-
شماره ركورد
28471
-
پديد آورنده
كوثر خسروي
-
عنوان
استفاده از كربن فعال ارتقايافته به عنوان پايه كاتاليست نيكل در فرايند ريفرمينگ خشك متان
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي- ترموديناميك و سينتيك شيميايي
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1402/2/25
-
استاد راهنما
سيدمهدي علوي املشي
-
دانشكده
دانشكده مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
يكي از تكنولوژيهاي پربازده براي توليد گاز سنتز، فرايند ريفرمينگ خشك متان است كه به دليل بهره¬گيري از دو گاز گلخانه¬اي متان و دي¬اكسيد كربن، يك روش سازگار با محيط زيست نيز به¬شمار مي¬رود. كاتاليست¬هاي بر مبناي نيكل به صورت متداول در اين فرآيند استفاده مي¬شوند. در اين مطالعه، كربن فعال به عنوان پايه كاتاليست با ساختار مزو حفره و سطح ويژه بالا ( m2/g8/1483) مورد استفاده قرار گرفته است همچنين به منظور بهبود خصوصيات ساختاري كربن فعال از اصلاح كننده HNO3 استفاده گرديد. كاتاليست¬هاي پايهدار شده نيكل با محتواي متفاوت (2/5,5,7/5,10,12/5, 15) بر پايه كربن فعال اصلاح شده و با روش تلقيح مرطوب تهيه شدند. تأثير ميزان نيكل و دماي كلسيناسيون به طور جداگانه بر خصوصيات ساختاري و عملكرد كاتاليستهاي تهيه شده مورد مطالعه قرار گرفت. همچنين، از آناليزهاي FESEM، TPO، H2-TPR، XRD BET براي شناسايي خصوصيات كاتاليست¬ها در اين مطالعه استفاده شده است. نتايج نشان دادند كه تمامي كاتاليست¬ها داراي سطح بالا(1483-1218 m2.g-1)، ساختار مزو حفره و توزيع اندازه حفرات در محدوده nm26/2- 18/2 مي¬باشند. نتايج تست¬هاي راكتوري نشان دادند كه بازده هيدروژن و منوكسيدكربن با افزايش درصد بارگذاري نيكل از 5/2 تا 5/12 درصد وزني افزايش يافته است، با اين وجود كربن بيشتري نيز بر روي سطح كاتاليست تشكيل شده است. كاتاليست 12/5%Ni/AC تبديل CH4 و CO2 بالاتر( به ترتيب 64/58 و 5/63 درصد در دماي 700°C) و همچنين پايداري حرارتي مناسبي را در 700°C در طول 5 ساعت از واكنش نسبت به ديگر كاتاليست¬ها نشان داده است (تنها /50 درصد افت براي تبديل متان). همچنين بازده هيدروژن و منوكسيدكربن با افزايش دماي كلسيناسيون از 400°C به 600 كاهش يافته است كه به سبب كلوخه شدن و تشكيل كريستالهاي بزرگتر در دماي كلسيناسيون بالاتر است. در بخش دوم پروژه از ارتقادهنده¬هاي اكسيد فلزات قليايي خاكي (MgO,CaO,SrO,BaO) در كنار كربن فعال استفاده و خصوصيات ساختاري و عملكرد كاتاليستي آنها بررسي شد. از ميان آن¬ها كاتاليست با ارتقاء¬دهنده SrO تبديل CH4 بالا¬تر (63 درصد) در دماي 700°C و پايداري حرارتي مناسب در اين دما ( افت 5/0 درصد تبديل متان ) نسبت به ديگر كاتاليست¬ها نشان داده است. نتايج نشان دادند كه با افزايش ميزان اكسيد استرانسيوم تا 7 درصد وزني، ميزان تبديل متان در دماي 700°C به ميزان 7 درصد افزايش يافته است. در هر دو بخش پروژه تاثير نسبت خوراك، دماي احيا و ميزان GHSV بر ميزان فعاليت كاتاليست بررسي شد و تاثير دماي كلسيناسيون به طور جداگانه بر خصوصيات ساختاري و ميزان فعاليت مورد مطالعه قرار گرفت.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/04/13
-
عنوان به انگليسي
Use of advanced activated carbon as a nickel catalyst base in methane dry reforming process
-
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
كوثر خسروي
-
چكيده به لاتين
Reduction of energy resources and global warming are the vital phenomena that impress human’s life. Dry reforming of methane reaction is compatible with environment that uses methane and carbon dioxide to produce synthesis gas. Nickel-based catalysts are the common one that employs in this reaction due to its high performance, good selectivity, accessibility and cheapness. In this study, activated carbon, which possessed mesoporous structure and high specific area, was used as support. Also, in order to modify the structural properties of activated carbon, the HNO3 was employed. Nickel-based catalysts with various loadings supported on modified activated carbon fabricated via wet impregnation method. The impact of nickel loading and calcination temperature on textural features and catalytic performance was investigated. Besides, in order to evaluate characteristic properties of catalysts, the XRD, BET, H2-TPR, TPO and FESEM analyses was used. Outcomes revealed that all catalysts possessed high BET area (1218- 1483 m2/g), mesoporous structure and pore size distributions in the range of 2/18-2/26 nm. According to activity tests, catalytic performance was increased with enhancement of nickel percentage from 2/5 to 15 wt.%. However, much carbon was formed over catalysts. The 12/5 wt.%. NiO/AC catalyst possessed the superior catalytic performance with methane conversion of 64/58 and CO2 conversion of 63/5 at 700C, total flow rate of and feed composition of CH4: CO2 =1. Also, this catalyst showed the best stability at 700 C during 5 h compared to other catalysts. Besides, catalytic performance decreased with increase of calcination temperature from 400 to 600C because of agglomeration of particles and formation of large crystals at higher temperatures. In the second phase of study, some promoters such as barium, strontium, calcium and magnesium oxides doped with activated carbon to evaluate textural features and catalytic performance of catalysts. Among the promoters, the Sr-promoted catalyst possessed high methane conversion and high stability at 700C compared to other promoters. Results exhibited that increase of SrO loading up to 7 wt.%. improved methane conversion about 7% than other catalysts. Furthermore, the influence of feed composition, reduction temperature, calcination temperature and GHSV was assessed on catalytic performance and textural features of catalysts in all the two phases of project.
-
كليدواژه هاي فارسي
گاز سنتز , كربن فعال , ريفرمينگ خشك
-
كليدواژه هاي لاتين
Synthesisgas , Activatedcarbon , Dryreforming
-
Author
Kosar Khosravi
-
SuperVisor
Dr. Mehdi Alavi Amlashi
-
لينک به اين مدرک :