Parametric study of water-gas shift reaction over Pt-based catalysts
Su-gazı geçiş reaksiyonunun Pt-temelli katalizörler üzerinde parametrik olarak incelenmesi
- Tez No: 409302
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Bu çalışmada düşük sıcaklık su-gazı geçiş reaksiyonun Pt içeren katalizörler üzerindeki parametrik incelemesi gerçekleştirilmiştir. Reaksiyon sıcaklığının, besleme kompozisyonun, katalizör tanecik boyutunun ve reaktör geometrisinin CO dönüşümü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Katalizörler, 1.5 wt% Pt-5 wt% CeO2/Al2O3 and 1 wt% Pt/MIL-53(Al), ardışık emdirme yöntemi ile deiyonize su kullanılarak hazırlanmıştır. CO dönüşümünün sıcaklıkla belirgin bir şekilde arttığı gözlemlenirken, besleme kompozisyonuna göre az miktarda değişim gösterdiği tespit edilmiştir. En yüksek CO dönüşümü olan % 84, 325 °C sıcaklıkta ve CO2 miktarının besleme akımındaki en yüksek kompozisyonda olduğu şartlarda elde edilmiştir. Pt/MIL-53(Al) için elde edilen CO dönüşümleri, Pt atomlarının emdirilmesinin ardından MIL-53(Al)'nin kristal yapısındaki değişimden ötürü % 5'in altında kalmıştır. XRD analizleri MIL-53(Al)'nin saklama koşullarının kristal yapısındaki değişimi önlemek için önemli olduğunu ve ardışık emdirme yönteminin MIL-53(Al) için uygun bir katalizör hazırlama yöntemi olmadığını ortaya çıkartmıştır. Reaktör çapı 10 mm'den 2 mm'ye azalırken, CO dönüşümünün % 1'den % 4'e arttığı tespit edilmiştir. Benzer bir etki Pt/CeO2/Al2O3 tanecik çapının 3.02x10-1 mm'den 3x10-3 mm'ye azaltılmasıyla gözlemlenmiş, bu değişiklik ile CO dönüşümü % 1'den % 12'ye artmıştır. Bu bulgular WGS reaksiyonun milimetre altı aralıkta reaktör çapları içeren bir mikrokanal reaktör düzeninde CO dönüşümünün iyileştirilebileceğine belirtmektedir. Bu hipotez Pt/CeO2/Al2O3 katalizörünün tanecik formunda ve kaplı bir tabaka halinde bulunduğu değişik mikrokanal reaktör düzenlerinde denenmiştir. Ancak, katalizör tabakasının yeterince kuvvetli şekilde tutunamaması ve reaksiyon karışımının tanecik formundaki katalizör yatağını atlaması gibi problemlerden ötürü net bir bulgu elde edilememiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, parametric investigation of low temperature water-gas shift reaction over Pt-based catalysts is carried out. Effects of reaction temperature, feed composition, catalyst particle size and reactor geometry on CO conversion are examined. The catalysts, 1.5 wt% Pt-5 wt% CeO2/Al2O3 and 1 wt% Pt/MIL-53(Al), are prepared by the incipient-to-wetness method using deionized water as solvent. It is observed that CO conversion increases with temperature significantly, whereas it varies slightly with the feed composition. Highest CO conversion of 84 % is obtained at 325 °C and at feed composition including the highest CO2 content. CO conversions obtained over Pt/MIL-53(Al) remained less than 5 % due to the change in the crystal structure of MIL-53(Al) after impregnation of Pt. XRD analyses reveal that storage conditions of MIL-53(Al) is important to prevent degeneracy in crystal structure and incipient-to-wetness method for catalyst preparation is not suitable for MIL-53(Al). It is found that CO conversion increases from 1 % to 4 % by decreasing the reactor diameter from 10 mm to 2 mm. A similar effect is noted by decreasing particle size of the Pt/CeO2/Al2O3 catalyst from 3.02x10-1 mm to 3x10-3 mm which increased CO conversion from 1 % to 12 %. These findings indicate that running WGS in a microchannel reactor configuration involving reactor diameters in the sub-millimeter range can improve CO conversion. This hypothesis is also tested in the context of studies in which the reaction is carried out in microchannel reactor configurations involving washcoated and packed forms of the Pt/CeO2/Al2O3 catalysts. However, no net findings are obtained due to problems in coating of the catalyst and by-passing of the reactive mixture.
Benzer Tezler
- Parametric investigation of water gas shift over Pd based catalysts
Su gazı geçişi reaksiyonunun Pd bazlı katalizörler üzerinde parametrik incelenmesi
ÖZGE ERTEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI
- A mathematical modeling study on the intensification of the water-gas shift reaction
Su gazı değişimi tepkimesinin yoğunlaştırılmasına yönelik bir matematiksel modelleme çalışması
ORHUN HARMANCILAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. AHMET KERİM AVCI
- Comparative study of low temperature water gas shift reaction over particulate and monolithic catalysts
Parçacıklı ve monolitik katalizörlerde su gazı geçiş reaksiyonunun karşılaştırmalı çalışması
SEVİNÇ TUNA
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
YRD. DOÇ. AHMET KERİM AVCI
- Sıcak yapay gazdan katalitik amonyak giderimi
Catalytic ammonia removal from hot syngas
YELİZ ÇETİN
Doktora
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
- Microchannel enabled reforming of glycerol to hydrogen over ni-based catalysts
Nikel bazlı katalizörler üzerinde gliserol reformlanmasının mikrokanal reaktörlerde incelenmesi
SİNAN KOÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI