Experimental and computational study of glycerol reforming over wall-coated microchannels
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: AMIN DELPARISH
Danışman: AHMET KERİM AVCI
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yapılan bu çalışmanın amacı, gliserin reformasyonunun deneysel ve bilişimsel olarak araştırılmasıdır. Deneysel kısımda, laboratuar koşullarında hazırlanmış ve iç duvarı Rh/Al2O3 katalizörü ile kaplanmış mikro kanal reaktöründe, gliserinin oksidatif buhar reformasyonu gaz fazında gerçekleştirilmiştir. Reaksiyon sıcaklığı, reaktör girişindeki karbon-oksijen ve buhar-karbon mol oranlarının, gliserin dönüşümü ve ürün dağılımı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ürün analizi 2 gaz kromatografisi ile yapılmıştır. Gliserin dekompozisyonu endotermik bir reaksiyon olduğundan, gliserin dönüşümünün sıcaklıkla arttığı gözlemlenmiştir. Gliserin dönüşümü, 600-700 °C sıcaklık aralığında ve karbon-oksijen oranının 1.125 olduğu durumda tamamlanmıştır. Buhar-karbon oranı, sıcaklık ve karbon-oksijen oranı ile karşılaştırıldığında, gliserin dönüşümü üzerinde daha az etkili olmuştur. Gliserin dönüşümü ve H2 verimliliği, girişteki buhar içeriğinin yol açabileceği su gaz kayması ve olası kok gazı ile geliştirilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucu H2/CO oranı 0.5-1.8 aralığında bulunmuş olup, istenilen H2/CO oranını elde etmenin, karbon-oksijen ve buhar-karbon oranları ve sıcaklık değiştirilerek mümkün olabileceği gözlemlenmiştir. Çalışmanın bilişimsel kısmında, gliserin dönüşümü ısı değişim üniteli, duvarı ayrılmış, dikdörtgen şeklinde, paralel reaksiyon ve ısıtma kanalları içeren mikro kanal reaktöründe, matematiksel modelleme teknikleri vasıtasıyla incelenmiştir. Co-Ni/Al2O3 katalizörü ile kaplanmış kanallarda gerçekleşen ve endotermik olan gliserin dönüşümü için gereken ısı, duvarlarla ayrılmış bitişik kanallar üzerinden geçen buhar ile sağlanmıştır. Reaktif karışımın buhar-karbon oranı ve sıcaklığı, giriş sıcaklığı ve buhar hızı ile reaktif karışım ve buhar akış konfigürasyonları, ve reaktör duvar materyali ile reaksiyon ve ısıtma kanalları arasındaki duvar kalınlığı gibi değişkenlerin, sıcaklık dağılımı ve gliserin dönüşümü üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Ürün dağılımı, literatürde yapılan deneysel çalışmaların sonucuyla paralel bulunmuştur. Simülasyon sonuçları, reaksiyon kanal sıcaklığının homojen dağılımının istenmeyen CH4 seçiciliğini azaltmasının yanı sıra H2 üretimini pozitif etkilediğini göstermektedir.