A parametric study on catalyst development for glycerol dry reforming
Gliserolün kuru reformlanması için geliştirilen katalizörlerin parametrik incelenmesi
- Tez No: 523097
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KERİM AVCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Gliserolün reformlaması, küresel biyodizel talebi nedeniyle artan gliserol üretimine bağlı olarak son zamanlarda dikkat çekmektedir. Diğer reformlama teknolojileri arasında kuru reformlama reaksiyonu, aynı zamanda bir sera gazını (CO2) katalize ettiği için daha ümit vericidir. Literatürdeki özellikle kataliz alanındaki eksiklik dikkate alınarak, bu çalışma gliserolün kuru reformlama sistemlerinde kullanılacak aktif ve stabil katalizörleri geliştirmeyi amaçlamaktadır. Ayrıca, sıcaklık, karbondioksit-gliserol (CO2/G) molar besleme oranı ve etkileşim süresi gibi operasyonel parametrelerin reaktant dönüşümleri ve ürün dağılımları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Rh ve Co bazlı tek oksit katalizörler, stabiliteleri kavranmak üzere, 72 saat boyunca gliserol kuru reformlama koşulları altında test edilmiştir. Katalizör karakterizasyon yöntemleri, TEM-EDX, yerinde FTIR ve Raman spektroskopik ölçümler, uzun süreli deneylerle birlikte, Rh ve Co bazlı tek oksit katalizörlerinin ciddi kok oluşumuna ve sinterlemeye bağlı olarak stabil olmadığını ortaya koymuştur. Deneylerden ve literatürden elde edilen bilgilere dayanarak, Rh, Ni ve Co bazlı katalizörler ZrO2-TiO2 (ZT) ve Al2O3-ZrO2-TiO2 (AZT) ile hazırlanmıştır. Ağırlıkça %1 oranında Rh/AZT ve Rh/ZT ve %5 oranında Ni/AZT ve Co/AZT, 600 ile 750 °C arasında değişen sıcaklıklarda, 1 ile 4 arasındaki CO2/G oranlarında ve 0,5-3,75 mg dk NmL-1 etkileşim süresi arasında test edilmiştir. Çalışılan koşullarda, katalizörlerin aktivesi sırasıyla Rh/AZT>Ni/AZT>Rh/ZT>Co/AZT olarak bulunmuştur. Artan sıcaklık ve azalan CO2/G oranı, H2 ve CO verimleri ve reaktant dönüşümleri üzerinde olumlu etkiye sahiptir. Stabilite testleri ve BET, TEM-EDX ve yerinde FTIR spektroskopik analizleri Rh/AZT ve Ni/AZT katalistlerinin iyi stabilitesini ortaya çıkarmıştır.
Özet (Çeviri)
Glycerol reforming to hydrogen and synthesis gas has drawn much attention recently due to increased glycerol production related with the global biodiesel demand. Among several reforming techniques, dry reforming is more promising since it involves consumption of a major greenhouse gas, CO2. Regarding the lack of information especially about catalysis in the literature, this study aims to develop active and stable catalysts to be used in glycerol dry reforming systems. Furthermore, effects of operational parameters, namely reaction temperature, carbon dioxide-to-glycerol (CO2/G) molar feed ratio and residence time, on reactant conversions and production distributions were investigated. Rh and Co based single oxide (ZrO2 and CeO2) catalysts were tested under glycerol dry reforming conditions for 72 hours to comprehend the stability of the catalysts. Catalyst characterization methods (TEM-EDX, in-situ FTIR and ex-situ Raman spectroscopic measurements) together with longevity studies suggested that Rh and Co based single oxide catalysts were not stable due to severe coke formation and sintering. Based on the knowledge obtained from the experiments and the literature, Rh, Ni and Co based catalysts were prepared with ZrO2-TiO2 (ZT) and Al2O3-ZrO2-TiO2 (AZT). 1 wt.% Rh/AZT and Rh/ZT together with 5 wt.% Ni/AZT and Co/AZT were tested under varying temperatures between 600 and 750 °C, CO2/G ratios between 1 and 4 and residence time between 0.5 and 3.75 mgcat min NmL-1. At studied conditions, the highest activity was found over Rh/AZT catalyst followed by Ni/AZT, Rh/ZT and Co/AZT in decreasing order. Increasing temperature and decreasing CO2/G ratio had positive effect on reactant conversion as well as desired product yields, namely H2 and CO. Stability tests and BET, TEM-EDX and in-situ FTIR spectroscopic analyses were revealed the good stability of Rh/AZT and Ni/AZT.
Benzer Tezler
- Catalyst development for hydrocarbon production by carbon monoxide hydrogenation
Karbon monoksit hidrojenasyonu ile hidrokarbon üretimi için katalizör geliştirilmesi
MURAT EROL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- A Parametric study on Pt/SnO2-based noble metal reducible oxide catalysts
Başlık çevirisi yok
ELİF KAYAL
- 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
- Ceria coated microchannel reactor for water-gas shift reaction
Su-gazı geçişi reaksiyonu için seryum oksit kaplı mikrokanal reaktörler
BEGÜM KOCA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KERİM AVCI
- Development of coprecipitated cobalt-alumina catalyst for the production of C1-C4 hydrocarbons by carbon monoxide hydrogenation
Karbon monoksit hidrojenasyonu ile C1-C4 hidrokarbonlarının üretimi için birlikte çöktürme yöntemi kullanılarak kobalt alumina katalizörlerinin geliştirilmesi
AYŞE NİLGÜN AKIN