H2'e dayalı membran biyofilm reaktörde (MBfR biyolojik metanizasyon prosesi ile CO2'nin yakalanması ve dönüştürülmesi
Capture and conversion of CO2 by biological methanization process in h2 based membrane biyofilm reactor (MBfR)
- Tez No: 986077
- Danışmanlar: PROF. DR. BİNNAZ ZEYNEP ZAİMOĞLU, PROF. DR. KEVSER CIRIK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyolojik biyogaz yükseltme, Anaerobik membran biyofilm reaktör, Biyometan, Biological biogas upgrade, Anaerobic membrane biofilm reactor, Biomethane
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasının amacı biyometan prosesini kesikli anaerobik membran biyofilm reaktörde (AnMBfR) optimize etmektir ve bu çalışma iki farklı aşamadan oluşmaktadır. Çalışmanın ilk aşamasında anaerobik kesikli reaktörler farklı H2:CO2 (v:v) oranlarında (4:1-3:1-2:1-1:1) ve farklı sıcaklıklarda (37 ve 55 °C) işletilmiştir. Bu aşamada optimum H2:CO2 oranı ve sıcaklık sırasıyla 4:1 ve 55 °C olarak bulunmuştur. Aynı zamanda optimum koşullarda çıkış gazında en yüksek metan (CH4) konsantrasyonu %81, hidrojen (H2) kullanım verimi ve karbondioksit (CO2) dönüşüm verimi ise sırasıyla %96 ve %98 olarak bulunmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında ise değişen H2:CO2 (v:v) oranının (4:1-5:1), sıcaklığın (37-55 °C) ve gaz besleme sürelerinin (60-90-120-150 dk.) AnMBfR performansı üzerinde etkisi araştırılmıştır. Çalışma bulguları değişen H2:CO2 oranının, sıcaklığın ve gaz besleme sürelerinin kesikli olarak işletilen AnMBfR'da biyometan üretimi için önemli bir rol oynadığını göstermiştir ve optimum gaz besleme süresi, H2:CO2 oranı ve sıcaklık sırasıyla 120 dk., 4:1 ve 55 °C olarak belirlenmiştir. Ayrıca optimum koşullarda çıkış gazında bulunan en yüksek CH4 konsantrasyonu %83 olarak elde edilmiş ve sıvı fazda çözünürlüğü oldukça düşük olan H2 çıkış gazında tespit edilmemiştir (%100 H2 kullanım verimliliği). Optimum koşullarda CO2 dönüşüm verimi ise %86 olarak elde edilmiştir. Sonuç olarak, sistem de membran kullanılması H2'nin sıvı fazda tamamen çözünmesine ve CH4 konsantrasyonunda artışa sebep olmuştur.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to optimize the biomethane process in a batch anaerobic membrane biofilm reactor (AnMBfR) and this study consists of two different stages. In the first stage of the study, anaerobic batch reactors were operated at different H2:CO2 (v:v) ratios (4:1-3:1-2:1-1:1) and different temperatures (37 and 55 °C). At this stage, the optimum H2:CO2 ratio and temperature were found to be 4:1 and 55 °C, respectively. At the same time, the highest methane (CH4) concentration in the outlet gas under optimum conditions was found to be 81%, and the hydrogen (H2) utilization efficiency and carbon dioxide (CO2) conversion efficiency were found to be 96% and 98%, respectively. In the second stage of the study, the effects of changing the H2:CO2 (v:v) ratio (4:1-5:1), temperature (37-55 °C), and gas feeding times (60-90-120-150 min.) on the AnMBfR performance were investigated. Study findings showed that varying H2:CO2 ratio, temperature, and gas feeding times played an important role in biomethane production in the intermittently operated AnMBfR, and the optimum gas feeding time, H2:CO2 ratio, and temperature were determined as 120 min, 4:1, and 55 °C, respectively. In addition, the highest CH4 concentration in the outlet gas under optimum conditions was 83% and H2, which has a very low solubility in the liquid phase, was not detected in the outlet gas (100% H2 usage efficiency). Under optimum conditions, the CO2 conversion efficiency was obtained as 86%. As a result, the use of a membrane in the system caused the complete dissolution of H2 in the liquid phase and an increase in the CH4 concentration.
Benzer Tezler
- Tetrakloroetenin hidrojene dayalı membran biyofilm reaktörü ile arıtılabilirlik çalışması
Studies biyodegradability of tetrachloroetylene by hydrogen-based membrane biofilm reactor
GAMZE ERŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
İnşaat MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZER ÇINAR
PROF. DR. HALİL HASAR
- Gözenekli ve gözeneksiz hidrofobik gaz transfer hollow fiber membranların üretimi ve uygulaması
Preparation and application of porous and nonporous hydrophobic gas transfer hollow fiber membranes
YUNUS AKSOY
Doktora
Türkçe
2018
Çevre MühendisliğiFırat ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL HASAR
- Çoklu tetrasiklin grubu karışımının hidrojen ve oksijene dayalı membran biyofilm reaktörlerinde giderimi
Removal of multiple tetracyclines mixture in hydrogen and oxygen based membrane biofilm reactors
MERİÇ YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Çevre MühendisliğiFırat ÜniversitesiÇevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL HASAR
- Hidrojene dayalı membran biyofilm reaktör ile tetrakloroetilenin biyolojik olarak indirgenmesi
Dehalogenation of tetrachloroethylene by biological with hydrogen-based membrane biofilm reactor
SERDAR KARATAŞ
Doktora
Türkçe
2012
Çevre MühendisliğiFırat ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL HASAR
- Yarı iletken diyot lazerin çevresel uygulamaları
Environmental applications of semiconductor diode laser
BARIŞ POLAT
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA
PROF. DR. NADİR DİZGE