهش منوکسیدکربن شدند. ترتیب اثرگذاری کاتالیزورها به نفع تشکیل گاز هیدروژن بهصورت بهدست آمد؛ koh > naoh = k2co3 > khco3 > nahco3 > activated carbon. کاربرد رانینیکل باعث افزایش 17 برابری تولید متان شد. میزان هیدروژن با افزایش دمای واکنش زیادتر شد بهطوریکه بدون حضور کاتالیزور، بازده گازیفیکاسیون هیدروژن از 45/21% در دمای 500 درجه سانتیگراد به 155% در دمای 800 درجه سانتیگراد رسید. بیشترین میزان هیدروژن تولیدی (6/75 مول بر کیلوگرم) در دمای 800 درجه سانتیگراد و با حضور کاتالیزور هیدروکسیدپتاسیم بهدست آمد. گازیفیکاسیون کامل باگاس نیشکر در همین شرایط رخ داد. بدون کاتالیزور، بیشترین بازده گازیفیکاسیون کربن در دمای 800 درجه سانتیگراد به میزان 91% حاصل شد. براساس نتایج بهدست آمده از آزمایشها، پتانسیل تولید هیدروژن از باگاس نیشکر استان خوزستان 470 میلیون مترمکعب نرمال در سال محاسبه گردید.