Biomass fly ash granules as a promising catalyst to promote producer gas quality from residual forest biomass steam gasification

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resumo

In the present study, industrial biomass fly ash (BFA)-based materials were successfully used as in-situ low-cost catalysts during biomass steam gasification in a bench-scale bubbling fluidised bed reactor, aiming to improve producer gas quality. BFA was used in three forms: (i) granulated (GBFA fresh), (ii) granulated and thermally treated (GBFA treated) and (iii) thermally treated in its original powder form (PBFA treated). CaCO3 and SiO2 were the main compounds in the GBFA fresh. Thermal treatment successfully converted CaCO3 to CaO in GBFA treated and PBFA treated samples. All BFA-based catalysts substantially increased the H2 concentration in the producer gas from pine gasification, in the order GBFA treated > PBFA treated > GBFA fresh > reference condition (inert material - granulated alumina). H2 concentration increased from 40.53 %vol.dry and inert (N2, Ar) free gas in the reference condition up to 54.12 %vol.dry and inert (N2, Ar) free gas using GBFA treated. The richness in CaO on treated samples enhanced the water gas shift reaction. All catalysts had a major effect on the H2:CO molar ratio (up to 140 % increase with GBFA treated). BFA-based materials also positively impacted the performance parameters, indicating their catalytic activity towards reforming and cracking reactions.

palavras-chave

FLUIDIZED-BED GASIFIERS; PALM KERNEL SHELL; COAL BOTTOM ASH; HYDROGEN-PRODUCTION; SYNGAS PRODUCTION; CO2 GASIFICATION; REACTIVITY; TECHNOLOGIES; IMPROVEMENT

categoria

Thermodynamics; Energy & Fuels

autores

Gomes, HGMF; Lopes, DV; Moura, JM; Ribeiro, JP; Cruz, NC; Matos, MAA; Tarelho, LAC

nossos autores

foto Daniela Vanessa Rosendo Lopes

Daniela Vanessa Rosendo Lopes

Investigador Júnior
foto Helena Gomes

Helena Gomes

Investigador Júnior
foto João Peres Ribeiro

João Peres Ribeiro

Investigador Júnior

Grupos

G3 - Materiais Eletroquímicos, Interfaces e Revestimentos
G4 - Materiais Renováveis e Economia Circular

Projectos

CICECO - Aveiro Institute of Materials (UIDB/50011/2020)

CICECO - Aveiro Institute of Materials (UIDP/50011/2020)

Associated Laboratory CICECO-Aveiro Institute of Materials (LA/P/0006/2020)

agradecimentos

It is acknowledged the financial support from the RRP-Recovery and Resilience Plan and by the NextGenerationEU funds at Universidade de Aveiro, through the scope of the Agenda for Business Innovation "Agenda Moving2Neutrality (M2N) " (Project no.32 with the application C644927397-00000038) , WP2-Fuelling sustainable road and aviation decarbonisation, P2.3-Biomass and Waste gasification for production of gases for fuel synthesis. It is also acknowledged FCT/MCTES for the financial support to CESAM (UIDP/50017/2020 + UIDB/50017/2020 + LA/P/0094/2020) and to CICECO-Aveiro Institute of Materials (UIDB/50011/2020, UIDP/50011/2020 & LA/P/0006/2020) , through national funds. Helena G. M. F. Gomes and Nuno C. Cruz acknowledge FCT for their PhD grants 2020.09864.BD and SRFH/BD/115115/2016 + COVID/BD/151651/2021, respectively.

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Detalhes da Publicação

tipo
Journal Article
ano
2025
revista
ENERGY
volume
319
nmero do artigo
134889
editora
PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD
issn
0360-5442
identificador de objeto digital
10.1016/j.energy.2025.134889
identificador web of science
WOS:001429054700001

Métricas da Revista (JCR 2019)

Journal Impact Factor
6.082
Journal Impact Factor (5 yrs)
6.046
category normalized journal percentile
89.245

Citações

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