A study on bimetallic water gas shift catalysts to be used in fuel processing
Yakıt proseslemede kullanılacak çift metalli su-gaz değişim katalizörleri üzerine bir çalışma
- Tez No: 245981
- Danışmanlar: PROF. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Bu çalışmanın amacı; bir yakıt prosesöründe kullanıma elverişli aktivite ve selektivite özelliklerine sahip, altın bazlı, çift metalli bir su-gaz değişim katalizörünün dizaynı ve geliştirilmesidir. Katalizör bileşimi, hazırlama metodu, kalsinasyon sıcaklığı, redüksiyon sıcaklığı ve redüksiyon karışımı bileşimi; katalizör dizaynı ve test çalışmalarında kullanılan parametrelerdir.Dokuz farklı katalizör örneği hazırlanmış, test edilmiş ve SEM karakterizasyonları yapılmıştır. Su Gaz Değişim reaksiyonu için ideal katalizör bileşimi, Re impregnasyonunu izleyen Au tortu çökmesi (Re+Au) ile hazırlanan %1 Re-%2 Au/ZrO2 olarak bulunmuştur. Re'un bu sırayla eklenmesinin katalitik aktiviteyi kaydadeğer şekilde artırdığı gözlendiğinden; renyumun iyi bir çift metalli, altın bazlı su-gaz değişim reaksiyonu katalizör destekleyicisi olduğu düşünülmüştür. Diğer beş farklı, gerçeğe uygun reaksiyon karışım bileşiminin yanısıra; yapılan testlerin birçoğunda %6 CO, %36 H2O, %39 H2, %10 CO2, %9 He içeren bir reaksiyon karışımı kullanılmıştır. Örneklerin su-gaz değişim aktiviteleri 250-350 ?C aralığında tespit edilmiştir. W/F (0.02, 0.03, 0.06) ve H2O/CO (5, 6 and 7) oranlarının, Re-Au çift metalli katalizörlerinin su-gaz değişim performansı üzerindeki etkisi de incelenmiş, ve beklendiği gibi, katalitik aktivitenin 350 ?C'de tüm W/F oranları için çok yakın olması haricinde, genel eğilimin katalitik aktivitenin artan W/F ve H2O/CO oranlarıyla artması yönünde olduğu görülmüştür. İdeal katalizör bileşimi ve reaksiyon koşullarında, katalitik aktivitenin 350 ?C'de %55'e kadar ulaştığı gözlenmiştir.Eser miktarda metan oluşumu sadece Au+Re sırasıyla hazırlanan katalizöler için 350 ?C'de gözlenmiştir. Diğer örnekler için metan aktivitesine rastlanmamıştır. Bu çalışmanın sonuçları, zirconium dioksit üzerinde Re-Au çift metalli katalizörün gerçek bir yakıt prosesöründe kullanım potansiyeli bulunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to design and develop a Au-based, bimetallic WGS catalyst which has suitable activity and selectivity characteristics to be used in a fuel processor. The catalyst composition, preparation method, calcination temperature, reduction temperature and reduction mixture composition, and feed composition were the parameters used in the catalyst design and testing studies.Nine different catalyst samples were prepared, tested and they are characterized by SEM. The optimum catalyst composition for WGS reaction was found to be 1% Re-2% Au/ZrO2, prepared by impregnation of Re on ZrO2 followed by deposition precipitation of Au (Re+Au). Addition of Re in this sequence was observed to improve the catalytic activity significantly, suggesting that rhenium is a good promoter for bimetallic gold based WGS catalysts. Together with five other different realistic feed compositions, a reaction mixture of 6% CO, 36% H2O, 39% H2, 10% CO2, 9% He was used for most of the reaction tests performed. The WGS activities of the samples were determined for 250-350 ?C range. Effect of W/F ratio (0.02, 0.03, 0.06) and H2O/CO ratio (5, 6 and 7) on the WGS performance of Re-Au bimetallic catalysts were also investigated, and as expected, the general trend observed was that the catalytic activity increases with increasing W/F and H2O/CO ratios, with the exception that the catalytic activity was found to be very close for all W/F ratios at 350 ?C. For optimum catalyst composition and reaction conditions, the catalytic activity was observed to reach as high as 55% CO conversion at 350 ?C.Trace amounts of methane formation was observed only for the samples prepared by Au+Re sequence at 350 ?C. No methane activity was observed for the rest of the samples. The results of the current study indicate that the bimetallic Re-Au catalyst supported on zirconia has a real potential to be used in the WGS unit of a real fuel processor.
Benzer Tezler
- Eşzamanlı karbondioksit kullanımı ve hidrojen dönüşümü için nikel-demir bazlı katalizör üzerinde karbondioksitten metan eldesi
CO2 to methane over nickel-iron based catalyst for simultaneous CO2 utilization and hydrogen conversion
BUKET KAPLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
PROF. DR. ŞAHİKA SENA BAYAZİT
- CO2 hidrojenasyon reaksiyonu için NI-CO/CMK-3 katalizörünün özelliklerine SBA-15 ve destek karbon yapı sentez parametrelerinin etkisi
Effect of SBA-15 and support carbon structure synthesis parameters on the properties of NI-CO/CMK-3 catalyst for CO2 hydrogenation reaction
GÜLCE ÇAKMAN
Doktora
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SUNA BALCI
- Design and development of catalysts and adsorbents for COX free H2 production
COX?ten arındırılmış H2 üretimine yönelik katalizör ve adsorbanların tasarımı ve geliştirilmesi
BURCU SELEN ÇAĞLAYAN
Doktora
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Utilization of carbon dioxide and methane via catalytic reforming reactions
Karbondioksit ve metanın katalitik reformlama reaksiyonları ile kullanılması
ŞEYMA ÖZKARA AYDINOĞLU
Doktora
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Pem tipi yakıt hücrelerinde katalizör film kalınlığının elektrokimyasal performansa etkisi
The effect of catalyst film thickness on electrochemical performance in pem fuel cells
YUNUS FURKAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ ŞEMS AHSEN