Geri Dön

Oxidative steam reforming of light hydrocarbons in a catalytic microchannel reactor

Hafif hidrokarbonların oksijen destekli buhar reformlamalarının katalitik mikrokanal reaktör düzeninde incelenmesi

  1. Tez No: 338872
  2. Yazar: İREM ŞEN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  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: 101

Özet

Hafif hidrokarbonların (metan ve propan) oksijen destekli buhar reformlama reaksiyonları, egzoz gazı reformlama koşullarında ve mikrokanal reaktör düzeninde hesaplamalı ve deneysel yöntemlerle incelenmiştir. Propanın oksijen destekli buhar reformlama reaksiyonunun hesaplamalı çalışmaları, benzin ve dizel yakıtlı içten yanmalı motorlardan elde edilen farklı egzoz gazı bileşimlerinin, egzoz gazı reformlama reaktörüne beslenen propan ve buhar miktarlarının ve reaktöre beslenen toplam akış hızının sıcaklık ve ürün dağılımına etkilerini ortaya koymaktadır. Yatışkan halde yapılan hesaplamalı çalışmalar, mikrokanal reaktör düzeninde etkili ısı değişimininin ve homojen sıcaklık dağılımının düşük besleme hızlarında dahi sağlanabileceğini göstermiştir. Sisteme beslenen propan ve buhar miktarı artışının hidrojen ve karbon monoksit üretimini arttırdığı gözlenmiştir. Toplam besleme hızını arttırmak eksensel ısı dağılımını geliştirmiş fakat yetersiz kalma süresinden dolayı hidrojen ve karbon monoksit üretiminde düşüşe sebep olmuştur. Çalışmanın deneysel bölümünde reaksiyon sıcaklığının, molar buhar/karbon ve molar oksijen/karbon oranlarının Pt ve Rh bazlı kaplı katalizörler üzerinde gerçekleşen metanın oksijen destekli buhar reformlaması verimine olan etkileri mikroakışlı egzoz gazı reformlama koşullarında incelenmiştir. Sonuçlar metan dönüşümünün sıcaklık ve beslenen buhar ve oksijen miktarındaki artışla birlikte arttığını göstermektedir. Rh bazlı katalizörlerden oluşan kombinasyonun gerek metan dönüşümü gerekse de hidrojen ve karbon monoksit üretimi açısından daha iyi performans gösterdiği görülmüştür.

Özet (Çeviri)

Oxidative steam reforming (OSR) reaction of light hydrocarbons (methane and propane) is investigated under exhaust gas reforming (EGR) conditions in a catalytic heat-exchange integrated microchannel by computational and experimental techniques. OSR of propane is investigated by computer-based modeling and simulation studies to demonstrate the effects of different exhaust gas compositions from diesel and gasoline internal combustion engines (ICEs) by parametric variation of the amounts of propane and steam injected into the EGR feed and of the total feed flow rate. Steady-state simulations conducted using computational fluid dynamics (CFD) show that effective heat transfer and uniform temperature distribution can be obtained in the microchannel configuration even at low gas hourly space velocities (GHSVs). Higher hydrogen and carbon monoxide yields are possible by injecting more propane and steam into the feed. Increasing total feed flow rate, hence the GHSV improves axial heat distribution, but can lead to reduction in the hydrogen and carbon monoxide yields due to insufficient contact time. In the experimental part of the work, microfluidic EGR process is observed via OSR of methane over three different Pt- and Rh-based catalyst configurations. For each catalyst configuration, parametric study of methane OSR is conducted in order to observe the effects of feed compositions (molar steam-to-carbon and oxygen-to-carbon ratios) and temperature on methane conversion and on product distribution. The results show that methane conversion is enhanced with the increase in temperature and in the amounts of oxygen and water in the feed stream. The catalyst combination involving 2wt % Rh/alumina coated catalyst only is found to exhibit the best performance in terms of increased methane conversion, and hydrogen and carbon monoxide compositions.

Benzer Tezler

  1. Production of hydrogen from light hydrocarbons via indirect partial oxidation on bimetallic catalysts

    Hafif hidrokarbon yakıtlarından çift metalli katalizörler üzerinde dolaylı kısmi oksidasyon ile hidrojen eldesi

    BURCU SELEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU

  2. Steam reforming and indirect partial oxidation of light hydrocarbons over bimetallic catalysts

    Hafif hidrokarbon yakıtlarının çift metalli katalizörler üzerinde buhar reformlaması ve kısmi oksidasyonu

    FEYZA GÖKALİLER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    KimyaBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU

    PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN

  3. Catalytic oxidation of methane in a microchannel reactor under oxygen-lean conditions

    Yalın oksijen şartları altında mikro kanal reaktördeki katalitik metan oksidasyonu

    İSMAİL BAHADIR KARA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. AHMET KERİM AVCI

  4. A theoretical study on catalytic steps of hydrogen production and purification

    Hidrojen üretimi ve saflaştırılması aşamalarında kullanılan katalitik sistemlerin kuramsal olarak incelenmesi

    ASLIHAN SÜMER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    KimyaBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU

  5. Yeşil sentez metodu ile hazırlanan Ag2S temelli nanokompozitlerin fotokatalitik hidrojen üretiminde kullanılması

    The use of Ag2S based nanocomposites prepared by green synthesis method in photocatalytic hydrogen production

    AYDIN BARIŞ ŞİMŞİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KEZİBAN ATACAN