Membran yöntemini kullanarak metan-karbondioksit gaz karışımından metanın ayrıştırılması
Separation of methane from methane-carbondioxide gas mixture using membrane methods
- Tez No: 185801
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BAHTİYAR ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Membran gaz ayrımı, CO2/CH4 ayırımı, Metan saflaştırma
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Doğal gaz veya biogazdan karbondioksitin ayrıştırılması bu gazlarınsaflaştırılmasında en önemli ve en masraflı işlemdir. Küçük hacimli olmaları, düşük gazakım hızlarında çalışabilmeleri ve işletme masraflarının düşük olması nedeniylemembran yöntemi gaz ayrıştırma işlemlerinde tercih edilen bir yöntem olmaktadır.Fakat seçiciliğinin düşük olması bu yöntemin en önemli dezavantajıdır. Bu çalışmadaolduğu gibi bütün dünyada çalışmalar seçiciliği ve geçirgenliği yüksek membran üretmeüzerinde yoğunlaşmaktadır.Bu çalışmada biogazın ana bileşenleri olan CH4 ve CO2'in membran yöntemiylebirbirinden ayrıştırılması amacıyla saf ve kompozit nonporoz polimerik membranlarüretilmiş ve test edilmiştir. Saf poliimid (PI) içine zeolit 3A, 4A, 5A ve 13Xkarıştırılarak kompozit membranlar hazırlanmıştır. Farklı tavlama sıcaklıklarının (150,200 ve 230 oC), farklı zeolit oranlarının (%15, %20 ve %30) ve farklı basınçların (3, 5ve 8 bar) membranların geçirgenliği ve seçiciliği üzerine etkisi incelenmiştir.Polieterimid (PI)-zeolit karışımı membranlar yapılarındaki mikrogözeneklerden dolayıgaz ayrımı için uygun bulunmamıştır.Çalışmalar neticesinde 70 oC lık çözücü uçurma sıcaklığı ve 500 mmHg lıkortam basıncı, saf polimerler için 500 µm ve kompozit membranlar için 700 µm'likkalınlıklar, 230 oC'lık membran tavlama sıcaklığı ve 3 bar'lık gaz basıncı değerleri enuygun gaz ayrımı şartları olarak belirlenmiştir. Bu optimum şartlarda PI ve PEI'in CO2geçirgenlikleri sırasıyla 4.437 Barrer ve 0.911 Barrer, CH4 geçirgenlikleri sırasıyla0.141 Barrer ve 0.051 Barrer ve CH4/CO2 seçicilikleri 31.5 ve 17.5 olmuştur. Aynıoptimum şartlarda PI+%30 Zeolit 4A kompozit membranının CO2/CH4 seçiciliği 22olmuştur.
Özet (Çeviri)
Separation of CO2 from natural and bio gases is the most important and the mostexpensive process in their purification. Membrane procesess are preferred in gasseparation because they have a compact structure, work in low gas flow trates and needlower operation costs. Low separation characteristics are their disadvantages. As in thisstudy, all scientific studies are consantrated on the preparation of high permeable andselective membranes in the world.In this study, pure nonporous and composite nonporous polymeric membraneshave been prepared and tested in order to separate CO2 and CH4 that are mainconstituents of biogas. Composite membrane have been prepared by ading zeolite 3A,4A, 5A and 13X into polyimide (PI). The effect of different annealing temperature (150,200 and 230 oC), different zeolite ratio (15%, 20% and 30%) and different pressure (3, 5and 8Bar) on membrane separation and permeation have been investigated. Themembranes prepared by mixing zeolite with polyetherimide (PEI) have not been foundappropriate for gas separation because of the microvoids in their structure.Experimental results showed that solvent evaporation temperature of 70 oC,surround pressure of 500 mmHg, membrane thickness of 500 µm for pure polymeric700 µm for composite membranes, membrane annealing temparature of 230 oC and gaspressure of 3 bar are found suitable gas separation conditions. At these optimumconditions, permeability of PI and PEI for CO2 have found 4.437 Barrer ve 0.911 Barrerrespectively, permeability of PI and PEI for CH4 have found 0.141 Barrer ve 0.051Barrer respectively and CO2/CH4 selectivity of PI and PEI have found as 31.5 and 17.5respectively. At the same optimum conditions, selectivity of composite membranemanufactured by PI+30% zeolite 4A was 22.Key words : Membrane gas separation, CO2/CH4 separation, methane purification.
Benzer Tezler
- Karbon dioksit ayırma amaçlı ince film kompozit/nanokompozit membranların hazırlanması
Preparation of thin film composite/nanocomposite membranes for carbon dioxide separation
GÜLEN BÜYÜKOLCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Investigation of biogas production potential of three different sludges after thermal hydrolysis
Üç farklı çamurun biyogaz üretim potansiyelinin termal hidroliz sonrası incelenmesi
ECE ARI AKDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİKA DİLEK SANİN
DOÇ. DR. LATİF SELİM SANİN
- High-throughput computational screening of MOFs for ethane and methane purification
Etan ve metan saflaştırma süreçlerinde kullanılmak üzere metal-organik gözenekli yapılarin gaz ayırma performansının kapsamlı hesaplamalı taraması
ÇİĞDEM ALTINTAŞ
Doktora
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI
- Metal organic framework (MOF) based mixed matrix membranes for Co2 separation: Microporous metal imidazolate framework (MMIF) and strontium-based mofs
Co2 ayırma amaçlı metal organik kafes (MOF) içeren karışık matrisli membranlar: mikrogözenekli metal imidazolat kafes (MMIF) ve stronsiyum esaslı mof yapılar
MAHDI AHMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Modelling of the leachate treatment plant with membrane bioreactor process
Membran bioreaktör procesli bir sızıntı suyu arıtma tesisinin modellenmesi
CANSU DELİBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK