Catalytic synthesis gas production in microchannel reactors

---

Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2012

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: EYUP ŞİMŞEK

Danışman: AHMET KERİM AVCI

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu doktora tezi,özgün tasarımlı duvara kaplamalı ve tanecik dolgulu mikrokanal reaktörlerde, ?-Al2O3 destekli Ni ve kıymetli metal (Rh, Ru, Pd, Pt) bazlı katalizörler üzerinde metandan sentez gazı üretimini ele almaktadır. Öncelikle, tepkime sıcaklığının, molar buhar/karbon oranının, tanecik boyutunun ve beslemedeki karbondioksit varlığının ve tümü ?-Al2O3 destekli Ni, Pt-Ni, Pd, Rh, Ru gibi katalizörlerin, metanın buhar reformlanması (MSR) verimine olan etkilerini araştırmak üzere test koşulları belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında, duvara kaplamalı ve tanecik dolgulu mikrokanal olmak üzere iki farklı reaktör tasarımında %2 Rh, %2 Ru, %2 Pd ve %10 Ni katalizörlerin metan buhar reformlanması aktiviteleri, tepkime sıcaklığı 873-1023 K, buhar/karbon oranı 2.5-3.5 aralıklarında değiştirilerek, ve kalma süresi 7.22 mg?min?cm-3 değerinde tutularak, sabit bir metan giriş oranında araştırılmış ve iki reaktör tasarımı karşılaştırılmıştır. Her iki reaktör düzeninde %2 Rh, en yüksek H2 ve CO üretim hızlarını vermiştir. Duvara kaplamalı reaktörde elde edilen H2/CO oranlarının tanecik dolgulu reaktördekilerden daha düşük olduğu belirlenmiştir. CO seçimliliği bakımından %2 Rh daha iyi sonuç verirken, %10 Ni en yüksek H2 seçimliliğini göstermiştir. Üçüncü olarak, ?-Al2O3 destekli, çift metalli %0.2 Pt-%2 Rh katalizörünün metanın oksijenli buhar reformlanması (OSRM) sürecindeki verimi tanecik dolgulu mikrokanal reaktörde incelenmiş ve bu sonuçlar duvar kaplamalı mikrokanal reaktör sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Burada incelenen temas süresi aralığı olan 0.41-0.71 mg?min?cm-3, diğer deneylere göre daha düşüktür. Çalışılan bütün parametrelerdeki (tepkime sıcaklığı, temas süresi, buhar/karbon oranı ve oksijen/karbon) artiş metan dönüşümünü artırırken, sadece tepkime sıcaklığı ve temas süresindeki artış CO seçimliliği arttırmaktadır. Bütün paremetreler için, metan dönüşüm değerleri her iki reactor düzeni için karşılaştırılabilir düzeydedir. Sentez gazı üretiminde önem arzeden CO seçimliliğinin duvar kaplamalı mikrokanal reaktör düzeninde belirgin bir şekilde daha yüksek çıktığı bulunmuştur.