Methanol steam reforming over silica aerogel supported catalyst for hydrogen production
Silika aerojel destekli katalizör ile buharlı metanol reformlama reaksiyonundan hidrojen üretimi
- Tez No: 511500
- Danışmanlar: PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ, PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Giderek artan nüfusa paralel olarak enerji ihtiyaçlarımız da artma eğilimi göstermektedir. Enerji ihtiyaçlarımızı karşılarken önemli bir nokta kullanılan enerji kaynağının çevreyi kirletmemesidir. Fosil yakıtların giderek tükenmekte olduğu gerçeği düşünüldüğünde hidrojenin uygun bir enerji kaynağı olduğu görülmektedir. Doğada saf halde bulunmayan hidrojen çeşitli yöntemlerle üretilmektedir. Bu çalışmada hidrojenin, buharlı metanol reformlama reaksiyonu ile üretilmesi amaçlanmaktadır. Böylelikle 1 mol alkol başına en çok 3 mol hidrojen elde edilebilecektir. Alkol reformlama reaksiyonlarında kullanılan katalizör desteğinin türü, katalizörün performansını etkileyen önemli bir parametredir. Mezo gözenekli bir malzeme olan silika aerojel sol-jel tekniği ile sentezlendikten sonra bu katalizör desteğine ıslak emdirme yöntemiyle uygun metal (Cu, Zn, vb.) yüklenmiştir. Metal yüklenmiş katalizörlerden uzun süre kararlılığını koruyan ve çıkış gazında çok az yan ürün içeren hidrojen eldesi için katalizörler öncelikle ısıl işlem görmekte, sonrasında indirgenmekte ve son olarak reaksiyon ortamına sokulmaktadır. Artan ısıl işlem sıcaklığı ile metanol dönüşümünün arttığı ve en yüksek metanol dönüşümüne (%86,1) 700°C'ye kadar ısıl işlem gören 10Cu-SA hava/Ar 700 katalizörüyle ulaşıldığı görülmüştür. Buharlı metanol reformlama reaksiyonunda en iyi sonuç 280°C'de 2,75 ortalama hidrojen verimi, %92,1 metanol dönüşümü ve %3,6 kok oluşumu sağlayan 15Cu-SA hava/Ar 700 katalizöründen elde edilmiştir. Yan ürün olarak oluşan karbon dioksiti tutmak için buharlı metanol reformlama reaksiyonunda huntit ve hisrotalsit gibi adsorbanlar kullanılmış ve en iyi sonuç 55 dakika boyunca karbon dioksit tutma kapasitesiyle 15Cu-SA hava/Ar 700 katalizörüyle ağırlıkça 1/15 oranında karıştırıldıktan sonra 200°C'de reaksiyona giren hidrotalsitten elde edilmiştir. 15Cu-SA hava/Ar 700 katalizörünün kararlı ve yenilenebilen bir katalizör olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Our energy demand shows an increasing trend parallel to the increase in population. An important issue while we are meeting our energy need is that the source of energy should not pollute the environment. It is seen that hydrogen becomes a suitable choice as energy source when the fact that depletion of fossil fuels is considered. Hydrogen, which is not found in pure form in nature, is to be produced by some methods. In this study, hydrogen was produced from methanol steam reforming reaction. By doing so, maximum 3 moles of hydrogen can be produced per mole of alcohol. Type of the catalyst support is an important parameter that affects the performance of the catalyst during alcohol reforming reactions. A mesoporous catalyst support, silica aerogel, is synthesized by following sol-gel technique and after that convenient type of metal (Cu, Zn, etc.) was loaded into this support via wet impregnation method. Metal loaded catalysts are first calcined, then reduced and finally placed in reaction environment in order to obtain a long term stable catalyst which will provide obtaining hydrogen gas with very low side product content. It was seen that methanol conversion increased with an increase in calcination temperature, and the highest methanol converison (86.1%) is reached with the catalyst calcined up to 700°C, namely 10Cu-SA Air/Ar 700. The best result in methanol steam reforming at 280°C is obtained from 15Cu-SA Air/Ar 700 catalyst which provided 2.75 average hydrogen yield, 92.1% methanol conversion and 3.6% coke formation. Adsorbents such as huntite and hydrotalcite were used to capture the side product CO2, in methanol steam reforming reactions and the best result was obtained with hydrotalcite which captured CO2 for 55 minutes when mixed with 15Cu-SA Air/Ar 700 at 200°C in 1/15 weight base. It was seen that 15Cu-SA Air/Ar 700 was a stable and regeerable catalyst.
Benzer Tezler
- Sorption enhanced reforming of ethanol over novel catalysts and microwave reactor application
Etanolün yeni katalizörlerle adsorpsiyon destekli buharlı reformlanması ve mikrodalga reaktör uygulaması
MERVE SARIYER
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ
PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Çoklu disk reaktör ve çeşitli destek yapılı dolgulu yatak reaktörde metanol buhar reformasyonunun yenilikçi katalizörlerle deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of methanol steam reforming in multi-disk and packed-bed reactors with various supports using innovative catalysts
ENVER BAYDIR
Doktora
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMÜR ARAS
- Mikro/mini kanalda metanol buhar reformasyon prosesi ile hidrojen üretiminin yapay sinir ağları ile modellenmesi ve kontrolü
Modeling and control of hydrogen production with artificial neural networks by methanol steam reforming process in micro/mini channel
ENVER BAYDIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMÜR ARAS
- Metanolden reformlama tepkimeleri ile hidrojen üretimi için reaktör sistemi tasarımı ve simülasyonu: katalizör geliştirilmesi ve kinetik model çalışmaları
Reactor system design and simulation for hydrogen production from methanol by reforming reactions: catalyst development and kinetic model studies
ORHAN ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE NİLGÜN AKIN
- Hydrogen production from formaldehyde
Formaldehıtten hidrojen üretimi
CAN AĞCA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ
PROF. DR. TİMUR DOĞU