Design and performance of ni-based catalysts for the steam reforming of biomass fast pyrolysis volatiles

Resumen

Esta tesis doctoral se enmarca dentro de una línea de investigación más amplia para el desarrollo de procesos termoquímicos y catalíticos para la valorización de biomasa y desechos plásticos para obtener combustibles líquidos, materias primas (olefinas, compuestos aromáticos) e H2.La nueva tecnología propuesta consta de dos reactores en línea (un reactor spouted bed cónico para la pirólisis rápida de biomasa y un reactor de lecho fluidizado para la etapa de reformado), y ha demostrado ser una estrategia viable para la producción de H2. En consecuencia, el conocimiento adquirido en la pirólisis de biomasa y el reformado en línea utilizando un catalizador comercial, ha sido el punto de partida para establecer las condiciones de operación óptimas para el proceso propuesto (la pirolisis de biomasa se ha llevado a cabo a 500 ºC en el reactor de spouted bed cónico, y el reformado catalítico con vapor de los productos volátiles de la pirolisis a 600 ºC en el reactor de lecho fluidizado).Así mismo, el objetivo principal de esta tesis ha sido el diseño y síntesis de diferentes catalizadores de reformado, obteniendo un conocimiento detallado de los mismos, y de esta manera profundizar en la relación entre las propiedades de cada catalizador, su comportamiento durante el proceso de pirolisis-reformado de biomasa y los mecanismos de desactivación, y proceder a su discriminación en la nueva tecnología propuesta.Por lo tanto, una evaluación detallada de todos estos resultados ha permitido llevar a cabo la selección del catalizador de reformado óptimo para la producción de H2 mediante el proceso en 2 etapas de la pirólisis de biomasa y el reformado de vapor en línea de la corriente volátil.Los resultados obtenidos con el catalizador de Ni/La2O3-Al2O3 (con una conversión inicial de 99.6%, producción de H2 de 10.0% en peso y alta estabilidad con el tiempo de reacción) son alentadores para la viabilidad de este proceso para la producción sostenible de H2 a partir de biomasa.