Geri Dön

Renewable natural gas production via Sabatier reaction

Sabatier reaksiyonu ile yenilenebilir doğal gaz üretimi

  1. Tez No: 630941
  2. Yazar: CANSU ÇAMLIK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EROL ŞEKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 65

Özet

Bu çalışma, destek bazlığının Sabatier reaksiyonu üzerindeki etkisini anlamaya ve Ni katalizörlerin kalsiyum ilavesi ile performansını iyileştirmeye çalışmaktadır. Bu amaç doğrultusunda modifiye sol-jel yöntemi ile Ni-Al2O3-CaO katalizörler sentezlenmiş ve Ni-Al2O3 katalizör referans olarak kullanılmıştır. Nikel yüklemesi, kalsinasyon sıcaklığı ve kalsiyum içeriği etkisi, katalizörlerin Sabatier reaksiyonundaki performansları doğrultusunda incelenmiştir. Termodinamik analize dayalı olarak, reaksiyon koşulları CO2/H2=1/4 giriş bileşimi ile 400oC ve 1 atm olarak seçilmiştir. 700oC'de kalsine edilen referans katalizör, NiAl2O4 fazının varlığından dolayı kullanılan reaksiyon koşullarında inaktif bulunmuştur. Tüm kalsinasyon sıcaklıklarında, Ni yüklemesinin ağırlıkça %1'den %10'a yükseltilmesi hem CO2 dönüşümünü hem de metan seçiciliğini arttırdığı gözlenmiştir. Bununla birlikte, 900oC sıcaklıkta kalsine edilen katalizörlerde, maksimum metan verimi 10Ni-70Al-30Ca-900 üzerinden %8 olmuştur. Ni yüklemesinin etkisi, 700oC'de kalsine edilmiş katalizörler için daha belirgin bulunmuştur. 10Ni-70Al-30Ca-700 katalizöründe, NiO partikülleri 5 nm'den küçük olarak bulunmaktadır. Bu nedenle, alümina-kalsiyum karışık oksit desteğinin, daha yüksek CO2 dönüşümü ile sonuçlanabilecek daha yüksek Ni yüklemelerini dağıtabileceği düşünülebilir. Kalsiyum modifikasyonunun metan seçiciliği ve verimi üzerinde belirgin bir etkisi olduğu bulunmuştur. En iyi performans gösteren katalizör olan 10Ni-10Al- 90Ca-700 ile %76 CO2 dönüşümü ve %60 metan verimi elde edilmiştir. Katalitik performansın iyileştirilmesi, bazik bir destek sayesinde CO2 kimyasal emiliminin yoğunlaşmasından kaynaklanabildiği TGA ve XRD sonuçları ile desteklenmiştir.

Özet (Çeviri)

This study attempts to understand the effect of support basicity on Sabatier reaction and improve the performance of Ni based catalysts by introducing calcium which is known for its basicity. In accordance with this purpose, Ni-Al2O3-CaO catalysts were synthesized with modified sol-gel method. Effect of Ni loading, calcination temperature and calcium content were investigated. Al2O3-CaO supports were synthesized at three ratios as follows; 70-30 wt.%, 40-60 wt.%, 10-90 wt.% wherein Ni/Al2O3 catalyst was used as reference catalyst. Based on thermodynamic analysis, reaction was conducted at 400oC and 1 atm with inlet composition of CO2/H2=1/4 and total volumetric flow rate of 100 ml/min. Reference catalyst calcined at 700oC was found to be inactive at used reaction conditions due to the presence of inactive NiAl2O4 phase. Increasing Ni loading from 1 wt.% to 10 wt.% increased both CO2 conversion and methane selectivity. Over the catalysts calcined at the temperature of 900oC, maximum methane yield was obtained over 10Ni-70Al-30Ca-900 as 8%. The influence of Ni loading was more pronounced for catalysts calcined at 700oC. In 10Ni-70Al-30Ca-700 catalyst, NiO particles were smaller than 5 nm. Therefore, it is conceivable that the alumina-calcium mixed oxide support could disperse higher loadings of Ni, which could result in higher CO2 conversion. Ca modification was found to have a prominent impact on both methane selectivity and yield. With 10Ni-10Al-90Ca-700, being best performing catalyst, CO2 conversion obtained as 76% and methane yield was 60%. The promotion of catalytic performance might arise from intensifying the CO2 chemisorption supported by XRD and TGA results.

Benzer Tezler

  1. Hydrogen and carbon nanotube production via catalytic decomposition of methane

    Metanın katalitik ayrışması ile hidrojen ve karbon nanotüp eldesi

    CANSU DENİZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN KARATEPE YAVUZ

  2. Evaluation of biogas production as a source of renewable energy through co-digestion of agricultural residues and poultry manure

    Biyogaz üretiminin yenilenebilir enerji kaynağı olarak tavuk gübresi ve tarımsal atıklarla oluşturulan birleşik çürütme ile değerlendirilmesi

    NEFİSE PINAR GÖL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    EnerjiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BURAK DEMİREL

    PROF. DR. TURGUT T. ONAY

  3. La politique étrangère du Maroc sous le Roi Mohammed VI – face à l'affaire du Sahara: Intérêts internationaux et préoccupations de la politique interne discutés à partir de la théorie réaliste néoclassique

    Kral 6. Muhammed döneminde Fas dış politikasında Sahra meselesinin neoklasik realist teoriye göre uluslararası çıkarlar ve iç politika meseleleri bakımından tartışılması

    MUSTAFA BARLAS

    Yüksek Lisans

    Fransızca

    Fransızca

    2022

    Uluslararası İlişkilerGalatasaray Üniversitesi

    Uluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERHAN BÜYÜKAKINCI

  4. Enerji kojenerasyon sistemlerinde yük planlaması ile üretim planlaması entegrasyonu

    Loading and production planning in energy cogeneration systems

    MELTEM KUNT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜLGÜN KAYAKUTLU

  5. Advanced thermosets from sulfur, renewable benzoxazine and ionones via inverse vulcanization

    Ters vulkanizasyon yoluyla sulfur, yenilenebilir benzoksazin ve iyonon'dan gelişmiş termosetler

    OZAN BAYRAM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BARIŞ KIŞKAN