Parametric analysis of Fischer-Tropsch synthesis in a catalytic microchannel reactor
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: GAMZE GÜMÜŞLÜ
Danışman: AHMET KERİM AVCI
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Fischer-Tropsch sentezi (FTS), karbon monoksit ve hidrojen gazlarının karışımındanoluşan sentez gazının katalizör eşliğinde petrol bazlı pek çok yakıtın muadili olabileceksentetik yakıtlara dönüstürülmesidir. FTS sonucu oluşan ürünlerin dağılımı ortamsıcaklığına bağlı olduğundan, etkin sıcaklık kontrolü gerekmektedir. Bu noktada,FTS ile mikrokanal reaktör teknolojisinin birleştirilmesi başarılı sonuçlar verebilir;mikrometre civarındaki boyutlarıyla mikrokanal teknolojisi, hem süreçlerde küçülmeyihem de kütle ve ısı iletimi dirençlerinin en düşük seviyeye indirebilmesini, aynı zamandakatalizörün etkin biçimde kullanımını sağlayabilmektedir. Bu çalışmada, FTSnin katalitik mikrokanallardaki davranışı, bilgisayar destekli yöntemlerle parametrikolarak incelenmiş, reaktör geometrisi ve çalışma şartlarının FT sıcaklığı üzerindeki etkileriaraştırılmıştır. Yüksek sıcaklık (623 K) ve basınçta (20 atm) ilerleyen FTS, yataydizilerden oluşmuş mikrokanal ağı içerisinde soğutucu kanallarla eşleştirilmiştir. İkiboyutlu olarak oluşturulan geometri COMSOL MultiphysicsTM kullanılarak sonlu elemanlaryöntemiyle çözülmüştür. Parametrik analiz, kanalları ayıran duvarın malzemetürü ve kalınlığının, soğutma kanalını çapının, soğutucu türü ve akış hızının, giriştekimolar H2/CO oranının ve kanal duvarı şeklinin FT kanal sıcaklığı üzerindeki etkilerininincelenmesine dayanmaktadır. Sonuçlar, kalın, yüksek iletkenlikli ve reaksiyontarafında mikro-girintili duvar kullanımıyla FT kanalında sabite yakın sıcaklıklar eldeedilebileceğini göstermektedir. Ayrıca, soğutma kanal çapı değişimi sıcaklık üzerindekayda değer bir etki göstermezken, soğutucu çeşidi ve miktarı önemli değişikliklere yolaçtığı görülmektedir. H2/CO oranının arttırılmasıyla FT kanalında düşük sıcaklıklaraulaşılabileceği gözlenmiştir.