An experimental study on design and development of efficient catalysts for dry reforming of methane (CDRM)
Metanın kuru reformlamasında kullanılacak etkili katalizörlerin tasarım ve geliştirilmesi hakkında deneysel çalışma
- Tez No: 270430
- Danışmanlar: PROF. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Bu çalışmanın amacı, metanın karbon dioksitle katalitik reformlaması yöntemiyle sentez gazı üretimini sağlayacak, zirkonya destekli, kobalt bazlı, çift metalli bir katalizör tasarlamak ve geliştirmektir. Katalizörün oksijen depolama kapasitesini arttırmak amacıyla, Ce yardımcı olarak kullanılmıştır. Reaksiyon koşullarının oluşan karbon miktarı ve tipi üzerindeki etkisini anlamak amacıyla, farklı koşullar altında gerçekleştirilen reaksiyonlar esnasında katalizör üzerinde biriken karbon tipi araştırılmıştır. Aktivite, stabilite ve seçicilik testleri için parametreler olarak, sıcaklık, besleme gazlarının oranı ve besleme hızının katalizör miktarına oranı seçilmiştir; CH4 ve CO2 dönüşüm yüzdeleri aktivitenin, H2/CO ürün oranı ise seçiciliğin ölçütü olarak belirlenmiştir. % 5 Co-% 2 Ce/ZrO2 katalizörünün karakterizasyonu, reaktanların katalizördeki uygun bölgelere ulaşmasına imkan verecek şekilde tüm metal parçacıklarının homojen dağıldığını göstermiştir. Katalizör üzerinde biriken karbonun, incelenen her reaksiyon koşulu için ipliksi yapıda olduğu belirtilmiştir. Aynı zamanda, Ce/Co oranının yüksek olduğu bölgelerde düşük karbon birikimi gözlenerek Ce'nin katalizör aktivitesi üzerindeki etkisi açıkça ortaya konmuştur. Yapılan performans testlerine dayanarak, sıcaklık artışının hem CH4 ve CO2 dönüşüm yüzdelerini hem de H2/CO ürün oranını arttırdığı görülmüştür. 2/1'lik CH4/CO2 besleme oranı, CH4 dönüşümü için en düşük sonuçları verirken, CO2 dönüşümü ve H2/CO ürün oranı için en yüksek sonuçları göstermiştir. 1/1'lik besleme oranı ise CO2 dönüşüm yüzdesi ve H2/CO oranı için 2/1'lik oran ile benzer sonuçlar gösterirken, daha yüksek CH4 dönüşümü elde edilebilmiştir. Besleme hızının katalizör miktarına olan oranının arttırılmasının, stabilite profilini etkilemeden dönüşüm değerlerini ve H2/CO ürün oranını azalttığı gözlemlenmiştir. İncelenen tüm parametreler göz önüne alınarak, Co-Ce/ZrO2 sistemi için optimum reaksiyon koşulları, 1/1'lik CH4/CO2 oranı, yüksek sıcaklık ve düşük besleme hızı/katalizör miktarı oranı olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The overall purpose of this research study is to design and develop effective Co-based bimetallic catalyst supported on zirconia for the production of synthesis gas via CO2 reforming of methane (CDRM). In order to increase the oxygen storage capacity of the catalyst, Ce was used as a promoter. The type of carbon deposited on catalysts during reactions performed under various reaction conditions was investigated to understand the effect of those conditions on type and abundance of coke formation. The reaction temperature, feed ratio and space velocity were the parameters used in activity and selectivity tests; activity was determined in terms of CH4 and CO2 conversions and selectivity was determined in terms of H2/CO product ratio in the product stream. Characterization of the 5 % Co-2 % Ce/ZrO2 catalyst indicated uniformly distributed metal particles allowing reactants to access the appropriate sites. The type of carbon deposited on catalysts under different reaction conditions was all filamentous. It was also clearly observed that the parts of the catalyst particles having high Ce/Co ratios have less carbon deposition, remarking the effect of ceria on the catalyst activity. On the basis of the performance test results, it was concluded that increasing temperature increased CH4 and CO2 conversions and H2/CO product ratio. CH4/CO2 feed ratio of 2/1 gave the lowest methane conversion but the highest values for carbon dioxide conversion and H2/CO product ratio. On the other hand, CH4/CO2 feed ratio of 1/1 presented similar results for carbon dioxide conversion and H2/CO product ratio with increased methane conversion. Additionally, it was found out that increasing space velocity decreased the conversion values and H2/CO product ratio without affecting the stability profile. Considering all of these parameters, it was suggested that CH4/CO2 ratio of 1/1 with high temperature and low space velocity were the optimum reaction conditions for CDRM over Co-Ce/ZrO2 system.
Benzer Tezler
- Development and characterization of ceramic nanofiber membranes for dye removal from textile wastewater
Tekstil atıksularından boya giderimi için seramik nanofiber membranların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NURAY YERLİ SOYLU
Doktora
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Potasyum ve çinko metallerinin TiO2 destekli demir katalizörüne eklenmesinin Fischer tropsch sentezi ile hafif olefin üretimine etkilerinin araştırılması
Study of effects of potassium and zinc metals on TiO2 supported iron catalysts for production of light olefins by Fischer tropsch synthesis
UTKU BURGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Atıkların yüksek sıcaklıkta sürekli pirolizi için yarı-pilot ölçek yeni bir vidalı reaktör geliştirilmesi
Development of a new semi-pilot scale screw reactor for continuous pyrolysis of wastes at high temperature
ANIL ÜNSAÇ
Doktora
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Gemilerde kullanılan seçici katalitik indirgeme sistemlerinde tortu oluşumunun ve azot oksit indirgeme performanslarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of urea-deposit formation and nitrogen oxide reduction performances in selective catalytic reduction systems used on marine vessels
TALAT GÖKÇER CANYURT
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Computational investigation of organic reactions via mechanistic approaches
Organik tepkimelerin mekanistik yaklaşımlar kullanılarak hesapsal incelenmesi
ESRA BOZ