WGS kinetics over pt-based trimetallic catalyst under realistic conditions
Gerçek şartlar altında pt-bazlı üç metalli katalizörün WGS kinetiği
- Tez No: 474319
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Bu çalışmanın amacı, gerçekçi besleme koşulları altında su-gaz değişimi reaksiyonu için küçük ölçekli yakıt işlemcisinin WGS ünitesinin tasarımında kullanılmak üzere 1Pt-0.5Re-1V/CeO2 katalizörü üzerinde güvenilir bir üssel hız denklemi elde etmektir. Bu kapsamda, 1Pt-0.5Re-1V/CeO2 katalizörü incipient-to-wetness empregnasyon yöntemi kullanılarak hazırlanmış ve kütle transferi sınırlamaları olmayan deneysel koşulları belirlemek için ön kinetik testler yapılmıştır. Kinetik deneyler buhar/karbon oranı 15 ile 45 arasında değişen aralıkta 350 °C'de ve atmosfer basıncında gerçekleştirilmiştir. 17 çift deney karbonmonoksit, buhar, hidrojen, karbondioksit ve metanın kısmi basınçları ve reaktörde kalma süresi değiştirilerek yürütülmüştür. Deneysel hız verileri, başlangıç hız yöntemi kullanılarak üssel hız denkleminin kinetik parametrelerini tahmin etmek için kullanılmıştır. WGS reaksiyon mertebeleri doğrusal olmayan bağlanım yöntemi kullanılarak %6 hata payı içinde sırasıyla karbonmonoksit, buhar, hidrojen ve karbondioksite göre 0.82, 0.31, -0.29 ve -0.35 olarak tahmin edilmiştir. Reaksiyon hızı, besleme akışında CO veya H2O konsantrasyonundaki bir artış ile artarken, besleme akışına H2 ve CO2 eklenmesiyle nispeten azalmıştır. Buna ek olarak, besleme akışındaki metan varlığının WGS kinetiği üzerindeki etkisi araştırılmış ve hız ifadesinde metan teriminin varlığında ve yokluğunda, CO, buhar, H2 ve CO2'nin öngörülen reaksiyon mertebelerinde herhangi bir değişiklik olmadığı için kinetik reaksiyon hızının, besleme akışındaki CH4 konsantrasyonundan bağımsız olduğu bulunmuştur. Görünür aktivasyon enerjisi ve frekans faktörü 300-350 ºC sıcaklık aralığında sırasıyla 28.21 kJ mol-1 ve 29.09 μmol mgcat-1 s-1 kPa-0.49 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to obtain a reliable power law type kinetic expression under realistic conditions for water-gas shift reaction over 1Pt-0.5Re-1V/CeO2 catalyst to be used in designing the WGS unit of a small scale fuel processor. In this content, 1Pt-0.5Re-1V/CeO2 catalyst was prepared using incipient-to-wetness impregnation method and the preliminary kinetic tests were conducted to determine kinetically controlled and mass transfer limitations free experimental conditions. The kinetic experiments were performed at 350 °C and atmospheric pressure with S/C feed ratio ranging from 15 to 45. 17 pairs of kinetic experiments were conducted according to an experimental design having partial pressures of carbon monoxide, steam, hydrogen, carbon dioxide and methane, and residence time, W/F, as the parameters. Experimental rate data were used to estimate kinetic parameters of the power-law kinetic model by using the method of initial rates. WGS reaction orders were estimated as 0.82, 0.31, -0.29 and -0.35 for carbon monoxide, steam, hydrogen and carbon dioxide, respectively, by using non-linear regression analysis in MATLABTM within ±6% error margin. Results indicated that the reaction rate increased with an increase in the concentration of CO and H2O in the feed stream, while it decreased slightly with the addition of H2 and CO2. In addition, the effect of methane presence in the feed on WGS kinetics was investigated, and the kinetic reaction rate was found to be practically independent of the concentration of CH4 in the feed stream as there was no change in the predicted reaction orders of CO, steam, H2 and CO2 in the absence and presence of methane term in the rate expression. The apparent activation energy and the frequency factor were calculated as 28.21 kJ mol-1 and 29.09 μmol mgcat-1 s-1 kPa-0.49, respectively in a temperature range of 300-350 ºC.
Benzer Tezler
- The effect of support type on water-gas shift kinetics over Pt based trimetallic systems
Destek tipinin Pt-bazlı üç metalli sistemler üzerindeki su-gaz değişim kinetiğine etkisi
NİJAT IBRAHİMOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- WGS activity and kinetics of ZrO2 supported tri-metallic catalysts
ZrO2 destekli üç metalli katalizörlerin WGS aktivitesi ve kinetiği
GÜLŞAH GÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- 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
- Characterization and performance analysis of fuel flexible OSR-WGS catalysts
Yakıt esnekliğine sahip oksidatif buharlı reformlama (OSR) ve gaz-buhar geçişi (WGS) katalizörlerinin karakterizasyonu ve performans analizi
FEYZA GÖKALİLER
Doktora
İngilizce
2012
EnerjiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- Metanolden reformlama tepkimeleri ile hidrojen üretimi için reaktör sistemi tasarımı ve simülasyonu: katalizör geliştirilmesi ve kinetik model çalışmaları
Reactor system design and simulation for hydrogen production from methanol by reforming reactions: catalyst development and kinetic model studies
ORHAN ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE NİLGÜN AKIN