Sıcak gazlardan H2S gidermek amacıyla CuO/mezo-gözenekli silika sorbentlerin geliştirilmesi
Development of CuO/mesoporous silica adsorbents for H2S removal from hot gases
- Tez No: 222024
- Danışmanlar: PROF.DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kükürt giderme, Mezo-gözenek, Sorbent, Sıcak gazlar, Desulfurization, Mesoporous, Sorbents, Hot gases
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 142
Özet
Bu çalısmada, bakır ve mezo-gözenekli silika malzemeler kullanılarak sıcak gazlardan H2S gidermek amacıyla sorbentler hazırlanmıstır. Sorbentlerin hazırlanmasında CuO aktif faz, mezo-gözenekli MCM-41 ve SBA-15 ise tasıyıcı malzemeler olarak kullanılmıstır. Çalısmada, CuO/MCM-41, CuO/SBA-15 ve CuO-SiO2 olmak üzere baslıca üç tip sorbent malzemesi hazırlanmıstır. CuO/MCM-41, ve CuO/SBA-15 tipi sorbentler, yas emdirme (wet impregnation), CuO-SiO2 tipi sorbentler ise ilk defa bu çalısmada kullanılan yeni bir yöntem kullanılarak hazırlanmıstır. Bu yeni yöntemde nano-CuO tanecikleri tek adımlı bir sentez sürecinde silika yapıyla sokulmustur. Sorbent numuneleri, kükürt tutma?yenilenme sürecinden önce ve sonra X-ısınları kırınımı, azot adsorpsiyonu, yas yöntemler, TGA, H2-kimyasal adsorpsiyonu ve TEM gibi yöntemler kullanılarak karakterize edilmislerdir. Hazırlanan sorbentlerin sıcak gazlardan H2S giderme özellikleri, laboratuar ölçeğindeki sabit yatak tipi bir reaktör kullanılarak incelenmistir. Deneysel sonuçlar, CuO-SiO2 tipi sorbentlerin kapasite kullanım oranlarının diğerlerinden daha yüksek olduğunu ortaya koymustur. Buna karsın, kapasite değisimi açısından ise yas emdirme yöntemiyle hazırlanan sorbentler biraz daha üstündür. Kükürt tutma-yenilenme sürecinin, hazırlanan tüm sorbentlerin yapısında değisimlere neden olmaktadır. Sonuç olarak, mezo-gözenekli malzemelerin sıcak gazlardan kükürt giderme sorbentlerinde tasıyıcı olarak kullanılabileceği görülmüstür. Çalısmalar sırasında, sentez asamasında mezo-gözenekli SBA -15'in yapısına CuO sokarak sorbent numuneleri hazırlamak esasına dayanan yeni bir yöntem daha denenmis ancak istenen oranda CuO yüklenememistir. Bu nedenle bu yöntemle sorbent hazırlama çalısmalarına son verilmistir. Ancak, bu yöntemin, katalizörlerde olduğu gibi, çok daha düsük miktarlarda Cu yüklemenin yeterli olduğu uygulamalar için kullanılmasının mümkün olabileceği düsünülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, sorbents were prepared by using copper and mesoporous silica materials for the H2S removal from hot gases. CuO was used as the active component and mesoporous MCM-41 and SBA-15 were used as the carrier materials. Three types of sorbent were synthesized in the study. They were classified as CuO/MCM-41, CuO/SBA-15 and CuO-SiO2 type sorbents. CuO/MCM-41 and CuO/SBA-15 type sorbents were prepared by wet impregnation method. On the other hand, CuO-SiO2 type sorbents were prepared by a new method which was developed in this study. In this method, nano sized CuO particles were doped into the silica material structure through a single step synthesizing process The fresh and sulfided sorbent samples were characterized by using X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption, chemical analysis, thermal gravimetric analysis (TGA), H2-chemisorption and transmission electro microscopic (TEM) imaging methods. The H2S removal characteristics of the sorbent samples from hot gases were investigated by using a laboratory scale fixed bed reactor. Experimental results indicated that CuO-SiO2 type sorbents have higher capacity usage ratios than the others. On the other hand, the breakthrough point sulfur capacities of sorbents prepared by wet impregnation, appeared to be relatively less prone to the sulfidation-regeneration cycles. Sulfidation-regeneration processes caused changes in the structure of the sorbents. It could be claimed, that mesoporous materials are convenient to be used as carrier materials for hot gas desulfurization sorbents. In the study, a second new method, based on modifying the synthesis process of SBA-15, was developed and tested to synthesize sorbent by introducing CuO in to the structure of SBA-15. The method did not allow to introduce CuO enough to prepare a material that can be used for the removal of H2S from gases and thus was discarded. The test results, however indicated that, the method can be used to prepare materials with low CuO percentage, such as catalysts.
Benzer Tezler
- CFD simulation of multiphase sulphur removal reactor SAMUM
SAMUM multifaz kükürt temizleme reaktörünün CFD simülasyonu
MERT ERDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Analyses and assessments of three renewable energy based integrated systems for multigeneration
Çoklu üretim için yenilenebilir enerji kaynaklı üç entegre sistemin analiz ve değerlendirilmesi
ARAS KARAPEKMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
- Pamukkale ve Kızılcahamam heotermal alanlarından çıkan gazların gaz kromatografi yöntemiyle incelenmesi
Gas chromatographic study of gas dischargez in Pamukkale and Kızılcahamam geotermal areas
BERRİN SELÇUK
- Modeling the behaviour of carbon dioxide content in geothermal reservoirs using multiple tank lumped parameter models
Jeotermal rezervuarlarda karbondioksit miktarının çoklu tank modeli ile modellenmesi
ALPER SÜLEYMAN CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER İNANÇ TÜREYEN
- Yapı düşey kabuk bileşenlerinin performans belirlenmesi sürecinde ısı ve nem geçişi ölçümünde kullanılabilecek bir yöntem önerisi
A Recommended method which might be used in measuring heat and humidity transference in the process of identifying the performance of vertical multi-layer building components
ALİ ÇİÇEK
Doktora
Türkçe
2002
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ERİÇ