668 research outputs found
Economic Thought and Economic Reform in the Soviet Union
No full textAlthough the history of centrally planned economies has been widely studied, the development of socialist thinking on the subject has remained largely uncharted. In this 1991 work, Pekka Sutela presents a detailed analysis of Soviet economic thought and theory. Dr Sutela traces the competing currents in the Marxist tradition of socialist economies from the Revolution to the present day. In particular he shows how the Gorbachev economic reform programme of 1987 rose from the work of Nobel Prize economist L. V. Kantorovich and his followers. However, this programme failed and the author explains in some detail why this happened. Since then, Soviet economists have tried to abandon their traditional theory of central planning and move along the path and long established contacts with leading Soviet economists, Pekka Sutela is able to show how Soviet economic thinking has moved from dogmatism through reformism to pragmatism.</jats:p
Kaasutuskaasun sisältämien tervamaisten epäpuhtauksien karaktersointi ja katalyyttinen hajotus
No full text
Kuumasuodattimen tukkeutumisilmiön simulointi laboratorio-oloissa
No full textTyön kirjallisuusosassa esitetään kaasutusprosesseja.
Työssä kuvataan biomassan kaasutuksesså muodostuvien tervojen aikaansaama kuumasuodattimen tukkeutumisilmiö, joka on yksi suurimmista kehittyneiden kaasutusprosessien kaupallistamisen esteistä.
Lisäksi esitettiin lyhyt katsaus uusimmista kaasutuskaasun kuumasuodatuksen kehityssuunnista.
Kokeellisessa osassa simuloitiin suodatinjärjestelmän tukkeutumista tervan malliaineen läsnä ollessa korkeassa lämpötilassa.
Suodatinjärjestelmä koostui keraamisesta kynttiläsuodattimesta, jonka pintaan syötettiin lentotuhkaa pneumaattisesti avustetulla ruuvisyöttimellä.
Tervan malliaine, joka koostui tolueenista, naftaleenista ja fenantreenista, syötettiin esilämmitettyyn typpivirtaan nestekromatografiapumpulla.
Höyrystyneen tervamalliaineen ja typen seos johdettiin reaktoriin, jonka lämpötilaa voitiin säätää.
Reaktorissa tervan malliaineen ja kantokaasun seos johdettiin suodatinjärjestelmän läpi otsapintanopeudella 4 cm/s.
Tässä työssä onnistuttiin todentamaan kuumasuodattimen tukkeutumisilmiö laboratorio-oloissa ja selvittämään tukkeutumiseen liittyviä tekijöitä.
Lämpötilan, mutta ei malliaineen pitoisuuden, havaittiin vaikuttavan eksponentiaalisesti kuumasuodattimen tukkeutumisnopeuteen.
Tukkeutumisen voitiin osoittaa johtuvan tervan malliaineen koksaantumisesta suodatinkakkuun.
Koksin muodostuminen suodatinkakussa voitiin havaita kemiallisten analyysien lisäksi visuaalisesti.
Visuaalisella tukkeutumisen havainnointimenetelmällä olisi suuri arvo kaupallisissa kaasutusprosesseissa.
Tukkeutumisilmiö havaittiin vasta yli 725 °C:n lämpötiloissa, eli huomattavasti korkeammassa lämpötilassa kuin kaasutusprosesseissa on havaittu.
Tässä työssä käytettiin kaasutuskaasun ja korkean paineen sijaan typpeä ja ilmanpaineista laitteistoa, mikä voi selittää eron tukkeutumislämpötiloissa prosessin ja koejärjestelyn välillä.
Tukkeutumisilmiöön viittaavaa paine-eron nousua havaittiin myös ilman suodatinkakkua, joskin huomattavasti hitaampana kuin suodatinkakun kanssa.
Tällä voi olla merkitystä kaasutusprosessissa, jossa keraaminen suodatin altistuu elinkaarensa aikana lukuisia kertoja tervoille ilman suojaavaa suodatinkakkua
Corrigendum to ‘Role of cardiopulmonary exercise testing in clinical stratification in heart failure. A position paper from the Committee on Exercise Physiology and Training of the Heart Failure Association of the European Society of Cardiology’ [Eur J He
No full textThe surname of an author of this HFA Position Paper was corrected from “Veli-Pekka Hairola” to “Veli-Pekka Harjola”. The original online version has also been corrected.</p
Smart Offices and their Applications from the User Perspective: Characteristics, Benefits, and User Needs
No full textTervan reformointi biomassan kaasutuskaasun puhdistuksessa
No full textThermochemical conversion of biomass can be used to produce synthesis gas via gasification. This synthesis gas can be further upgraded to renewable fuels and chemicals provided that the gas is ultra clean. To achieve this, impurities, such as light hydrocarbons and tar compounds present in the gasification gas can be converted to syngas by reforming.
The amount of tar in gasification gas can be reduced already in the gasifier by using catalytically active bed materials. Typical bed materials in fluidized bed gasification are sand, olivine, dolomite and MgO. The tar conversion activity of dolomite and MgO were found to be high at atmospheric pressure. However, the activity was lost when the pressure was increased to 10 bar.
Gasification gas contains, in addition to tar, ethene, which may contribute to further tar formation in high temperature zones of the process, especially at elevated pressures. Ethene forms tar compounds by radical chain reactions. The tar formed by thermal reactions of ethene resembles the tar from high temperature fluidized bed gasification, which contains mainly secondary and tertiary tar compounds.
Carbon formation on the reformer catalysts presents a challenge in biomass gasification gas cleaning. The presence of sulfur in the gas, mainly in the form of H2S, also complicates reforming. Typical catalysts used in the reformer after the gasifier are precious metal and nickel catalysts. The heat for reforming can be brought either indirectly in the case of steam reforming or by adding oxygen to the feed for autothermal reforming. Nickel and precious metal catalyst activities were analysed in experiments of around 500 hours with several different gas compositions. Catalyst deactivation was higher with steam than autothermal reforming. The use of catalytically active bed materials to reduce tar concentration already in the gasifier is especially favourable for steam reforming as the catalyst deactivation rate was decreased by the lower hydrocarbon content of the gas.
Benzene, a highly stable compound, is a typical residual compound in the gas after the reformer. Thus, the reformer could be designed based on the reforming kinetics of benzene, for example in the production of synthetic natural gas. For this purpose, qualitative analysis of the effect of the main gasification gas compounds (H2, CO, CO2, H2O) on reforming kinetics were studied with a nickel catalyst. Benzene reforming can be described by first order kinetics if the parameters are estimated for the specific gas composition.Biomassan termokemiallisella konversiolla voidaan tuottaa synteesikaasua kaasutusreitin kautta. Synteesikaasu voidaan jatkojalostaa uusiutuviksi polttoaineiksi sekä kemikaaleiksi. Synteesisovelluksia varten kaasun tulee olla ultrapuhdasta. Tämän saavuttamiseksi epäpuhtaudet, kuten keveät hiilivedyt ja tervayhdisteet voidaan konvertoida synteesikaasuksi reformoimalla.
Tervan määrää kaasutuskaasussa voidaan vähentää jo kaasuttimessa käyttämällä katalyyttisesti aktiivisia petimateriaaleja. Leijukerroskaasutuksessa tyypillisesti käytettyjä petimateriaaleja ovat hiekka, oliviini, dolomiitti ja MgO. Dolomiitin ja MgO:n aktiivisuus tervakonversion suhteen oli korkea ilmanpaineessa. Jos painetta nostettiin 10 bar:iin, katalyyttinen aktiivisuus käytännössä katosi.
Kaasutuskaasu sisältää tervan lisäksi eteeniä, joka voi lisätä tervan muodostusta erityisesti paineistetuissa olosuhteissa prosessin kohdissa, joissa on korkea lämpötila. Eteeni muodostaa tervayhdisteitä radikaaliketjureaktioilla. Terva, joka muodostuu eteenin termisistä reaktioista, muistuttaa korkean lämpötilan leijukerroskaasuttimen tervaa, joka koostuu pääasiassa sekundäärisistä ja tertiäärisistä tervayhdisteistä.
Hiilen muodostus reformointikatalyyteille on haaste biomassan kaasutuskaasun puhdistuksessa. Lisäksi kaasun sisältämä rikki, joka on pääasiassa rikkivedyn muodossa, vaikeuttaa reformointia. Tyypillisesti kaasuttimen jälkeisessä reformerissa käytettyjä katalyyttejä ovat jalometalli- ja nikkelikatalyytit. Reformoinnin vaatima lämpö voidaan tuoda reaktoriin, joko epäsuorasti höyryreformoinnin tapauksessa tai lisäämällä happea kaasuun autotermisessä reformoinnissa. Nikkeli- ja jalometallikatalyyttien aktiivisuutta seurattiin noin 500 tunnin kokeissa useilla eri kaasukoostumuksilla. Katalyyttien deaktivoituminen oli nopeampaa höyryreformoinnissa kuin autotermisessä reformoinnissa. Katalyyttisesti aktiivisten petimateriaalien käyttö alentamaan tervan määrää jo kaasuttimessa on erityisen suositeltavaa höyryreformoinnin kannalta, sillä höyryreformoinnissa katalyyttien deaktivoitumisnopeus aleni, kun hiilivetyjen määrää kaasussa vähennettiin.
Bentseeni hyvin stabiilina yhdisteenä on tyypillinen jäännöskomponentti kaasussa reformoinnin jälkeen. Tästä johtuen reformeri voidaan suunnitella bentseenin reformointikinetiikkaan perustuen esimerkiksi synteettisen maakaasun valmistuksessa. Tätä varten tutkittiin kaasutuskaasun pääkomponenttien (H2, CO, CO2, H2O) kvalitatiivista vaikutusta reformointi kinetiikkaan nikkelikatalyytillä. Bentseenin reformointireaktiota voidaan kuvata ensimmäisen kertaluvun kinetiikalla, mikäli parametrit estimoidaan kyseessä olevalle kaasukoostumukselle
Muurahaishapon valmistaminen hiilidioksidista ja vedystä
No full textThis master's thesis investigates the feasibility of formic acid production from carbon dioxide and hydrogen, which has gained attention as a sustainable alternative for the conventional fossil fuel-based process.
The literature part of this work reviews conventional and novel formic acid production processes, catalysts, and formic acid separation processes. In addition, the use of formic acid as a hydrogen energy carrier is discussed, and a market study is conducted for formic acid.
The applied part of this work is divided into an experimental part and a techno-economic assessment. Continuous hydrogenation of ammonium bicarbonate to ammonium formate is studied in a laboratory-scale packed-bed reactor in the experimental part. The aim is to study the operational conditions and screen catalysts for the process. In addition, the effect of carbonate as an impurity in the process is studied. A preliminary industrial concept for formic acid and ammonium formate production from carbon dioxide and hydrogen is drafted in the techno-economic assessment.
Two-level factorial design was utilized to study the effects of pressure and feed flow rate to bicarbonate conversion. The highest conversion was achieved with both variables at their high setting (30 bar and 2 mL/min). Process conditions seem to have little effect on bicarbonate conversion at the studied pressure and feed flow range. Out of the screened catalysts, 5 wt\% Pd/AC reached the highest conversion. Bicarbonate and carbonate mixtures achieved lower conversions than the bicarbonate solution in the hydrogenation process.
The industrial concept was drafted by developing block flow diagrams and mass balances for industrial-scale production processes. The economic potential of the processes was estimated based on the mass balances. Formic acid production turned out not to be economically feasible due to the low market price of formic acid and high raw material expenses. Ammonium formate production has economic potential, and the feasibility of the process should be studied in more detail.
Overall, formic acid and formate production from carbon dioxide and hydrogen seem to be an attractive and sustainable alternative for their conventional production processes. However, more research and development is needed to prove process maturity for industrial scale.Tässä diplomityössä tutkittiin muurahaishapon valmistamisen toteuttamiskelpoisuutta hiilidioksidista ja vedystä, mikä voisi olla tulevaisuudessa kestävä vaihtoehto muurahaishapon tavanomaiselle valmistusprosessille.
Kirjallisuusosuudessa suoritettiin kirjallisuuskatsaus tavanomaisiin ja uudenlaisiin muurahaishapon valmistusprosesseihin sekä katalyytteihin ja muurahaishapon erotusprosesseihin. Muurahaishapon käytettävyyttä vedyn varastoimiseen arvioitiin ja suoritettiin markkinakatsaus.
Työn soveltava osuus on jaettu kokeelliseen tutkimukseen ja teknillistaloudelliseen tarkasteluun. Kokeellisessa osuudessa tutkittiin ammoniumbikarbonaatin jatkuvatoimista vedytystä ammoniumformiaatiksi laboratoriomittakaavan kiintopatjareaktorilla. Kokeellisen osuuden tavoitteena oli tutkia prosessin operointi-ikkunaa ja valita katalyytti prosessille. Lisäksi tutkittiin karbonaatin vaikutusta saantoon epäpuhtautena bikarbonaattiliuoksessa. Teknillistaloudellisessa tarkastelussa hahmoteltiin teollinen konsepti muurahaishapon ja ammoniumformiaatin valmistamiselle hiilidioksidista ja vedystä.
Paineen ja syöttövirran vaikutusta formiaattisaantoon tutkittiin kahden muuttujan yhdistelykokeella. Korkein saanto saavutettiin muuttujien ollessa korkealla tasolla (30 bar ja 2 mL/min). Prosessiolosuhteilla ei näyttäisi olevan juurikaan vaikutusta saantoon tutkitulla vaihteluvälillä. Seulotuista katalyyteista korkein formiaattisaanto saavutettiin 5 m-\% Pd/AC-katalyytilla. Bikarbonaattia ja karbonaattia sisältävät liuokset saavuttivat matalampia saantoja vedytyksessä kuin bikarbonaattiliuos.
Teknillistaloudellisessa tarkastelussa luonnosteltiin lohkokaaviot ja massataseet muurahaishapon ja ammoniumformiaatin teollisille valmistusprosesseille. Prosessien taloudellista potentiaalia tarkasteltiin massataseeseen perustuen. Muurahaishapon valmistaminen ei vaikuta olevan taloudellisesti kannattavaa johtuen muurahaishapon matalasta markkinahinnasta ja korkeista raaka-ainekustannuksista. Ammoniumformiaatin valmistaminen vaikuttaa sen sijaan omaavan potentiaalia, joten prosessin toteutettavuutta suositellaan tutkittavan tarkemmin.
Muurahaishapon ja ammoniumformiaatin valmistaminen hiilidioksidista ja vedystä vaikuttaa houkuttelevalta ja kestävältä vaihtoehdolta verrattuna niiden tavanomaisiin valmistusprosesseihin. Kuitenkin lisää tutkimusta ja kehitystä tarvitaan jotta prosessien maturiteetti teolliseen mittakaavaan voidaan todentaa
Carbon Formation in the Reforming of Simulated Biomass Gasification Gas on Nickel and Rhodium Catalysts
Full text linkBiomass gasification gas contains hydrocarbons that must be converted to CO and H2 prior to the utilization of the gas in a synthesis unit. Autothermal or steam reforming operating with a nickel or noble metal catalyst is a feasible option to treat the gas, but the harsh reaction conditions may lead to the formation of solid carbon. This study discusses the effects of pressure, time-on-stream, and ethylene content on the carbon formation on nickel and rhodium catalysts. The experiments were carried out with laboratory-scale equipment using reaction conditions that were closely simulated after a pilot-scale biomass gasifier. The results indicated that ethylene content above 20,000 vol-ppm and the increased pressure would increase the carbon formation, although there were differences between the rhodium and nickel catalysts. However, carbon formation was significantly more pronounced on the nickel catalyst when the reaction time was increased from 5 h to 144 h. The type of carbon was found to be primarily encapsulating and graphitic. The formation of whisker carbons (also known as carbon nanotubes) was not observed, which is consistent with the literature as the feed gas contained H2S. It was concluded that utilizing a noble metal catalyst as the front layer of the catalyst bed could lower the risk for carbon formation sufficiently to provide stable long-term operation.</p
Catalytic hot gas cleaning of gasification gas:Dissertation
No full textThe aim of this work was to study the catalytic cleaning of gasification gas from tars and ammonia. In addition, factors influencing catalytic activity in industrial applications were studied, as well as the effects of different operation conditions and limits. Also the catalytic reactions of tar and ammonia with gasification gas components were studied. The activities of different catalyst materials were measured with laboratory-scale reactors fed by slip streams taken from updraft and fluid bed gasifiers. Carbonate rocks and nickel catalysts proved to be active tar decomposing catalysts. Ammonia decomposition was in turn facilitated by nickel catalysts and iron materials like iron sinter and iron dolomite. Temperatures over 850 °C were required at 2 000 h-1 space velocity at ambient pressure to achieve almost complete conversions. During catalytic reactions H2 and CO were formed and H2O was consumed in addition to decomposing hydrocarbons and ammonia. Equilibrium gas composition was almost achieved with nickel catalysts at 900 °C. No deactivation by H2S or carbon took place in these conditions. Catalyst blocking by particulates was avoided by using a monolith type of catalyst. The apparent first order kinetic parameters were determined for the most active materials. The activities of dolomite, nickel catalyst and reference materials were measured in different gas atmospheres using laboratory apparatus. This consisted of nitrogen carrier, toluene as tar model compound, ammonia and one of the components H2, H2O, CO, CO2, CO2+H2O or CO+CO2. Also synthetic gasification gas was used. With the dolomite and nickel catalyst the highest toluene decomposition rates were measured with CO2 and H2O. In gasification gas, however, the rate was retarded due to inhibition by reaction products (CO, H2, CO2). Tar decomposition over dolomite was modelled by benzene reactions with CO2, H2O and gasification gas. Operation conditions free of external or internal mass transfer limitations were used. Apparent first order kinetic parameters were determined for all the studied gas mixtures. In addition, for the CO2 reaction, a mechanistic model of Langmuir-Hinshelwood type was derived and tested. The best model was based on benzene single site adsorption as the rate determining step and non-dissociable adsorption of CO2. To be active in gasification gas carbonate rocks have to be in a calcined state. When the catalyst was carbonated and water was present, the activity of the catalysts was lost almost completely. This decline of activity closely followed the equilibrium decomposition pressure and temperature of CaCO3
- …
