Adsorption of reformer off-gas on nax zeolite and metal organic framework (MIL53(Al)): Equilibria and kinetics
Reformer çıkış gazının nax zeoliti ve metal organik ağ yapısı (MIL53(Al)) üzerinde adsorplanması: Denge ve kinetik
- Tez No: 342958
- Danışmanlar: PROF. DR. SEHER FEHİME ÖZKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Metanın buharla reformasyonundan üretilen sentetik gaz (SMR off-gas) H2, CO, CO2, ve CH4 karışımdır, saflaştırmadan sonra yakıt hücresinde kullanılabilir. Bu çalışmada SMR çıkış gazı karışımından yüksek miktarda H2 elde edebilmek için adsorpsiyon saflaştırma aracı olarak kullanılmıştır.Adsorbent olarak zeolitler ve metal organik ağ yapısı kullanılmıştır. Ultrasonik ve geleneksel metodla hazırlanmış K zengin zeolitler ve metal organik ağ yapısı MIL 53(Al) üzerindeki CO2 denge çalışmaları 1 atm? e kadar zeolitlerde MIL53(Al) dan daha yüksek adsorplama göstermiştir. K zengin zeolitler NaX zeolitinden daha düşük adsorplama göstermiştir. MIL53 (Al) için elde edilen adsorpsiyon izotermleri doğrusaldır. Bu MIL53 (Al) adsorbentini yüksek basınç uygulamaları için bir umut verici adsorbent yapar. 5 atm deki adsorpsiyon dengesi CO2>CH4>CO> H2 sıralaması ile NaX zeolitinin SMR çıkış gazı için iyi bir adsorbent olduğunu göstermektedir. SMR çıkış gazının MIL 53 (Al) üzerinde kinetiği zero length coumn (ZLC) yöntemi ile çalışılmıştır. Sonuçlar, hesaplanan difuzyon katsayılarının sıcaklığa güçlü şekilde bağlı ama akış hızına daha zayıf bağlı olduğunu göstermiştir. Çalışma, sistemin kristal içi difüzyon tarafından kontrol edildiğini ortaya koymaktadır. SMR çıkış gazlarının difüzyon üzerindeki aktivasyon energileri neredeyse aynıdır (yaklaşık 41 kJ/mol) ve SMR off gazlarının kinetic çapı ile değişmemektedir. MIL53(Al) üzerinde Henry sabitinden elde edilen SMR çıkış gazlarının adsorpsiyon ısıları adsorpsiyonun ekzotermik olduğunu göstermektedir. Çalışma ZLC yönteminin MIL 53 (Al) adsorbentinde reformer çıkış gazlarının difüzyon kinetiğini araştırmak için etkili bir araç olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Synthetic gas produced from steam methane reforming (SMR off -gas) is a mixture of H2, CO, CO2, and CH4 can be used in fuel cell after purification. In this study adsorption as a purification tool was used to obtain high H2 content of gas mixture from SMR off gas. Zeolites and metal organic framework were used as an adsorbent. CO2 equilibrium studies on K rich NaX zeolites, prepared with ultrasonic and traditional methods, and metal organic framework MIL53 (Al) shows high adsorption on zeolites than MIL53(Al) up to 1 atm. K rich zeolites give lower adsorption than NaX zeolite. Adsorption isotherms obtained for MIL53 (Al) is linear ( favorable for zeolites). This makes MIL53(Al) is an promising adsorbent for high pressure application. Adsorption equilibrium at 5 atm shows that NaX zeolite is good adsorbent for the SMR off gas with the following orders: CO2>CH4>CO> H2. Kinetics of SMR off gas in MIL 53 (Al) were studied by using Zero Length Column (ZLC) method. The results show that the calculated diffusivities are strongly dependent on temperature but weakly dependent on purge flow rate. The study reveals that transport is controlled by intracrystalline diffusion. The activation energy on diffusion are nearly same (about 41 kJ/mol) and not change with respect to kinetic diameter of SMR off gases. Heat of SMR off gas adsorption on MIL53(Al) obtained from Henry?s constant shows that adsorption is exothermic. The study shows that the ZLC method is an effective tool to investigate the diffusion kinetics of SMR off-gas gases in MIL53(Al).
Benzer Tezler
- Adsorption of methane reformer off-gas components in a column packed with Cu, Al, Ti and Zn based organic frameworks
Metan reformer çıkış gazı bileşenlerinin Cu, Al, Ti ve Zn temelli organik kafes yapıları ile dolgulu kolonda adsorpsiyonu
GAYE KANALTI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEHER FEHİME ÇAKICIOĞLU ÖZKAN
- Adsorption kinetics of methane reformer off-gases on aluminum based metal-organic frameworks
Metan reformer çıkış gazlarının alüminyum esaslı metal-organik ağ yapıları üzerinde adsorpsiyon kinetiği
DENİZ ANGI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEHER FEHİME ÇAKICIOĞLU ÖZKAN
YRD. DOÇ. DR. UFUK ŞENTÜRK
- Carbon dioxide removal in steam reforming: Adsorption of Co2 onto hydrotalcite and activated soda
Hidrojen gazı üretimi sırasında oluşan karbondioksit gazının arıtılması: Karbondioksitin hidrotalsit ve aktif soda üzerine adsorplanması
BERKER FIÇICILAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TİMUR DOĞU
PROF. DR. GÜLŞEN DOĞU
- Doğalgaz buhar reformasyonu ile hidrojen üretiminin simülasyonu ve optimizasyonu
Simulation and optimization of hydrogen production by steamreforming of natural gas
AKBAR KHOSHNOUDI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMİZ GÜLTEKİN AKAY
- Optimizing and simulating of hydrogen production from biogas for renewable energy conversion
Yenilenebilir enerji dönüşümü için biyogazdan hidrojen üretiminin optimizasyonu ve simülasyonu
ETKİN AKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER