• شماره ركورد
    31443
  • پديد آورنده

    اميد قيطولي

  • عنوان
    استفاده از كاتاليزورهاي نيكلي همراه با جاذب اكسيد كلسيم در فرايند ريفرمينگ با بخار متان جهت توليد هيدروژن خالص
  • مقطع تحصيلي
    ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1403/07/15
  • استاد راهنما
    سيد مهدي علوي
  • استاد مشاور
    احسان اكبري
  • دانشكده
    مهندسي شيمي ، نفت وگاز
  • چكيده
    با افزايش تقاضاي انرژي، استفاده از سوخت‌هاي فسيلي به‌عنوان منابع اوليه انرژي نيز به دليل هزينه‌هاي پايين و ارزش گرمايشي بالا افزايش يافت. حاصل مصرف انرژي بالا توليد بي‌رويه كربن‌دي‌اكسيد و گرم‌شدن كره زمين است. واكنش ريفرمينگ با بخار متان يكي از مهمترين وپركاربردترين واكنش هاي توليد سوخت پاك هيدروژن است. از ميان كاتاليست‌هاي مورد استفاده در اين واكنش، كاتاليست‌هاي مبتني بر نيكل بر پايه‌هاي Al2O3,MgO,ZrO2 وپايه هاي تركيبي مورد توجه بسياري قرار گرفته است. در اين پژوهش، پايه CaO:Al2O3 با درصد هاي مختلف كلسيم اكسيد (10،20،30،40،50) به دو صورت جدا از كاتاليست و تركيبي با روش مكانيكي-شيميايي سنتز شد. سپس، تأثير بارگذاري‌هاي مختلف نيكل (5، 5/7، 10، 5/12 و 15 درصد وزني) بر روي پايه با درصد انتخابي از آلومينيوم اكسيد وكلسيم اكسيد بررسي شد. با توجه به نتايج BET، افزودن Al2O3 به CaO باعث افزايش سطح ويژه از m2.g-1 15 به m2.g-1 52 شد. با افزايش درصد مولي CaO/Al2O3 از %100: %0 به %55: %45 در دماي °C 500 درصد تبديل متان 6درصد و نيكل از 5 به 10 درصد وزني، 10 درصد افزايش يافت كه مي‌تواند به دليل جذب خوب كربن دي اكسيد و بهبود در احياپذيري كاتاليست‌ها باشد. از سويي ديگر، افزودن بيشتر اكسيد نيكل تا15 درصد وزني، تبديل متان را در دماي °C 500 با كاهش %32 مواجه كرد. بنابراين، كاتاليست 10wt.% NiO/ Al2O3-45%CaO داراي بيشترين تبديل متان وجذب همزمان كربن دي اكسيد در واكنش ريفرمينگ با بخار متان در دماي°C 500 تا°C 700 بود. همچنين، تأثير GHSV بر عملكرد كاتاليست انتخابي، مورد ارزيابي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه كاهش در مقدار GHSV از ml.grcat-1.h-1 24000 به ml.grcat-1.h-1 12000، در دماي 500 درجه سانتي گراد باعث افزايش 20درصدي عملكرد نمونه مي‌شود. به علاوه، با افزايش نسبت خوراك (H2O/CH4) از 1 به 5 در دماي°C 550 ، تبديل متان 60درصد افزايش يافت. در نتيجه، كاتاليست 10wt.% NiO/ Al2O3-45%CaO داراي بهترين عملكرد با مقادير تبديل متان 96% و كربن دي اكسيد توليدي11% در °C 650 بود. همچنين، شرايط عملياتي شامل دماي كلسيناسيون، دماي احيا، GHSV، نسبت خوراك و آزمون پايداري طولاني‌مدت نيز بر روي كاتاليست منتخب مورد بررسي قرار گرفت.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/08/09
  • عنوان به انگليسي
    The use of nickel catalysts with calcium oxide adsorbent in steam methane reforming process to produce pure hydrogen
  • تاريخ بهره برداري
    1/1/1900 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    اميد قيطولي قلعه زنجيري

  • چكيده به لاتين
    With the increase in energy demand, the use of fossil fuels as primary sources of energy also increased due to their low costs and high heating value. The result of high energy consumption is the excessive production of carbon dioxide and global warming. The reforming reaction with methane steam is one of the most important and widely used reactions for the production of clean hydrogen fuel. Among the catalysts used in this reaction, nickel-based catalysts based on Al2O3, MgO, ZrO2 and mixed bases have received much attention. In this research, CaO: Al2O3 base with different percentages (10, 20, 30, 40, 50) was synthesized separately from the catalyst and combined by mechanical-chemical method. Then, the effect of different loadings of nickel (5, 7.5, 10, 12.5 and 15% by weight) on the base with optimal percentage of aluminum oxide and calcium oxide was investigated. According to the BET results, adding Al2O3 to CaO increased the specific surface area from 15 m2.g-1 to 52 m2.g-1. Also, with the increase of nickel oxide from 5 to 15% by weight, the specific surface area of the catalysts decreased. In addition, by increasing the molar percentage of CaO/Al2O3 from 0%: 100% to 55%: 45% and nickel from 5% to 10% by weight, the performance of the catalysts increased, which could be due to the good adsorption of carbon dioxide and improvement in the reversibility of the catalysts. be On the other hand, adding more CaO and nickel oxide decreased carbon dioxide absorption. Therefore, the 10wt.% NiO/Al2O3-45%CaO catalyst had the highest methane conversion and simultaneous absorption of carbon dioxide in the reforming reaction with methane steam at a temperature of 500°C to 700°C. Also, the effect of GHSV on the performance of the selected catalyst was eva‎luated and the results showed that the decrease in GHSV value from 24000 ml.grcat-1.h-1 to 12000 ml.grcat-1.h-1 increases the performance of the sample. to be In addition, with increasing feed ratio (H2O/CH4) from 1 to 5 at 500°C to 700°C, methane conversion increased. As a result, the 10wt.% NiO/Al2O3-45%CaO catalyst had the best performance with 96% methane conversion and 11% carbon dioxide production at 650 °C. Also, operating conditions including calcination temperature, reduction temperature, GHSV, feed ratio and long-term stability test were also investigated on the selected catalyst
  • كليدواژه هاي فارسي
    : ريفرمينگ با بخارمتان ارتقايافته , جذب كربن‌دي‌اكسيد , اتاليست NiO/ Al2O3-CaO
  • كليدواژه هاي لاتين
    : Sorption enhanced steam methane reforming , carbon dioxide absorption , NiO/Al2O3-CaO catalyst
  • Author
    Omid Qeitoli Qala Zanjiri
  • SuperVisor
    Dr. Seyed Mehdi Alavi