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Effect of alkali vapor exposure on Ni-MgO/γ-Al2O3/cordierite monolithic catalyst for biomass fuel gas reforming / Li, P. Y. in Industrial & engineering chemistry research, Vol. 49 N° 7 (Avril 2010) 

Public ISBD [article]  in Industrial & engineering chemistry research > Vol. 49 N° 7 (Avril 2010) . - pp. 3176–3183 Titre : Effect of alkali vapor exposure on Ni-MgO/γ-Al2O3/cordierite monolithic catalyst for biomass fuel gas reforming Type de document : texte imprimé Auteurs : Li, P. Y., Auteur ; T. J. Wang, Auteur ; C. Z. Wu, Auteur Année de publication : 2010 Article en page(s) : pp. 3176–3183 Note générale : Industrial Chemistry Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Alkali  Vapor  Exposure  Ni-MgO/γ-Al2O3/Cordierite  Monolithic  Catalyst  Biomass  Fuel  Gas  Reforming Résumé : Fly ash compounds, such as alkali salts, in the raw biomass fuel gas can contaminate and deposit on traditional granular Ni-based catalysts, which resulted in catalyst deactivation and pressure increase of the downstream reformer. The impact of alkali salt exposure (KCl, K2SO4, K2CO3, by evaporation at about 7.8 mg/L for 6 h) on dry CH4/CO2 reforming of model biomass fuel gas (H2/CO/C2H4/CH4/CO2/N2 = 15.8/12.1/2.51/ 15.0/22.1/32.6 vol %) over Ni-MgO/γ-Al2O3/cordierite monolithic catalyst (MC) was investigated and studied. The results showed that CH4 and CO2 conversions and CO and H2 yields increased at 700−850 °C for undeposited and deposited MC. Compared with undeposited MC, the deposited catalysts show lower CH4 conversion but higher CO2 conversion and CO yield at 750−830 °C. The stability tests also show that CH4 conversion and H2 content in the tail gas decreased dramatically from 87.2% to 32.0% and from 35.1% to 26.7%, respectively, after 17 h time on stream (TOS) for the deposited MC, while CH4 conversion kept steady of above 90% after 60 h TOS for undeposited MC at 750 °C. Characterization by N2-physisorption, XRD, ICP-AES, SEM-EDS, and XPS of MC indicate that alkali salt aerosol covering the catalyst surface or blocking mesopore channels was the main reason for the decreased reforming performance and MC deactivation, which occurred mainly at the top part of monolithic catalyst (K = 1.39 wt % by EDS), vicinal to the alkali source. The reforming of real biomass fuel gas (H2/CO/C2H4/CH4/CO2/N2 = 10.2/16.8/0.5/6.4/15.2/51.0 vol %) from air gasification of pine sawdust in the pilot plant (200−250 kg/h) by the reformer packed with MCP, larger in size than MC, exhibits pressure drop of less than 700 Pa, CH4 conversion of about 84%, and tar content from 4.8−5.3 g/m3 to 0.12−0.14 g/m3 during 60 h TOS at 600 °C. The porosity structure of MCP catalytic bed and relatively low alkali (K, Na = 0.03−0.07 wt %) deposition by fly ash from real biomass fuel gas were the main reasons for the excellent reformer performance. ISSN : 0888-5885 En ligne : http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie901370w [article] Effect of alkali vapor exposure on Ni-MgO/γ-Al2O3/cordierite monolithic catalyst for biomass fuel gas reforming [texte imprimé] / Li, P. Y., Auteur ; T. J. Wang, Auteur ; C. Z. Wu, Auteur . - 2010 . - pp. 3176–3183. Industrial Chemistry Langues : Anglais (eng) in Industrial & engineering chemistry research > Vol. 49 N° 7 (Avril 2010) . - pp. 3176–3183 Mots-clés : Alkali  Vapor  Exposure  Ni-MgO/γ-Al2O3/Cordierite  Monolithic  Catalyst  Biomass  Fuel  Gas  Reforming Résumé : Fly ash compounds, such as alkali salts, in the raw biomass fuel gas can contaminate and deposit on traditional granular Ni-based catalysts, which resulted in catalyst deactivation and pressure increase of the downstream reformer. The impact of alkali salt exposure (KCl, K2SO4, K2CO3, by evaporation at about 7.8 mg/L for 6 h) on dry CH4/CO2 reforming of model biomass fuel gas (H2/CO/C2H4/CH4/CO2/N2 = 15.8/12.1/2.51/ 15.0/22.1/32.6 vol %) over Ni-MgO/γ-Al2O3/cordierite monolithic catalyst (MC) was investigated and studied. The results showed that CH4 and CO2 conversions and CO and H2 yields increased at 700−850 °C for undeposited and deposited MC. Compared with undeposited MC, the deposited catalysts show lower CH4 conversion but higher CO2 conversion and CO yield at 750−830 °C. The stability tests also show that CH4 conversion and H2 content in the tail gas decreased dramatically from 87.2% to 32.0% and from 35.1% to 26.7%, respectively, after 17 h time on stream (TOS) for the deposited MC, while CH4 conversion kept steady of above 90% after 60 h TOS for undeposited MC at 750 °C. Characterization by N2-physisorption, XRD, ICP-AES, SEM-EDS, and XPS of MC indicate that alkali salt aerosol covering the catalyst surface or blocking mesopore channels was the main reason for the decreased reforming performance and MC deactivation, which occurred mainly at the top part of monolithic catalyst (K = 1.39 wt % by EDS), vicinal to the alkali source. The reforming of real biomass fuel gas (H2/CO/C2H4/CH4/CO2/N2 = 10.2/16.8/0.5/6.4/15.2/51.0 vol %) from air gasification of pine sawdust in the pilot plant (200−250 kg/h) by the reformer packed with MCP, larger in size than MC, exhibits pressure drop of less than 700 Pa, CH4 conversion of about 84%, and tar content from 4.8−5.3 g/m3 to 0.12−0.14 g/m3 during 60 h TOS at 600 °C. The porosity structure of MCP catalytic bed and relatively low alkali (K, Na = 0.03−0.07 wt %) deposition by fly ash from real biomass fuel gas were the main reasons for the excellent reformer performance. ISSN : 0888-5885 En ligne : http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie901370w

Power Scaling Bond Graph Approach to the Passification of Mechatronic Systems—With Application to Electrohydraulic Valves / Li, P. Y. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 127 N° 4 (Décembre 2005) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127 N° 4 (Décembre 2005) . - 633-641 p. Titre : Power Scaling Bond Graph Approach to the Passification of Mechatronic Systems—With Application to Electrohydraulic Valves Titre original : Approche de Graphique d'Obligation de Graduation de Puissance au Passification des Systèmes de Mechatronic avec l'Application aux Valves Electrohydrauliques Type de document : texte imprimé Auteurs : Li, P. Y., Auteur ; Ngwompo, R. F., Auteur Article en page(s) : 633-641 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Intéraction  physique  Passivité  Application  mécatronique  Télémanipulateur  Robot  Graduation  de  puissance  Commande  électrohydraulique  Ecoulement Index. décimale : 629.8 Résumé : In many applications that require physical interaction with humans or other physical environments, passivity is a useful property to have in order to improve safety and ease of use. Many mechatronic applications (e.g., teleoperators, robots that interact with humans) fall into this category. In this paper, we develop an approach to design passifying control laws for mechatronic components from a bond graph perspective. Two new bond graph elements with power scaling properties are first introduced and the passivity properties of bond graphs containing these elements are investigated. These elements are used to better model mechatronic systems that have embedded energy sources. A procedure for passifying mechatronic systems is then developed using the four-way directional electrohydraulic flow control valve as an example. The passified valve is a two-port system that is passive with respect to the scaled power input at the command and hydraulic ports. This is achieved by representing the control valve in a suitable augmented bond graph, and then by replacing the signal bonds with power scaling elements. The procedure generalizes a previous passifying control law resulting in improved performance. Similar procedure can be applied to other mechatronic systems. Dans beaucoup d'applications qui exigent l'interaction physique avec des humains ou d'autres environnements physiques, la passivité est une propriété utile à avoir afin d'améliorer la sûreté et la facilité d'utilisation. Beaucoup d'applications mechatronic (par exemple, télémanipulateurs, les robots qui agissent l'un sur l'autre avec des humains) entrent dans cette catégorie. En cet article, nous développons une approche pour concevoir des lois passifying de commande pour les composants mechatronic d'une perspective de graphique d'obligation. Deux nouveaux éléments de graphique d'obligation avec des propriétés de graduation de puissance sont d'abord présentés et les propriétés de passivité des graphiques d'obligation contenant ces éléments sont étudiées. Ces éléments sont employés pour améliorer les systèmes mechatronic modèles qui ont inclus des sources d'énergie. Une procédure pour passifying les systèmes mechatronic est alors développée à l'aide de la soupape de commande électrohydraulique directionnelle d'écoulement de quatre manières comme exemple. Passified la valve est un système à deux orifices qui est passif en ce qui concerne la puissance fournie mesurée à la commande et aux ports hydrauliques. Ceci est réalisé en représentant la soupape de commande dans un graphique augmenté approprié d'obligation, et puis en remplaçant les obligations de signal avec des éléments de graduation de puissance. Le procédé généralise une loi passifying précédente de commande ayant pour résultat l'exécution améliorée. Le procédé semblable peut être appliqué à d'autres systèmes mechatronic. En ligne : pli@me.umn.edu, r.f.ngwompo@bath.ac.uk [article] Power Scaling Bond Graph Approach to the Passification of Mechatronic Systems—With Application to Electrohydraulic Valves = Approche de Graphique d'Obligation de Graduation de Puissance au Passification des Systèmes de Mechatronic avec l'Application aux Valves Electrohydrauliques [texte imprimé] / Li, P. Y., Auteur ; Ngwompo, R. F., Auteur . - 633-641 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127 N° 4 (Décembre 2005) . - 633-641 p. Mots-clés : Intéraction  physique  Passivité  Application  mécatronique  Télémanipulateur  Robot  Graduation  de  puissance  Commande  électrohydraulique  Ecoulement Index. décimale : 629.8 Résumé : In many applications that require physical interaction with humans or other physical environments, passivity is a useful property to have in order to improve safety and ease of use. Many mechatronic applications (e.g., teleoperators, robots that interact with humans) fall into this category. In this paper, we develop an approach to design passifying control laws for mechatronic components from a bond graph perspective. Two new bond graph elements with power scaling properties are first introduced and the passivity properties of bond graphs containing these elements are investigated. These elements are used to better model mechatronic systems that have embedded energy sources. A procedure for passifying mechatronic systems is then developed using the four-way directional electrohydraulic flow control valve as an example. The passified valve is a two-port system that is passive with respect to the scaled power input at the command and hydraulic ports. This is achieved by representing the control valve in a suitable augmented bond graph, and then by replacing the signal bonds with power scaling elements. The procedure generalizes a previous passifying control law resulting in improved performance. Similar procedure can be applied to other mechatronic systems. Dans beaucoup d'applications qui exigent l'interaction physique avec des humains ou d'autres environnements physiques, la passivité est une propriété utile à avoir afin d'améliorer la sûreté et la facilité d'utilisation. Beaucoup d'applications mechatronic (par exemple, télémanipulateurs, les robots qui agissent l'un sur l'autre avec des humains) entrent dans cette catégorie. En cet article, nous développons une approche pour concevoir des lois passifying de commande pour les composants mechatronic d'une perspective de graphique d'obligation. Deux nouveaux éléments de graphique d'obligation avec des propriétés de graduation de puissance sont d'abord présentés et les propriétés de passivité des graphiques d'obligation contenant ces éléments sont étudiées. Ces éléments sont employés pour améliorer les systèmes mechatronic modèles qui ont inclus des sources d'énergie. Une procédure pour passifying les systèmes mechatronic est alors développée à l'aide de la soupape de commande électrohydraulique directionnelle d'écoulement de quatre manières comme exemple. Passified la valve est un système à deux orifices qui est passif en ce qui concerne la puissance fournie mesurée à la commande et aux ports hydrauliques. Ceci est réalisé en représentant la soupape de commande dans un graphique augmenté approprié d'obligation, et puis en remplaçant les obligations de signal avec des éléments de graduation de puissance. Le procédé généralise une loi passifying précédente de commande ayant pour résultat l'exécution améliorée. Le procédé semblable peut être appliqué à d'autres systèmes mechatronic. En ligne : pli@me.umn.edu, r.f.ngwompo@bath.ac.uk