Oxidative steam reforming of light hydrocarbons in a catalytic microchannel reactor
Hafif hidrokarbonların oksijen destekli buhar reformlamalarının katalitik mikrokanal reaktör düzeninde incelenmesi
- Tez No: 338872
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2003
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- 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
2005
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- 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
2012
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. AHMET KERİM AVCI
- 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
2010
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- 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
