Conversion of low density polyethylene into fuel through co-processing with vacuum gas oil in a fluid catalytic cracking riser reactor

In this work, mixtures of vacuum gas oil and low density polyethylene, a major component of common industrial and consumer household plastics, were pyrolytically co-processed in a fluid catalytic cracking (FCC) riser reactor as a viable alternative for the energy and petrochemical revalorisation of plastic wastes into valuable petrochemical feedstocks and fuel within an existing industrial technology. Using equilibrium FCC catalyst, the oil–polymer blends were catalytically cracked at different processing conditions of temperatures between 773 K and 973 K and catalyst feed ratios of 5:1, 7:1 and 10:1. The influence of each of these processing parameters on the cracking gas and liquid yield patterns were studied and presented. Further analysed and presented are the different compositional distributions of the obtained liquids and gaseous products. The analysis of the results obtained revealed that with very little modifications to existing process superstructure, yields and compositional distributions of products from the fluid catalytic cracking of the oil–polymer blend in many cases were very similar to those of the processed oil feedstock, bringing to manifest the viability of the feedstock co-processing without significant detriments to FCC product yields and quality.

Conceptual design of the integral measurement system of the radiation dose of the fuel elements for the ALFRED reactor.

Conceptual design of the integral measurement system of the radiation dose of the fuel elements for the ALFRED reactor.

Fermentation of Groundnut Shell Enzymatic Hydrolysate for Fuel Ethanol Production by Free and Sorghum Stalks Immobilized Cells of Pichia stipitis NCIM 3498

Groundnut shell (GS), after separation of pod, is readily available as a potential feedstock for production of fermentable sugars. The substrate was delignified with sodium sulfite. The delignified substrate released 670 mg/g of sugars after enzymatic hydrolysis (50 degrees C, 120 rpm, 50 hrs) using commercial cellulases (Dyadic Xylanase PLUS, Dyadic Inc. USA). The groundnut shell enzymatic hydrolysate (45.6 g/L reducing sugars) was fermented for ethanol production with free and sorghum stalks immobilized cells of Pichia stipitis NCIM 3498 under submerged cultivation conditions. Immobilization of yeast cells on sorghum stalks were confirmed by scanning electron microscopy (SEM). A maximum of ethanol production (17.83 g/L, yield 0.44 g/g and 20.45 g/L, yield 0.47 g/g) was observed with free and immobilized cells of P. stipitis respectively in batch fermentation conditions. Recycling of immobilized cells showed a stable ethanol production (20.45 g/L, yield 0.47 g/g) up to 5 batches followed by a gradual downfall in subsequent cycles.

Anaerobic degradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in fluidized bed reactor by microbial consortia in different support materials

Four anaerobic fluidized bed reactors filled with activated carbon (R1), expanded clay (R2), glass beads (R3) and sand (R4) were tested for anaerobic degradation of LAS. All reactors were inoculated with sludge from a UASB reactor treating swine wastewater and were fed with a synthetic substrate supplemented with approximately 20 mg l(-1) of LAS, on average. To 560 mg l(-1) COD influent, the maximum COD and LAS removal efficiencies were mean values of 97 +/- 2% and 99 +/- 2%, respectively, to all reactors demonstrating the potential applicability of this reactor configuration for treating LAS. The reactors were kept at 30 degrees C and operated with a hydraulic retention time (HRT) of 18 h. The use of glass beads and sand appear attractive because they favor the development of biofilms capable of supporting LAS degradation. Subsequent 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis of samples from reactors R3 and R4 revealed that these reactors gave rise to broad microbial diversity, with microorganisms belonging to the phyla Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria and Proteobacteria, indicating the role of microbial consortia in degrading the surfactant LAS. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Modelització i control d'un reactor de producció d'hidrogen per a l'alimentació de piles de combustible

Les piles de combustible permeten la transformació eficient de l’energia química de certs combustibles a energia elèctrica a través d’un procés electroquímic. De les diferents tecnologies de piles de combustible, les piles de combustible de tipus PEM són les més competitives i tenen una gran varietat d’aplicacions. No obstant, han de ser alimentades únicament per hidrogen. Per altra banda, l’etanol, un combustible interessant en el marc dels combustibles renovables, és una possible font d’hidrogen. Aquest treball estudia la reformació d’etanol per a l’obtenció d’hidrogen per a alimentar piles de combustible PEM. Només existeixen algunes publicacions que tractin l’obtenció d’hidrogen a partir d’etanol, i aquestes no inclouen l’estudi dinàmic del sistema. Els objectius del treball són el modelat i l’estudi dinàmic de reformadors d’etanol de baixa temperatura. Concretament, proposa un model dinàmic d’un reformador catalític d’etanol amb vapor basat en un catalitzador de cobalt. Aquesta reformació permet obtenir valors alts d’eficiència i valors òptims de monòxid de carboni que evitaran l’enverinament d’una la pila de combustible de tipus PEM. El model, no lineal, es basa en la cinètica obtinguda de diferents assaigs de laboratori. El reformador modelat opera en tres etapes: deshidrogenació d’etanol a acetaldehid i hidrogen, reformat amb vapor d’acetaldehid, i la reacció WGS (Water Gas Shift). El treball també estudia la sensibilitat i controlabilitat del sistema, caracteritzant així el sistema que caldrà controlar. L’anàlisi de controlabilitat es realitza sobre la resposta de dinàmica ràpida obtinguda del balanç de massa del reformador. El model no lineal és linealitzat amb la finalitat d’aplicar eines d’anàlisi com RGA, CN i MRI. El treball ofereix la informació necessària per a avaluar la possible implementació en un laboratori de piles de combustibles PEM alimentades per hidrogen provinent d’un reformador d’etanol.

The Effect of Load Follow Operation on Fuel Behaviour in Loviisa NPP

Työn tarkoituksena oli analysoida polttoainesauvojen käyttäytymistä Loviisan ydinvoimalaitoksen tehonsäätöajossa. Sähkömarkkinoiden vapautuminen Pohjoismaissa sekä tämän seurauksena vaihteleva sähkön markkinahinta ovat ajaneet sähkötuottajat tilanteeseen, jossa tuotanto aiempaa enemmän mukautuu markkinatilanteeseen. Näin ollen myös Loviisan ydinvoimalaitoksen osallistuminen sähkön tuotannon säätelyyn saattaa tulevaisuudessa olla ajankohtaista. Ennen kuin reaktorin tehonsäätöajoa voidaan alkaa toteuttaa, tulee varmistua siitä, että polttoainesauvassa tehonsäätöjen seurauksena tapahtuvat muutokset eivät aiheuta epäsuotuisia käyttäytymisilmiöitä. Työssä tarkastellaan kahden Loviisan ydinvoimalaitoksen polttoainetoimittajan, British Nuclear Fuels plc:n ja venäläisen TVEL:n ensinippujen polttoainesauvan käyttäytymistä tehonsäätötapauksissa. Työssä tarkastellut tehonsäätötapaukset on pyritty valitsemaan niin, että ne kuvaisivat tulevaisuudessa mahdollisesti toteutettavia tehonsäätöjä. Laskentatapauksien sauvatehohistoriat on generoitu HEXBU-3D sydänsimulaattoriohjelmalla lasketun nelivuotisen perustehohistorian pohjalta lisäämällä säätösauvan aiheuttama reaktoritehon muutos, säätösauvan viereisen polttoainenipun aksiaalitehon muutos sekä säätösauvan rakenteen aiheuttama paikallinen tehopiikki säätösauvan vieressä. Työssä tarkastellaan tehonsäätöjen toteuttamista eri tehotasoille ja vaihtelevilla määrillä tehonsäätösyklejä. Työssä käsitellyt laskentatapaukset on jaoteltu reaktorin ajotavan mukaan seuraavasti: peruskuorma-ajo, viikonloppusäätö ja päiväsäätö. Laskenta suoritettiin ydinpolttoaineen käyttäytymistä kuvaavaa ENIGMA-B 7.3.0 ohjelmaa apuna käyttäen. Laskelmien tulokset osoittavat, että molempien polttoainetoimittajien ensinippujen sauvat kestävät reaktorin tehonsäätöajoa rajoituksetta tarkastelluissa laskentatapauksissa. ENIGMA-ohjelman sisältämät mallit, jotka ennustavat polttoainesauvan suojakuoren vaurioitumistodennäköisyyden jännityskorroosion tai väsymismurtuman kautta, eivät näytä mitään merkkejä vaurioitumisesta. BNFL:n polttoainesauva saavuttaa kuitenkin suurempia väsymismurtumatodennäköisyyden arvoja. Tämä johtuu siitä, että polttoainepelletin ja suojakuoren välinen mekaaninen vuorovaikutus syntyy BNFL:n sauvassa aikaisemmin, joka taas johtaa suurempaan määrään sauvaa rasittavia muodonmuutoksia tehonnostotilanteissa. TVEL:n Zr1%Nb -materiaalista valmistetun suojakuoren käyttäytymistä ei voida kuitenkaan suoraan näiden laskujen perusteella arvioida, sillä ENIGMA-ohjelman mallit perustuvat Zircaloy-suojakuorimateriaaleilla suoritettuihin kokeisiin.