Geri Dön

Three dimensional modelling of autothermal reforming of methane in a Pt-Ni washcoated micro-channel reactor

Metanın mikro kanallı Pt-Ni ile kaplı reaktörde ototermal reformlamasının üç boyutlu simülasyonu

  1. Tez No: 325589
  2. Yazar: BİLGE KEREM AKSAKAL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HASAN BEDİR, PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  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: 94

Özet

Kanal duvarları Pt ve Ni ile kaplanmış mikro kanallı reaktör içerisinde metan gazından oksidatif buhar reformlama ile hidrojen üretiminin üç boyutlu modellemesi ve simülasyonu HAD (hesaplamalı akışkan dinamiği) kullanılarak yapılmıştır. Simülasyonlarda mikro kanallı reaktörün kanallarının içi 1/20 ve 1/30 oranlarında, rastgele dağıtılmış, Pt ve Ni katalizörleriyle kaplanmıştır. Platin kaplı olduğu varsayılan alanda ısıveren yanma reaksiyonu, nikel kaplı alanda ısıya muhtaç buharlı reformlama reaksiyonu gerçekleştiği varsayılmıştır. 723-1023 K arasındaki giriş sıcaklıkları, farklı buhar / karbon ve karbon / oksijen oranları simüle edilerek en uygun reaktör giriş şartı incelenmiştir. Modellenen sistemin performansı; metanın dönüştürülmesi, hidrojen verimi ve hidrojenin karbon monoksite seçiciliği kullanılarak değerlendirilmiştir. Reaktör girişinin 723 K'e ısıtılması düşük metan dönüşümüne sebebiyet vermiş ve verimsiz olarak kaydedilmiştir, bununla beraber yüksek giriş sıcaklıkları hidrojenin karbon monoksite seçiciliğini düşürmüştür. Bu durumda oksidatif buhar reformlama reaktörünün çıkışında istenen H2/CO oranı ve hidrojen verimini elde etmek için uygun bir ?giriş kompozisyonu-giriş sıcaklığı-katalizör oranı? seçilmelidir. Buna göre 5 kWe'lık PEM tipi yakıt pilini besleyecek reaktörün boyutlandırılması yapılmıştır.

Özet (Çeviri)

Steady state behavior of hydrogen production from oxidative steam reforming of methane in a Pt-Ni bimetallic washcoated Al2O3 microchannel reactor was modeled and simulated three dimensionally by using CFD rogram. Internal channels of Al2 O3 monolith reactor are covered with Pt and Ni in given metal loadings; in the simulations Pt and Ni clusters are considered randomly distributed according to ratio of 1/20 and 1/30. It is assumed that on Pt covered areas total oxidation of methane and on Ni covered areas steam reforming and water-gas shift reactions occur. Simulations are performed for cases with different steam to carbon and carbon to oxygen feeding ratios for 723-1023 K inlet temperature range by using FLUENT. The system performance is evaluated on the basis of the obtained methane conversion, hydrogen yield and hydrogen to carbon monoxide selectivity ratio at the exit. An inlet temperature of 723 K was proven to be too low for efficient system performance. The results of the simulations reveal that methane conversion and hydrogen yield increases but H2/CO selectivity ratio decreases with the increase in inlet temperature, for all feed compositions. Thus, an optimum ?feed composition-inlet temperature-catalyst composition? combination should be selected according to required hydrogen yield and H2/CO selectivity at the exit of the OSR system. Sizing of microchannel reactor has been done to provide hydrogen for 5 kWe PEM fuel cell for each case.

Benzer Tezler

  1. Su üstü savaş gemisinde NATO F-76 dizel yakıtlı katı oksitli yakıt pili sistemi tasarımı ve analizi

    Design and analysis of solid oxide fuel cell system on board surface warship

    CÜNEYT EZGİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    EnerjiEge Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. M. TURHAN ÇOBAN

  2. Kabarcıklı akışkan yatakta biyokütle gazlaştırma işleminin incelenmesi

    Investigation of biomass gasification process in a bubbling fluidized bed

    MAHMUT CANER ACAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE

  3. Yüksek basınç türbinleri için kayıp terimleri doğrulanmışbir boyutlu tasarım kodunun geliştirilmesi

    Development of a meanline design tool specialized forhigh pressure turbine with corrected loss system

    MUHAMMET ENSAR YAZGAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU

  4. Three-dimensional modelling of the human knee joint

    İnsan diz ekleminin üç boyutlu modellemesi

    AHMET ERDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. S. TURGUT TÜMER

  5. Tarihi bölgelerde üç boyutlu bina modellemesi: İstanbul Fatih bölgesi Taşhan örneği

    Three dimensional modelling of historical sites: Istanbul Fatih region Tashan sample

    ERKUT ER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Jeodezi ve FotogrametriGebze Teknik Üniversitesi

    Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CUMHUR ŞAHİN