Syngas production over reducible metal oxides
İndirgenebilir metal oksitlerden sentez gazı eldesi
- Tez No: 338374
- Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- Catalytic synthesis gas production in microchannel reactors
Mikrokanal reaktörlerde katalitik sentez gazı üretimi
EYUP ŞİMŞEK
Doktora
İngilizce
2012
EnerjiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI
PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- High temperature pyrolysis of composite wastes for syngas production
Kompozit atıklardan yüksek sıcaklık pirolizi ile sentez gazı üretimi
YUSUF TOLUNAY KILIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
- 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
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR
- 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
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TUBA GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ
- Nikelalüminat (NiO/Al2O3) nanopartiküllerinin üretimi
Production of NiO/Al2O3 nanocomposite particles
TUNÇAĞ CİHANGİR ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN