Computational and experimental investigation of catalytic hydrogen production from ethanol
Etanolden katalitik hidrojen üretiminin hesaplamalı ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
- Tez No: 170441
- Danışmanlar: PROF.DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
VII ÖZET ETANOLKEN KATALİTİK HİDROJEN ÜRETİMİNİN HESAPLAMALI VE DENEYSEL YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ Etanolden katalitik hidrojen üretimi, sabit sistemlerde ve taşıt araçlarında kullanılabilecek yakıt hücrelerine hidrojen sağlamak amacıyla tasarlanmış bir yakıt işlemcisi çerçevesinde incelenmiştir. Çalışmanın hesaplamalı bölümünde, etanolun katalitik dolaylı kısmi oksidasyon (total oksidasyon + buhar reformlama) yoluyla hidrojene dönüştürülmesine dayalı bir yakıt işlemcisinin modellenmesi ve benzetimi yapılmıştır. Benzetim çalışmalarında kullanılan termodinamik yaklaşım, etanolun bu yöntemle hidrojene dönüştürülmesinin olabilirliğini göstermenin yanı sıra ikincil bir su-gazı geçiş reaktörünün yararına ve karbon oluşmasını engellemek amacıyla yakıt işlemcisine dışarıdan su enjeksiyonun gerekliliğine de işaret etmiştir. Deneysel çalışmalarda ise, etanolun çift-metalli Pt-Ni katalizörü kullanılarak buhar reformlama yöntemiyle hidrojene dönüştürülmesinde reaksiyon sıcaklığı ile girişteki (buhar/etanol) mol oranının hidrojen verimine etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, buhar/etanol mol oram 5 olarak alındığında, (a) 823 K'de % 100 etanol dönüşmesi elde edildiğini, (b) 623 K'de etanol bozunma, 723 K'de etanol buhar reformlama, 773 K'de ise metan buhar reformlama reaksiyonlarının baskın olabileceğini, ve (c) hidrojen seçiciliğinin çok yüksek olması nedeniyle, en iyi etanol buhar reformlama sıcaklığının 723 K olduğunu göstermiştir. 673 K'de gerçekleştirilen kinetik deneyler ile buhar reformlama hızının etanole bire yakın pozitif bir mertebeden, buhara ise reaksiyonu kısıtlayan negatif bir mertebeden bağımlı olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
VI ABSTRACT COMPUTATIONAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF CATALYTIC HYDROGEN PRODUCTION FROM ETHANOL Catalytic conversion of ethanol was investigated within the framework of a fuel processor designed for supplying hydrogen to vehicular and stationary fuel cell applications. The computational part of the thesis involves modeling and simulation of a fuel processor based on catalytic ethanol conversion to hydrogen via indirect partial oxidation (a combination of total oxidation and steam reforming). Computer simulations indicate the thermodynamic feasibility of ethanol conversion to hydrogen and highlight the benefits of using a secondary water-gas shift reactor as well as the necessity for external water injection to the fuel processor for suppressing carbon formation. Experimental studies involve steam reforming of ethanol over a bimetallic Pt-Ni catalyst for analyzing the effects of reaction temperature and steam/ethanol ratio in feed on hydrogen yield. The results obtained show that at a steam/ethanol molar ratio of 5, (a) 100 per cent ethanol conversion may be achieved at 823 K, (b) ethanol decomposition, ethanol steam reforming and methane steam reforming are the likely reactions dominating at 623 K, 723 K and 823 K, respectively, and (c) the optimum reaction temperature for ethanol steam reforming is 773 K since the hydrogen selectivity at this temperature is remarkably high. Assessment of steam reforming kinetics at 673 K indicates positive dependence close to unity on ethanol and negative dependence on steam that inhibits the steam reforming process.
Benzer Tezler
- Computational and experimental investigation of catalytic hydrocarbon fuel processing for autothermal hydrogen production
Hidrokarbon yakıtların ototermal hidrojen üretimi için katalitik dönüşümlerinin bilgisayar destekli ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
AHMET KERİM AVCI
Doktora
İngilizce
2003
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- Bazı amino asitlerin seryum (IV) ile yükseltgenme kinetiği ve mekanizması
Kinetics and reaction mechanism of the oxidation of some amino acids with cerium (IV)
SEVAL BAYÜLKEN
- Mineral maddenin Türk linyitlerinin yanma özelliklerine etkisi
Effect of the mineral matter on the combustion properties of Turkish lignites
ÇİĞDEM ŞENTORUN
- Computational quantum chemical study of oxidative dehydrogenation of propone to propylene
Propanın oksidotif dehidrojenosyon tepkimesi ile propilene dönüşümünün kuantum kimyasal hesap çalışmaları
NAZLI UZMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIK ÖNAL
- Karbonil bileşiklerine gaz fazında bazı nükleofilik katılma tepkimelerinin moleküler ortibal yöntemleriyle incelenmesi
Investigation of some of the nucleophilic addition reactions of carbonyl compounds in fas phase by molecular orbital methods
HÜLYA ATİLA YEKELER
