Geri Dön

Doğalgaz buhar reformasyonu ile hidrojen üretiminin simülasyonu ve optimizasyonu

Simulation and optimization of hydrogen production by steamreforming of natural gas

PDF İndir

  1. Tez No: 801231
  2. Yazar: AKBAR KHOSHNOUDI
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMİZ GÜLTEKİN AKAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Dünyada üretilen hidrojenin (H2) büyük bir kısmı doğal gaz buhar reformasyonu ile üretilmektedir ve bu yöntem halen ürün verimi ve enerji tüketimi açısından en uygun maliyetli yöntem olarak kabul edilir. Bu çalışmada, ASPEN HYSYS V12 yazılımı kullanılarak endüstriyel bir doğal gazin buhar reformasyonu prosesinin bir simülasyon ve optimizasyon çalışması yapılmıştır. Tüm parametreler, hidrojen üretim bölgesi üniteleri (Reformer Reaktör, su gaz dönüştürücü reaktörü) ve arıtma bölgesi üniteleri (Separatör ve PSA) dahil olmak üzere eksiksiz bir işlem sürecini başarıyla yürütmek için optimize edilmiştir. Reformer ve su gaz dönüştürücü reaktörlerindeki sıcaklıklar sırasıyla 900oC, 300oC'de ayarlanmıştır. 5 at m'lik bir basınçta ve buhar karbon oranı (S/C) 2,5 olacak şekilde belirli koşullar altında elde edilebilecek en yüksek hidrojen üretimi 402,2 kg/saat tespit edilmiştir. Ayrıca arıtma bölgesinde istenmeyen CO2 ve CO gazlarının ~ %100'ü uzaklaştırılmış ve uzaklaştırılan atık gazlar arasında bir miktar CH4 ve H2'de bulunmaktadır. Isı entegrasyonu yapıldıktan sonra prosesin ısıtma, soğutma ısı değişim ünitelerinde enerji tüketiminde yaklaşık %51,6 oranında tasarrufu sağlanmıştır. PSA atık gazlar çıkışında CO %18,95, C2O %46,03, H2O %3,17, CH4 %0,52 ve %31,33 H2 bulunmaktadır. Nihai ürün olarak %77,83 verim ile %100 saf H2 üretilmiştir. Bu hidrojen içeriği birçok uygulamada, özellikle yakıt pillerinde olmak üzere, petrol, doğal gaz rafineri ve petrokimya uygulamaları için de uygundur.

Özet (Çeviri)

It is considered the most cost-effective method in terms of product yield and energy consumption, which is produced by natural gas steam reforming, which makes most of the Hydrogen (H2) produced in the world. In this study, a simulation and optimization study of an industrial natural gas steam reforming process was performed using ASPEN HYSYS V12 software. All parameters have been optimized to successfully run a complete process including hydrogen generation zone units (Reformer Reactor, Water Gas Conversion Shift Reactor) and purification zone units (Separator and Pressure Swing Adsorption PSA). The temperatures in the Reformer and Water Gas Conversion reactors were set at 900oC and 300oC, respectively. The highest possible hydrogen production 402.2Kg/h was obtained under certain conditions at a pressure of 5 atm and a vapor-carbon ratio (S/C) of 2.5. In addition, ~ 100% of the unwanted CO2 and CO gases were removed in the treatment zone, and there is also a small amount of CH4 and H2 among the waste gases removed. Therefore, after the heat integration is done, approximately 51.6% of the energy consumption has been saved in the process's heating and cooling heat exchange units. There is CO 18.95%, C2O 46.03%, H2O 3.17%, CH4 0.52%, and 31.33% H2 at the tail gas outlet (PSA liquid outlet). As the final product, 100% pure H2 was produced with a yield of 77.83%. This hydrogen content is suitable for fuel cells, petroleum, natural gas refinery, and petrochemicals use in many applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    354583

    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. Tez No

    859524

    Zonguldak-Filyos endüstri bölgesi için hidrojen potansiyelinin incelenmesi

    Investigation of hydrogen potential for Zonguldak Filyos industrial zone

    ELİF SENA UMUTLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Maden Mühendisliği ve MadencilikZonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ÖZARSLAN

  3. Tez No

    630649

    Buhar reformasyonu ile doğal gaz, LPG ve nafta'dan hidrojen üretimi

    Hydrogen production by steam reforming of natural gas, LPG & naphtha

    ENDER TAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. REHA YAVUZ

  4. Tez No

    425854

    Elektrokatalitik hidrojen üretimi

    Electrocatalytic hydrogen production

    DUYGU AKYÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    EnerjiMarmara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATIF KOCA

    PROF. DR. ALİ RIZA ÖZKAYA

  5. Tez No

    887358

    Doğalgazdan hidrojen üretimi: Su buharı metan reformasyon simülasyonu, rafineri emisyon yönetimi, güneş enerjisi ile ekonomik ve çevresel değerlendirmesi

    Hydrogen production from natural gas: Steam methane reforming simulation, refinery emission management, economic and environmental evaluation with solar

    HAMDİ HAKAN OKUMUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Enerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ DURUSU

Geri Dön