Process intensification methods in steam reforming of ethanol with novel catalysts: Microwave heating and sorption enhanced reforming
Yenı̇ katalı̇zörlerle etanolün buharlı reformlanmasında süreç yoğunlaştırma metotları: Mikrodalga ısıtma ve adsorpsiyon destekli reformlama
- Tez No: 885253
- Danışmanlar: PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ, PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 281
Özet
Fosil yakıtların tükenmesi ve sera etkisine ve küresel ısınmaya katkıda bulunan karbondioksit ve metan gibi zararlı gazların miktarındaki artış nedeniyle, temiz ve çevre dostu enerji taşıyıcılarına ve kaynaklarına olan ihtiyaç artmaktadır. Hidrojen, yakıt hücreleri ve elektrik üretimi için bir enerji kaynağı olarak kullanılabilmektedir, bu da onu umut verici ve çevreye zarar vermeyen bir enerji taşıyıcısı haline getirmektedir. Bu çalışmada, nikel emdirilmiş ticari mezogözenekli karbon (Ni-MC), silika aerojel (Ni-SA) ve karbon kaplı monolit katalizörler (Ni-CCM) ile hem mikrodalga hem de geleneksel olarak ısıtılan reaktörlerde etanolün buharlı reformlanması ve adsorpsiyon destekli etanolün buharlı reformlanması (SESRE) yoluyla hidrojen açısından zengin gaz üretilmesi amaçlanmıştır. Mikrodalga sisteminin, geleneksel sisteme kıyasla yüksek performansı, tüm katalizörlerde hidrojen verimi ve saflığı açısından kanıtlanmıştır. Sentezlenen katalizörler hidrojen verimi ve saflığı açısından değerlendirildiğinde, en iyi katalizörün mikrodalga sisteminde Ni-SA katalizörü ve geleneksel sistemde Ni-CCM katalizörü olduğu görülmüştür. Ayrıca, mikrodalga ısıtma kullanıldığında, Ni-SA katalizörü ile 500°C ve 600°C'de kok oluşumu gözlenmemiştir. Ni-MC katalizörü kullanılarak, adsorpsiyon destekli reformlama, 500°C'de mikrodalga sisteminde doyma noktasından önce CO and CO2 içermeyen, çok yüksek hidrojen saflığına sahip (% 97'nin üzerinde) ürün dağılımı ile sonuçlanmıştır. Öte yandan, Ni-SA katalizörüyle, 400°C'deki MW sisteminde SESRE ile hidrojenin mol yüzdesi ilk 45 dakikada yaklaşık % 90'a ulaşmıştır.
Özet (Çeviri)
Due to the depletion of fossil fuels and the increase in the amount of hazardous gases such as carbon dioxide and methane, which contributes to the greenhouse effect and global warming, the need for clean and environmentally friendly energy carriers and resources is increasing. Hydrogen can be used as a fuel substitute for fuel cells and electricity generation, making it a promising and environmentally benign energy carrier. In this study, it was aimed to produce hydrogen-rich gas through steam reforming and sorption-enhanced steam reforming (SESRE) of ethanol in both the microwave and conventional heated reactors with the nickel-impregnated commercial mesoporous carbon (Ni-MC), silica aerogel (Ni-SA) and carbon-coated monolith (Ni-CCM) catalysts. The high performance of the microwave system has been proven in terms of the hydrogen yield and purity compared to the conventional system with all catalysts. When the synthesized catalysts were evaluated in terms of hydrogen yield and purity, it was observed that the best catalyst was the Ni-SA catalyst in the microwave system and the Ni-CCM catalyst in conventional system. Moreover, with the use of microwave heating, no coke formation was observed at 500°C and 600°C with the Ni-SA catalyst. Using the Ni-MC catalyst, SESRE resulted in product distribution with very high hydrogen purity (over 97 %), containing no CO and CO2 before the breakthrough point in microwave system at 500°C. On the other hand, with the Ni-SA catalyst, the mole percentage of the hydrogen reached approximately 90 % in the first 45 min in the SESRE in the microwave system at 400°C.
Benzer Tezler
- Akdeniz kıyısında kurulacak bir nükleer desalinasyon kojenerasyon tesisinin termodinamik analizi
Thermodynamic analysis of a nuclear desalination cogeneration plant to be built on the Mediterranean coast
ERDEM AKYÜREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiBursa Teknik ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TAYFUN TANBAY
- Etil levulinat üretim sürecinin iki reaktif distilasyon kolonu kullanarak enerji verimli tasarımı ve kontrolü
Energy efficient design and control of ethyl levulinate production process using two reactive distillation columns
ASLIHAN ANTEP
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM BARIŞ KAYMAK
- Temizlik kağıt ürünleri sektöründe değer akış haritalama yöntemiyle süreç iyileştirme çalışması
Process improvement study using value stream mapping method in the tissue paper products industry
SEVİM DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPASLAN FIĞLALI
- İki ardışık reaksiyon içeren tek ve çift reaktif bölgeli reaktif distilasyon kolonlarının kontrolü
Control of reactive distillation columns with single and double reactive sections for two stage consecutive reactions
İLAYDA NUR OKSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEVRİM BARIŞ KAYMAK
- Change and continuity in germany's roles in the European Union and in EU-Turkey relations: A role-theoretical analysis of the Merkel era
Almanya'nın Avrupa Birliği'ndeki ve AB-Türkiye ilişkilerindeki rollerinde değişim ve devamlılık: Merkel dönemi üzerine rol-teorik bir analiz
YUSUF GÖKHAN ATAK
Doktora
İngilizce
2024
Uluslararası İlişkilerGalatasaray ÜniversitesiUluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEYZA ÇAĞATAY TEKİN