Construction and testing of a bench-scale reactor system for autothermal reforming of methane

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2009

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: İLKER ÖZTÜRK

Danışman: AHMET ERHAN AKSOYLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmanın ana amacı, metanın buharla veya ototermal reformlaması yoluyla temiz hidrojenin yüksek seçicilikle üretimi araştırmalarının gerçekleştirileceği, masa-üstü bir reaktör sisteminin kurulmasıdır. Gazlar için kütle akış denetleyicileri, su için HPLC pompası, buharlaştırma ve gaz-karıştırma bölümü, sıcaklık-programlamalı bir fırın içine yerleştirilen aşağı-akışlı mikro-reaktör, su kapanı, ısıtılmış paslanmaz çelik bağlantı ve gaz akış hatları, girdi ve ürün analizi için gerekli paralel iki gaz kromatografi cihazından oluşan bir sistem tasarlandı ve kuruldu. Kurulan masa-üstü reaktör sistemi, daha önce laboratuvarımızda propan ve n-bütan gibi yüksek hidrokarbonların buharla veya oksijenli ortamda buharla reformlaması için geliştirilen çift-metalli 0.2wt%Pt-15wt%Ni/gama-Al2O3 katalizörü kullanılarak denendi. Katalizör ardışık ıslak emdirme yöntemiyle hazırlandı ve etkinlik deneyleri kurulan mikro-reaktör sisteminde yapıldı. Buharla reformlama için en uygun koşulların belirlenmesi amacıyla, sıcaklığın (500?600oC), girdi metan miktarının (mol %3?7), buhar/karbon oranının (S/C = 3?5) metan dönüşmesi ve hidrojen üretimine etkileri incelendi; daha sonra, bu koşullar karbon/oksijen oranının (C/O2 = 1.50?2.70) ototermal reformlada elde edilen metan dönüşmesi ve hidrojen üretimine etkisi incelendi.En uygun koşullar olarak, buhar/karbon oranı 4 (500oC sıcaklıkta %60 CH4 dönüşmesi); buharla reformlama sıcaklığı 600oC (buhar/karbon oranı 4 ile %90 CH4 dönüşmesi ve 135 mikromol/(gcat-san) H2 üretimi); girdideki metan miktarı, mol % 7 (500oC sıcaklıkta, buhar/karbon oranı 4 ile %55 CH4 dönüşmesi ve 65 mikromol/(gcat-san) H2 üretimi); C/O2 oranı ise 2.12 (500oC sıcaklıkta, buhar/karbon oranı 4 ile %75 CH4 dönüşmesi ve 80 mikromol/(gcat-san) H2 üretimi) belirlendi. Sıcaklığın 525-575oC aralığında 25oC dilimlerle iki saatte bir arttırılması veya azaltılmasının ardından başlangıç sıcaklığına dönülmesi ile gerçekleştirilen sıcaklık tarama çalışmaları katalizörün etkinlik kaybına uğradığını gösterdi.