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Single-Pass Conversion of CO2/CH4 Mixtures over the Low-Loading Ru/γ-Al2O3 for Direct Biogas Upgrading into Renewable Natural Gas
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-05-25 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c00525 Yichen Zhuang 1 , David S. A. Simakov 1
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-05-25 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c00525 Yichen Zhuang 1 , David S. A. Simakov 1
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Landfill gas is a source of CH4 emission, also rich in CO2 (up to 50 vol %). It can be upgraded to renewable natural gas (RNG) by separating CO2 and impurities. Alternatively, the CO2 contained in biogas can be converted into CH4 via the Sabatier reaction, using H2 generated by water electrolysis. For industrial applications, it is beneficial to eliminate the energy-intensive CO2 separation step, converting biogas to RNG directly. In this work, a series of 0.02–1 wt % Ru/γ-Al2O3 catalysts were prepared by wet impregnation and evaluated for a single-pass conversion of CO2–CH4 mixtures. Through the catalytic performance evaluation and characterization studies, the optimal Ru loading was identified as 0.1–0.5 wt %. For these catalysts, CO2 conversion of 80–87% was achieved at 450 °C and 90 000 mL/g·h, maintaining 95–99% selectivity to CH4 production. These catalysts also showed excellent stability over 100 h on stream, while maintaining 99–100% CH4 selectivity.
中文翻译：
CO 2 /CH 4混合物在低负载 Ru/γ-Al 2 O 3 上的单程转化，用于直接将沼气升级为可再生天然气
垃圾填埋气是 CH 4排放源，也富含 CO 2（高达 50 vol%）。通过分离 CO 2和杂质，它可以升级为可再生天然气 (RNG) 。或者，沼气中包含的CO 2可以通过Sabatier 反应转化为CH 4，使用水电解产生的H 2。对于工业应用，取消能源密集型 CO 2分离步骤，将沼气直接转化为 RNG是有益的。在这项工作中，通过湿浸渍法制备了一系列 0.02–1 wt % Ru/γ-Al 2 O 3催化剂，并评估了 CO 2 -CH的单程转化4混合物。通过催化性能评估和表征研究，最佳的 Ru 负载被确定为 0.1-0.5 wt%。对于这些催化剂，在 450 °C 和 90 000 mL/g·h 下实现了 80–87% 的CO 2转化率，同时保持了 95–99% 的 CH 4选择性选择性。这些催化剂在运行 100 小时后也表现出优异的稳定性，同时保持 99-100% 的 CH 4选择性。
更新日期：2021-06-17
中文翻译：
CO 2 /CH 4混合物在低负载 Ru/γ-Al 2 O 3 上的单程转化，用于直接将沼气升级为可再生天然气
垃圾填埋气是 CH 4排放源，也富含 CO 2（高达 50 vol%）。通过分离 CO 2和杂质，它可以升级为可再生天然气 (RNG) 。或者，沼气中包含的CO 2可以通过Sabatier 反应转化为CH 4，使用水电解产生的H 2。对于工业应用，取消能源密集型 CO 2分离步骤，将沼气直接转化为 RNG是有益的。在这项工作中，通过湿浸渍法制备了一系列 0.02–1 wt % Ru/γ-Al 2 O 3催化剂，并评估了 CO 2 -CH的单程转化4混合物。通过催化性能评估和表征研究，最佳的 Ru 负载被确定为 0.1-0.5 wt%。对于这些催化剂，在 450 °C 和 90 000 mL/g·h 下实现了 80–87% 的CO 2转化率，同时保持了 95–99% 的 CH 4选择性选择性。这些催化剂在运行 100 小时后也表现出优异的稳定性，同时保持 99-100% 的 CH 4选择性。
京公网安备 11010802027423号