Construction and testing of a low-temperature water-gas shift reaction system
Düşük-sıcaklık su-gazı geçiş reaksiyonu sisteminin kurulması ve test edilmesi
- Tez No: 179044
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı düşük sıcaklık su-gazı geçiş reaksiyonu sisteminin kurulması ve test edilmesidir. Gazlar için kütle akış kontrol cihazları, su beslemesi için HPLC pompa, buharlaştırma ve gaz karıştırma bölgesi, sıcaklığı kontrol edilen bir fırının içine yerleştirilmiş aşağı-akışlı mikroreaktör, su tutucu, ısıtılmış paslanmaz çelik bağlantı hatları ve besleme ve ürün analizi için gerekli gaz kromatografından oluşan reaksiyon sistemi tasarlanmış ve kurulmuştur. Kurulan su-gazı geçiş reaksiyon sisteminin test edilmesi ardışık emdirme yöntemi ile hazırlanan ve aynı miktarda platin ve farklı miktarlarda seryum oksit içeren üç farklı katalizör (ağırlıkça 1.4%Pt-10%CeOx/?-Al2O3, 1.4%Pt-5%CeOx/?-Al2O3, 1.4%Pt-1.25%CeOx/?-Al2O3) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışma, katalizör indirgeme süresinin, reaksiyon sıcaklığının, reaktörde kalma süresinin (W/FCO), seryum oksit miktarının ve H2O/CO oranının CO dönüşmesi üzerine etkisini inceleyen parametrik bir çalışma içermektedir. Sadece en düşük miktarda seryum oksit içeren katalizörde test edilen H2O/CO oranı dışındaki parametreler, öncelikle ağırlıkça 1.4%Pt-10%CeOx/?-Al2O3 katalizörü üzerinde incelenmiştir. Taze hazırlanmış katalizöre reaktörde 350oC sıcaklık ve saf hidrojen akışı altında farklı indirgeme süreleri uygulanmasının CO dönüşmesi üzerinde fark edilir bir değişime neden olmadığı gözlenmiştir. 0.60-1.25 mg.min.?mol-1 arasındaki W/FCO oranları, reaktörde kalma süresindeki artmanın CO dönüşmesinde artmaya neden olduğunu; 250-350oC sıcaklık aralığındaki düşük-sıcaklık su-gazı geçiş deneyleri reaksiyon sıcaklığının CO dönüşmesi üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermiştir. 300oC den sonra su-gazı geçiş dengesine erişilene kadar reaksiyon sıcaklığının artması CO dönüşmesini de arttırmış, daha sonra dönüşme oranları denge eğrisine uygun olarak azalmıştır. Ağırlıkça yüzde 5-10 CeOx içeren katalizörlerde CO dönüşmesi aynı kalmakla birlikte ağırlıkça yüzde 1.25 CeOx içeren katalizörde azalmıştır. H2O/CO oranı etkisi sadece ağırlıkça 1.4%Pt-1.25%CeOx/?-Al2O3 katalizöründe test edilmiş olup, 250oC sıcaklıkta elde edilen sonuçlar, H2O/CO oranı üçe ulaştığında CO dönüşümünün de yavaşça artmaya başladığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The objective of this study was to construct and test of a low-temperature water-gas shift reaction system. A system consisting of mass flow controllers for gases, HPLC pump for water, an evaporation and gas-mixing section, a down-flow microreactor located in a temperature-controlled furnace, a water trap, heated stainless steel connecting lines and an on-line gas chromatograph for feed and product analysis was designed and constructed. The testing of the constructed water-gas shift (WGS) reaction system was carried out using three different catalysts prepared by sequential incipient-to-wetness impregnation with fixed platinum and different cerium oxide loadings (1.4wt.%Pt-10wt.%CeOx/?-Al2O3, 1.4wt.%Pt-5wt.%CeOx/?-Al2O3, 1.4wt.%Pt-1.25wt.%CeOx/?-Al2O3). The experimental work involved a parametric study of the effect of catalyst reduction time, reaction temperature, contact time (W/FCO), cerium oxide loading and H2O/CO ratio on CO conversion. The parametric study was first conducted on 1.4wt.%Pt-10wt.%CeOx/?-Al2O3 catalyst, except for the H2O/CO ratio that was tested only on the catalyst with the lowest cerium oxide content. Fresh catalyst samples were reduced in situ at 350oC under pure H2 flow for 2 hours as reduction time had no appreciable effect on CO conversion. W/FCO ratios tested between 0.60-1.25 mg.min.µmol-1 indicated that CO conversions increased with increasing contact time. Low-temperature WGS experiments in the 250-350oC interval showed the significant effect of reaction temperature: CO conversion increased with temperature until WGS equilibrium was reached after 300oC and then decreased with the equilibrium curve. CO conversion was the same at CeOx loadings of 5-10 weight per cent but decreased at 1.25 weight per cent. The effect of H2O/CO ratio was tested only on 1.4wt.%-1.25wt.%CeOx/?-Al2O3 for three molar ratios; the results obtained at 250oC showed that CO conversion increased gradually as H2O/CO ratio reached a value of three.
Benzer Tezler
- Wankel motoru ve çevrim atlatma sisteminin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the Wankel engine and skip cycle system
ÖMER CİHAN
Doktora
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Lityum iyon pil üretim tesislerinde yangın algılama ikaz ve yangın söndürme sistemlerinin incelenmesi
Investigation of fire detection, alarm and fire suppression systems in lithium-ion battery production facilities
KAYHAN KARAİSMAİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Mühendislik BilimleriSakarya ÜniversitesiYangın ve Yangın Güvenliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN SERHAD SOYHAN
- Doğalgaz boru hatlarının kaynağı ve tahribatsız muayenesi
Welding and non-destructive testing of naturalgas pipelines
MEHMET YILDIZ
- Ağır ticari taşıt dizel motoru SCR sisteminin sıcaklık modellemesi
SCR system temperature modelling of a heavy duty vehicle diesel engine
OZAN AKBAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ERTUĞRUL ARSLAN
- MEMS ile entegre mikro ısıtıcı ve IDE mikro sistemlerin fabrikasyonu ve nano kompozit yarı iletken gaz sensör uygulaması
Fabrication of integrated micro heater and ide micro systems with MEMS and application of nano composite semiconductor GAS sensor
HALİME İLBEYİİLİNGİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERNA MOROVA
DOÇ. DR. CİHAT TAŞALTIN