An experimental analysis on catalytic dry reforming of methane (CDRM) performance of Ni/SBA-15 system
Ni/SBA-15 sisteminin metanın katalitik kuru reformlaması reaksiyonu performansı üzerine deneysel çalışma
- Tez No: 649883
- Danışmanlar: PROF. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Bu çalışmanın ana amacı, metanın katalitik kuru Reformlaması yöntemi ile yüksek verimli sentez gazı üretebilecek Ni bazlı ve SBA-15 destekli tek metalli bir katalizör tasarlamak ve geliştirmektir. Çalışmada öncelik karbon birikiminin önlenmesine verilmiştir. Bu içerikte, ilk olarak katalizör hazırlama ve ön muamelesinin (impregnasyon teknikleri, kalsinasyon ve indirgeme sıcaklığı) ve tepkime koşullarının (tepkime sıcaklığı) etkisi referans katalizörü olan 10% Ni/SBA-15 üzerinde incelendi. İkinci olarak, katalizör üzerinde bazı değişikliklerin (7.5 ve 15% olan metal yüklemeleri, SBA-15 üzerinde CTAB ve TMB eklenmesi, kurutma sıcaklığı) etkisi incelendi. Bu testler esnasınca, katalizörün aktivitesi ve seçiciliği CH4 ve CO2 dönüşümü ve H2/CO oranı cinsinden belirlendi. Performans testleri sonucunda, katalizörün etkinliğinin hazırlanma koşulları ile sıkıca bağlantılı olduğu bulundu. Nemli emdirme metodunun katalizör performansını arttırdığı, yüksek kalsinasyon ve indirgeme sıcaklığının olumlu bir etkisi olduğu gözlendi. Metal yüklemesinin 7.5 ve 15%'ye değiştirilmesinin hem aktivite hem de kararlılıkta ters bir eksini olduğu; ancak kurutma sıcaklığının düşürülmesinin bu performansı yükselttiği bulundu. CTAB ve TMB eklemesi SBA-15'in özelliklerini geliştirse bile, Ni/TMB_SBA-15 ve Ni/CTAB_SBA-15 katalizörleri düşük reaktan dönüşümü, yüksek kararlılık gösterdi. Seçilen bazı katalizör örnekleri üzerinde uygulanan karakterizasyon teknikleri katalizör üzerinde karbon oluşumu olduğunu gösterdi. Ayrıca, karbon birikiminin katalizör hazırlama yöntemleri ile azaltılabileceği bulundu. Yapılan performans testleri ve incelenen katalizör örnekleri sonucunda, en iyi sonuç veren katalizörün, IWI yöntemi kullanılarak impregne edilmiş olan ve 750 °C'de 6 saat süresince dakikada 2 °C sıcaklık artışı ile kalsine edilmiş olan 10% Ni/SBA-15 katalizörü olduğu belirlendi. Bu düşünce, katalizör ile yapılan 72 saatlik kararlılık testi ile desteklendi.
Özet (Çeviri)
The main objective of this study is to design and develop an efficient Ni based and SBA-15 supported mono metallic catalyst in order to produce a high yield synthesis gas via catalytic dry reforming of methane. The priority was given to the inhibition of the coke deposition. In this context, first of all, the effect of the catalyst preparation & pre-treatment (i.e. impregnation technique, calcination and reduction temperatures) and reaction conditions (i.e. reaction temperature) was investigated on the reference catalyst, 10% Ni/SBA-15. Secondly, effect of the modifications (i.e. metal loadings as 7.5 and 15%, addition of CTAB and TMB to SBA-15, drying temperature) on the catalyst were investigated. During these tests, the activity and selectivity was determined in terms of CH4 and CO2 conversions, and of H2/CO ratio, respectively. The results of the performance tests suggested that the catalytic performance is highly dependent on the preparation route. It was seen that incipient wetness impregnation method favors catalytic performance in terms of both activity and selectivity. Additionally, higher calcination and reduction temperatures found to have a positive effect on the catalytic performance. Changing the metal loading (7.5 and 15%) led to an inverse impact in both activity and stability; whereas lower drying temperatures increased the catalytic activity and stability. Although modification of the SBA-15 by addition of CTAB and TMB enhanced the properties of the supporting material, Ni/CTAB_SBA-15 and Ni/TMB_SBA-15 catalysts showed lower reactant conversions with higher stabilities. Characterizations on the chosen samples indicated coke formation over the surface of the catalysts and the coke deposition could be suppressed with an appropriate preparation route. All in all, the results of the performance tests and characterization techniques suggested that 10% Ni/SBA-15 catalyst which was impregnated with the incipient wetness impregnation method and calcined at 750 °C for 6 hours with 2 °C/min ramping rate in air was the most promising CDRM catalyst. This idea was also supported by the stability test conducted at 750 °C for 72 hours.
Benzer Tezler
- An experimental study on the design and performance evaluation of alumina based trimetallic catalysts for carbon dioxide reforming of methane (CDRM)
Metanın karbondioksit reformasyonu (CDRM) için alümina bazlı trimetalik katalizörlerin tasarımı ve performans değerlendirmesi üzerine deneysel bir çalışma
GÖKSU ŞENGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- An experimental study on cobalt based catalytic dry reforming of methane catalysts
Metanın kuru reformlanmasında kullanılacak kobalt bazlı katalizörler hakkında deneysel çalışma
CANSU YASSI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Recycling of waste NdFeB magnets for recovery of rare earth elements by combining pyro- and hydrometallurgy
Piro/hidrometalurjik tekniklerle nadir toprak elementlerinin atık NdFeB mıknatıslardan geri kazanımı
ELİF EMİL KAYA
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
PROF. DR. KARL BERNHARD FRİEDRİCH
- Kömürlerin kendiliğnden yanmasının teorik ve deneysel incelenmesi
Theoretical and experimental investigations of spontonequs combustion of coals
FEHMİ AKGÜN
- Mineral maddenin Türk linyitlerinin yanma özelliklerine etkisi
Effect of the mineral matter on the combustion properties of Turkish lignites
ÇİĞDEM ŞENTORUN