Geri Dön

Syngas production over reducible metal oxides

İndirgenebilir metal oksitlerden sentez gazı eldesi

  1. Tez No: 338374
  2. Yazar: ATALAY ÇALIŞAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 120

Özet

Bu tez kapsamında kobalt oksit ve kurşun oksitin oksijen için kimyasal döngü maddesi olarak kullanımının termodinamik analizi çalışılmıştır. Yapılan teorik çalışmalar deneysel olarak da doğrulanmıştır. Seçilen oksitler için Ellingham diyagramları oluşturulmuştur. Daha sonra, seçilen oksitlerin değişik sıcaklıklarda ve basınçlarda stabilite analizleri detaylı termodinamik analizlerle gerçekleştirilmiştir. Çalışılan bu oksitlerin değişik reaksiyonlar sonucunda oluşturdukları ürün dağılımı dengede Gibbs serbest enerji metodu ile hesaplanmıştır. Yapılan bu çalışma sonunda kobalt, kurşun ve bu metallerin oksit formlarının sentez gazı üretiminde kullanılabileceği gösterilmiştir.Deneysel çalışmaların yapıldığı bölümde, PbOx, CoOx, Pt-yüklenmiş CoOx ve Pt-yüklenmiş kobalt alumina, ve kurşun kobalt alaşım oksitleri sentezlenmiştir. Sentezlenen maddelere ek olarak, teknik saflıkta kobalt oksit ve kurşun çubuklar kullanılmıştır. XRD çalışmaları, kullanılan oksitlerin kristal yapılarının çoğunlukla Co3O4, Pb2O3 ve ?-PbO oluştuğunu göstermiştir. Bu oksitlerin yapılarından sıcaklığa bağlı oksijen salma deneyleri ev yapımı bir sistemde gerçeklerştirilmiştir. İndirgenmiş metal oksitler CO2 ve H2O ile başarıyla tekrar oksitlenmiştir. Sıcaklığa bağlı oksijen salma deneyleri, iki metal oksit çiftinin beraber kullanıldığında oksijen salma hızı ve salınan oksijen miktarının yükseldiğini, ayrıca oksijen salınımının düşük sıcaklıkta başladığı görülmüştür. Bu bulgular termodinamik çalışmalardan elde edilen varsayımlarla tutarlı olduğu bulunmuştur. Seri dolgulu yatak reaktörü ile sıcaklıkla ilk dolguda yer alan metal oksitin yapısından ayrılan oksijenin ikinci dolguda yer alan kömürün oksidasyonunda kullanılmıştır. Kömür oksitlenmesinin, Pb/Co=3 (wt./wt.) alaşım oksiti kullanılarak 400oC ve 600oC'lerde neredeyse hiç CO2 oluşumu olmadan gerçekleşebileceği bulunmuştur. Ayrıca istenen ürün seçimliliğinin (CO), reaksiyon ortamında yer alan reaktif maddenin (O¬2) konsantrasyonun kontrol edilerek artırılabileceği de gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

The scope of this thesis was to study thermodynamics of lead oxide and cobalt oxide as the chemical looping agent for oxygen. Furthermore, the theoretical results were verified experimentally. Ellingham diagrams were constructed for the selected oxides. Then, detailed thermodynamic analysis was conducted for stability analysis at different temperatures and pressures. Equilibrium product compositions for various reactions involving these oxides were calculated via Gibbs free energy minimization analysis. Finally, it was shown that cobalt, lead and their oxide forms can be used for syngas production.In the experimental part PbOx, CoOx, Pt-doped CoOx and Pt-doped cobalt alumina, and mixed lead cobalt oxides were synthesized. In addition, technical grade cobalt oxide and lead rods were also used. XRD analysis indicated that Co3O4, Pb2O3 and ?-PbO were the main crystal structures. Oxygen evolution from mixed oxides was monitored by TPD in a home built system. Re-oxidation of the reduced metals was successfully conducted using CO2 and H2O as oxidizing agents. Oxygen TPD studies indicated that oxygen evolution rates and amounts were higher and started at lower temperatures when two oxides were together. These observations were consistent with the predictions obtained from thermodynamics. In a series packed bed reactor, evolved oxygen from the mixed oxides were used to react with coal packed upstream of the oxides. It was found that coal oxidation can be achieved around 400oC and 600oC by using Pb/Co=3 (wt./wt.) looping media with almost no CO2 formation. It was also found that desired product selectivity (CO) can be increased by controlling reactive agent (O2) concentration in reaction environment.

Benzer Tezler

  1. Catalytic synthesis gas production in microchannel reactors

    Mikrokanal reaktörlerde katalitik sentez gazı üretimi

    EYUP ŞİMŞEK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    EnerjiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI

    PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN

  2. High temperature pyrolysis of composite wastes for syngas production

    Kompozit atıklardan yüksek sıcaklık pirolizi ile sentez gazı üretimi

    YUSUF TOLUNAY KILIÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN

  3. Laboratuvar ölçekli yeraltında kömür gazlaştırma reaktörünün hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile yapay gaz üretiminin analizi

    Computational fluid dynamics analysis of syngas production from an ex-situ underground coal gasification reactor

    ENGİN DENİZ CANBAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MESUT GÜR

  4. Sentez gazı üretimi için MgAl2O4 destekli Ni-Co katalizörlerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of Ni-Co catalysts supported on MgAl2O4 for syngas production

    OYA ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TUBA GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ

  5. Nikelalüminat (NiO/Al2O3) nanopartiküllerinin üretimi

    Production of NiO/Al2O3 nanocomposite particles

    TUNÇAĞ CİHANGİR ŞEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN