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
- Tez No: 325589
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HASAN BEDİR, PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2009
EnerjiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M. TURHAN ÇOBAN
- Kabarcıklı akışkan yatakta biyokütle gazlaştırma işleminin incelenmesi
Investigation of biomass gasification process in a bubbling fluidized bed
MAHMUT CANER ACAR
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
- 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
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- Ege bölgesinin sismik tomografi ile üç boyutlu modellemesi
Three dimensional modelling of the aegean region with the seismic tomography
H.SADİ KULELİ
- Elektromagnetik dalga yayınımının üç boyutlu olarak modellenmesi ve bazı uygulamaları
Three dimensional modelling of electromagnetic wave propagation as three dimentional and some applications
SEDAT ONAY
Doktora
Türkçe
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiFizik Bölümü
DOÇ. DR. ŞERAFETTİN EREL