Geri Dön

Thermodynamic analysis of steam assisted conversion of bio oil components to synthesis gas

Bio yağ bileşen maddelerinin buhar ile sentez gazlarına dönüşümlerinin termodinamik analizi

  1. Tez No: 232471
  2. Yazar: SEDA AKTAŞ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 77

Özet

Hidrojen üretiminde en yaygın süreç fosil yakıt bazlı hidrokarbonların buhar ile reformlanmasıdır. Ancak fosil yakıtların kullanımı sera gazı etkisini arttıran karbon dioksitin yüksek miktarda üretimine neden olmaktadır. Buna karşılık biyolojik içerikli yakıtlar, sürdürülebilirlik ve doğal karbon dioksit dengesi özellikleri ile bu soruna en yakın çözüm olarak görülmektedir. Bu çalışmanın amacı, biyo-yağ bileşen maddelerin ? formik asit, isopropil alkol, laktik asit ve fenol ? buhar ile dönüşümlerinin termodinamik analizlerini yapmak ve süreç değişkenleri olan sıcaklık, buhar-yakıt oranı ve basıncın ürün dağılımı üzerindeki etkisini incelemektir. Bu amaçla, sıcaklık, basınç ve buhar-yakıt oranı sırasıyla, 600?1000 K, 1?30 bar ve 4?9 aralığında değişen değerlerde termodinamik analizler yapılmıştır. Gibbs Serbest Enerji minimizasyonu yöntemi ile ürünlerin denge durumundaki mol sayıları belirlenmiştir. Oluşan optimizasyon problemi ardışık karesel programlama algoritması ile çalışan `General Algebraic Modeling System' (GAMS) ortamında çözülmüştür. Sonuçlar incelendiğinde, model hidrokarbonların tüm analiz koşullarında hemen hemen tamamının ürüne dönüşümü gözlenmiştir. Sıcaklık ve buhar-yakıt oranının ürün dağılımdaki hidrojen oranı üzerinde farklı oranlarda olumlu etkisi olurken, buna rağmen basınçtaki artışın hidrojen üretimini engellediği görülmüştür. Bu eğilimler reaksiyon mekanizmaları hakkında fikir vermiş ve yakıtların buhar ile refromlanmasının yanı sıra önemli oranda su?buhar dengesi, metanın buhar ile reformlanması ve metanlaştırma reaksiyonlarının varlığını işaret etmiştir.

Özet (Çeviri)

Steam reforming is a well-established route for hydrogen production, but the processing of fossil-based hydrocarbons leads to the generation of carbon dioxide, a well-known greenhouse gas. Recently, the use of biomass-driven resources such as bio-oil has been recognized as a viable solution in terms of its sustainability and its CO2 neutral behavior. The aim of this study is to investigate the thermodynamics of steam assisted conversions of model components of bio-oil ? formic acid, isopropyl alcohol, lactic acid and phenol ? and to understand the effect of process variables such as temperature, pressure and inlet steam-to-fuel ratio on the product distribution. For this purpose, a thermodynamic analysis is performed at ranges of temperature, pressure and steam-to-fuel ratio of 600?1000 K, 1?30 bar and 4?9, respectively. The number of moles of each component in the product stream at equilibrium is calculated via the method of Gibbs Free Energy (GFE) minimization technique. The resulting optimization problems are solved using Sequential Quadratic Programming (SQP) algorithm under General Algebraic Modeling System (GAMS) environment. The results indicate that, for all model hydrocarbons and operating conditions, almost complete conversion to H2, CO, CO2 and CH4 are achieved. Temperature and steam-to-fuel ratio have positive effects in increasing hydrogen content of the product mixture at different magnitudes, whereas the increase in pressure suppressed hydrogen production. These trends provide insight about the reaction mechanism and indicate the existence of water-gas shift, methanation and methane steam reforming as major side reactions running parallel to steam reforming of the model hydrocarbon.

Benzer Tezler

  1. Gemiler için kinematik bir stirling motorunun hareket mekanizmalarının incelenmesi

    An investigation on driving mechanisms of the kinematic stirling engine for ships

    SERDAR METE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA ERGİN

  2. Irak'ta bulunan bir toplu konut projesi için solar enerji destekli trijenerasyon sistem tasarım ve analizi

    Determination of Iraq solar energy for design and analysis of a trigeneration system for a typical building

    PAYMAN MOHAMMED HAKEEM HAKEEM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TANSEL KOYUN

  3. İzmir koşullarında güneş enerjisi destekli ısı pompası tasarımı

    The design of heat pump assisted by a solar system in the conditions of İzmir utlu

    ZAFER UTLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    EnerjiEge Üniversitesi

    Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECDET ÖZBALTA

  4. Yenilenebilir enerji kaynaklı duvardan ısıtma ve soğutma sisteminin teorik ve deneysel incelenmesi

    Theoretical and experimental investigation of a renewable energy source assisted heating and cooling system

    UĞUR AKBULUT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OLCAY KINCAY

    PROF. DR. T. HİKMET KARAKOÇ

  5. Thermodynamic analysis of steam reforming and partial oxidation of acetic acid and acetone

    Asetik asit ve asetonun su buharı reformlama ve oksidatif su buharı reformlama proseslerinin termodinamik analizi

    BÜŞRA GONCA KIZILPELİT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU

    PROF. DR. ŞEYMA AYDINOĞLU