Geri Dön

Karbon dioksitin yapılı dolgulu kolonda n-bütanol ve etil asetat ile tutulması

Carbon dioxide capture in structured packing column with n-butanol and ethyl acetate

PDF İndir

  1. Tez No: 629105
  2. Yazar: GİZEM GENÇ ÇELİKÇİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BEKİR ZÜHTÜ UYSAL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 221

Özet

Günümüzün en önemli çevre sorunlarından birisi olan karbondioksit emisyonunun azaltılması ve kaynağında tutulması için genellikle absorpsiyon işlemi kullanılmaktadır. Yapılan bu tez çalışmasında ekonomik, çevre dostu, geri kazanımı kolay ve kullanımında yüksek enerji gerektirmeyen n-bütanol ve etil asetat ile karbon dioksitin tutulması amaçlanmıştır. Yeni ve özgün bir yapılı dolgulu kolon tasarlanarak imal edilmiş ve kullanılmıştır. Öncelikle, karıştırmalı hücre sistemi kullanılarak n-bütanol ve etil asetatın ortalama 293K sıcaklıkta ve atmosferik basınçta karbon dioksit absorplama kapasiteleri, çözünme hızları ve karbon dioksitin bu sıvılar içerisindeki Henry Yasası sabitleri deneysel olarak belirlenmiştir. Bu kimyasal sistemlere ait difüzyon katsayıları diyaframlı hücre düzeneği ile deneysel olarak belirlenmiştir. Bu çalışmaların ardından, imal edilen yapılı dolgulu kolonun hidrodinamik ve kütle transferi karakterizasyonları yapılmıştır. Bunun için ilk olarak farklı gaz ve sıvı hızlarında kuru ve ıslak basınç düşüşü çalışmaları yapılarak kolona beslenmesi gereken sıvı ve gaz akış hızı aralıkları belirlenmiştir. Kütle transferi karakterizasyonu kapsamında ise öncelikle sıvı ve gaz tarafı hacim bazlı fiziksel bireysel kütle transfer katsayıları (kL0a ve kc0a) deneysel olarak elde edilmiştir. Daha sonra iki direnç teorisi ile CO2-su sistemi için gaz tarafı hacim bazlı fiziksel toplu kütle transfer katsayısı (Kc0a) hesaplanmıştır. Ayrıca CO2 ve sodyum hidroksit çözeltisi sistemi ile deneyler yapılarak gaz tarafı hacim bazlı kimyasal toplu kütle transfer katsayıları (Kca), Hatta sayısı (Ha), artış faktörü (E) ve sonsuz artış faktörü (E∞) değerleri hesaplanmıştır. Bu kimyasal sistem için elde edilen deneysel bulgular, hızlı sözde birinci derece reaksiyon rejiminin kabul edilebilir olduğunu göstermiştir. Dolguların etkin ara yüzey alanı (aetkin) değerleri de incelenmiş ve 225 m2-m-3'e kadar yüksek etkin alan değerine ulaşılmıştır. Yapılı dolgulu kolonun karakterizasyonundan sonra gaz fazı olarak karbondioksit-hava karışımı ve sıvı fazı olarak n-bütanol ve etil asetat ile yapılı dolgulu kolon içerisinde kütle transferi deneyleri yapılmış ve gaz tarafı hacim bazlı fiziksel toplu kütle transfer katsayıları hesaplanmıştır. Ayrıca doğrusal olmayan regresyon yöntemiyle boyutsuz sayılar cinsinden her iki sistem için de geçerli olan kütle transfer katsayıları için korelasyonlar geliştirilmiştir.

Özet (Çeviri)

Absorption process is generally used to reduce carbon dioxide emission, which is one of the most important environmental problems of today, at its source and prevent emission to the atmosphere. In this thesis, it is aimed to capture carbon dioxide with n-butanol and ethyl acetate which are more economical, environmentally friendly, easy to recover and do not require high energy in use. A new and unique structured packing column was designed, manufactured and used. Firstly, carbon dioxide absorption capacities and dissolution rates of n-butanol and ethyl acetate and Henry's law constants of carbon dioxide in these liquids were determined experimentally using a stirred cell system at an average temperature of 293K and atmospheric pressure. The diffusion coefficients of these chemical systems were determined experimentally by using the diaphragm cell. Following these studies, hydrodynamic and mass transfer characterizations of the structured packing column were performed. Firstly, dry and wet pressure drop studies were carried out at different gas and liquid velocities. Thus, the operating intervals of the liquid and the gas flow rates to be fed to the column were determined. Within the scope of mass transfer characterization, primarily the liquid and gas side volumetric physical individual mass transfer coefficients (kL0a and kc0a) were experimentally obtained. Then, the gas-side volumetric physical overall mass transfer coefficients (Kc0a) were calculated through the two resistance theory for the CO2-water system. In addition, gas-side volumetric chemical overall mass transfer coefficients (Kca), Hatta number (Ha), enhancement factor (E) and infinite enhancement factor (E∞) values were calculated. Experimental findings obtained for this chemical system showed that the fast pseudo-first order reaction regime is acceptable. The effective interfacial area (aeff) values of the packings were also calculated and values as high as 225 m2-m-3 were reached. After the characterization of structured packing column, mass transfer experiments were carried out in the column with carbon dioxide-air mixture as the gas phase and with n-butanol and ethyl acetate as the liquid phase. The gas side volumetric physical overall mass transfer coefficients were calculated. In addition, correlations were developed for both systems in terms of dimensionless numbers by nonlinear regression method.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    439602

    Metal organic framework (MOF) based mixed matrix membranes for Co2 separation: Microporous metal imidazolate framework (MMIF) and strontium-based mofs

    Co2 ayırma amaçlı metal organik kafes (MOF) içeren karışık matrisli membranlar: mikrogözenekli metal imidazolat kafes (MMIF) ve stronsiyum esaslı mof yapılar

    MAHDI AHMADI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ

  2. Tez No

    807373

    Synthesis, photophysical properties and ofet application of thienothiophene and benzothiadiazole based donor-π-acceptor-π (D-π-A-π) type conjugated polymers

    Tiyenotiyofen ve benzotiyadiazol esaslı donör-π-alıcı-π (D-π-A-π) tipi konjuge polimerlerin sentezi, fotofiziksel özellikleri ve ofet uygulaması

    SERRA EBRU ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK

  3. Tez No

    374498

    Nano yapılı zirkonyum-oksit esaslı katalizörler ve alkol dönüşümlerindeki performansları

    Nano structured zirconia-oxide catalysts and their performance on alcohol conversion reaction

    BİRCE PEKMEZCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLŞEN DOĞU

    PROF. DR. TİMUR DOĞU

  4. Tez No

    632929

    İç içe geçmiş ağ yapılı polimer membranların hazırlanması ve gaz ayırma özelliklerinin incelenmesi

    Preparation of interpenetrating polymer network membranes and investigation of gas separation properties

    VOLKAN ORHAN TEKİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET KAŞGÖZ

    DOÇ. DR. NEVRA ERCAN

  5. Tez No

    255087

    The synthesis of titanium dioxide photocatalysts by sol-gel method: The effect of hydrothermal treatment conditions and use of carbon nanotube template

    Titanyum dioksit fotokatalizörlerin sol-jel yöntemi ile sentezi: Hidtrotermal işlem koşullarının ve karbon nanotüp kalıp kullanımının etkisi

    ALP YÜRÜM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜRKAN KARAKAŞ

Geri Dön