An experimental study aiming to enhance the performance of OSR of a fuel processor

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: CİHAT ÖZTEPE

Danışman: AHMET ERHAN AKSOYLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmanın amacı, deneysel parametreler olarak sıcaklık, buhar/karbon besleme oranı (S/C), oksijen/karbon besleme oranı (O/C) ve katalizör ağırlığını (veya kalma süresi, W/F) kullanan bir Box-Behnken deney dizaynı vasıtası ile, yüksek metan çevrim aktivitesini bastırılmış H2/CO ürün seçiciliğiyle sağlayan bir yakıt işlemcisi prototipinin-FPP metan oksidatif buhar reformlama (OBR) unitesinin optimum çalışma parametrelerini belirlemektir. 350-450 °C, 3-5, 0.74-1.33, and 1.50-2.00 mg.dk/ml aralıkları sırasıyla, sıcaklık, buhar/karbon besleme oranı, oksijen/karbon besleme oranı ve kalma süresi parametrelerinin deneysel aralıkları olarak kullanılmıştır. Ek olarak, performans test sonuçlarını değerlendirmek için bir kıyaslama temeli oluşturmak ve OBR'nin mahiyetini daha iyi anlamak adına, aynı koşullarda bir termodinamik analiz yapıldı. Deneysel CH4 çevrimi, sıcaklık, buhar/karbon ve oksijen/karbon besleme oranları parametrelerinin ayrı ayrı her birinin artırılmasıyla arttı; ve bu eğilim deneylerde kullanılan koşullar için yapılan termodinamik analizle teyit edildi. Öte yandan, kamla süresinin CH4 çevrimindeki gözlenen etkisi alışılagelmemiş şekildeydi, diğer bir deyişle kalma süresindeki bir artış CH4 çevriminde bir düşüşe sebep oldu. Bu durum, deneylerde 1.50-2.00 mg.dk/ml kalma süresi için elde edilenlere kıyasla daha düşük CH4 çevrim seviyeleri veren termodinamik simulasyonlu kıyaslama analiziyle ayrıca teyit edildi. Metan çevrimine ek olarak, OBR'nin ürün dağılımı da reaksiyon koşularına göre farklılık gösterdi. Sonuç olarak, kalma süresine bağlı olarak elde edilen H2 üretimi ve H2/CO ürün oranı trendleri -genelde- aksi yönde oldukları için; sonuçlar, hem kalma süresi için bir Pareto optimali olduğunu ortaya çıkardı hem de OBR reaktörü için uygulanabilir çalışma koşullarını bulmak adına, kalma süresi ile reaktör performası arasındaki ilişkinin ince elenip sık dokunması gerekliliğini güçlü bir şekilde ortaya koydu.