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
- Tez No: 482456
- Danışmanlar: PROF. DR. SEHER FEHİME ÇAKICIOĞLU ÖZKAN, YRD. DOÇ. DR. UFUK ŞENTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Son birkaç on yıl içerisinde sanayileşmede yaşanan gelişmelere paralel olarak, fosil yakıtların yakılması, artan bir düzeyde sera gazının atmosfere salınımına yol açmıştır. Çevresel kaygılar ve petrol rezervlerinin tükenmesi üzerindeki stresi hafifletmek amacıyla alternatif temiz enerji kaynaklarının geliştirilmesi konusunda kayda değer çabalar sarf edilmiştir. Hidrojen gazı ideal ve temiz bir enerji taşıyıcısı olarak kabul edilir. Ultra saf hidrojen gazının büyük çoğunluğu gaz adsorpsiyon prensibi ile etkili bir ayırma ve saflaştırma işlemi gerektiren 60-80% H2, 15-25% CO2, 3-6% CH4 ve 1-3% CO oranlarındaki buhar metan reformer (SMR) çıkış gazları kullanılarak üretilmektedir. Yeni geliştirilen metal-organik ağ yapısı (MOF) olarak bilinen gözenekli adsorbentler, geniş yüzey alanına ve ayarlanabilir gözenek boyutuna sahip oldukları için üstün ayırma performansı gösterirler. Nefes alma özelliğiyle ilişkilendirilmiş ayarlanabilir gözenek hacmi sayesinde alüminyum esaslı metal organik ağ yapıları (Al-TPA) gaz ayırma/saflaştırma çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, solvotermal sentez metodu uygulanarak en yüksek yüzey alanına sahip (1270 m2/g) Al-TPA üretilmiştir. Al-TPA üzerindeki SMR çıkış gazı bileşenlerinin difüzyon çalışmaları farklı gas akış hızlarında (80, 168 ve 175 mL/dakika), sıcaklıklarında (34, 70 ve 100° C) ve konsantrasyonunda (%15 ve %28) gerçekleştirilmiştir. L parameteresinin yüksek değeri sistemin kinetik kontrol altında olduğunu göstermiştir. Difüzivite değerlerinin artan sıcaklık ile birlikte CO2 için 5.73 x 10-13-8.04 x 10-13, CH4 için 5.03 x 10-13-6.64 x 10-13, H2 için 1.36 x 10-12-1.56 x 10-12 ve CO için 1.01 x 10-13- 5.03 x 10-13 m2/g arasında değiştiği bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Over the last decades, with the development in industrialization, the combustion of fossil fuels has generated an increasing level of emission of greenhouse gases into atmosphere. Considerable efforts have been endeavored to advance alternative cleaner energy source to relieve the stress on environmental concerns and depletion of oil reserves. Hydrogen is regarded as an ideal clean energy carrier. A great majority of ultrapure hydrogen is produced by hydrogen rich steam methane reformer (SMR) off-gas mainly composed of 60-80% H2, 15-25% CO2, 3-6% CH4 and 1-3% CO, which severely requires an efficient separation and purification process associated with gas adsorption principle. A novel class of porous adsorbents known as metal-organic frameworks (MOFs) represent outstanding separation performance due to possessing large surface area and tunable pore size. Aluminum based metal organic frameworks (Al-TPA) are widely utilized in gas separation/purification applications due to its breathing characteristics by adjusting cell volume reversibly. The highest surface area of Al-TPA was found to be 1270 m2/g by performing solvothermal synthesis route. Diffusion studies of SMR off-gas components on the Al-TPA were carried out at different flow rates (80, 168 and 175 mL/min), temperatures (34, 70 and 100 °C) and concentrations (15 and 28%). High value of parameter L demonstrated that system was under kinetic control. The diffusivity values were found to be ranging from 5.73 x 10-13-8.04 x 10-13 for CO2, 5.03 x 10-13-6.64 x 10-13 for CH4, 1.36 x 10-12-1.56 x 10-12 for H2 and 1.01 x 10-13- 5.03 x 10-13 m2/g for CO respectively with increasing temperature.
Benzer Tezler
- 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
ALEV GÜNEŞ YERKESİKLİ
Doktora
İngilizce
2013
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEHER FEHİME ÖZKAN
- 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
- Nano-hidroksiapatit üzerine malahit yeşili adsorpsiyonun incelenmesi
The invastigation of adsorption malachite green on nano-hydroxyapatite
SUAT SOYAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORAL LAÇİN
- Metan kuru reform reaksiyonunun kinetiğinin incelenmesi
Investigation of methane dry reforming reaction kinetics
SELEN ÖZKOÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. NAİL YAŞYERLİ
DOÇ. DR. SENA YAŞYERLİ
- Chemical vapor deposition of boron carbide
Kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile bor karbür üretimi
MUSTAFA KARAMAN
Doktora
İngilizce
2007
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ ÖNDER ÖZBELGE
DOÇ. DR. NAİME ASLI SEZGİ