Institutional Repository
Technical University of Crete
Technical University of Crete
EN
|
EL
| URI: | http://purl.tuc.gr/dl/dias/6C3D0019-1723-4A7B-B68F-EFEBE5515517 | ||
| Year | 2020 | ||
| Type of Item | Diploma Work | ||
| License |
|
||
| Bibliographic Citation | Christina Papazacharia, "Dry reforming of biogas in bimetallic and monometallic catalyst based on Ni-Ir and Ni", Diploma Work, School of Environmental Engineering, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2020 https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.87016 | ||
| Appears in Collections |
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκαν ως προς την καταλυτική συμπεριφορά τρεις διμεταλλικοί καταλύτες νικελίου-ιριδίου (Ni − Ir) και τρεις μονομεταλλικοί καταλύτες νικελίου (Ni), όπως επίσης και την επίδραση των στηριζόμενων φορέων που αφορούν την Αλούμινα, Αλούμινα-Σύρια-Ζιρκόνια και Σύρια-Ζιρκόνια κατά την διεργασία της ξηρής αναμόρφωσης βιοαερίου (DRM). Πιο συγκεκριμένα, η διεργασία της ξηρής αναμόρφωσης βιοαερίου αφορά την αντίδραση του διοξειδίου του άνθρακα (CO_2 ) και του μεθανίου (CH_4 ) με παραγωγή προϊόντων υδρογόνου (H_2 ) και μονοξειδίου του άνθρακα (CO). Η διεργασία αυτή έχει αποκτήσει μεγάλο περιβαλλοντικό και βιομηχανικό πλεονέκτημα για δύο πολύ σημαντικούς λόγους. Αρχικά, μέσω αυτής της διεργασίας γίνεται εκμετάλλευση δύο αέριων ρύπων και πιο συγκεκριμένα του CO_2 και του CH_4, δύο αέρια που θεωρούνται σημαντικά στη συμβολή του φαινομένου του θερμοκηπίου. Επίσης, το CO_2 και το CH_4 αποτελούν τα κύρια συστατικά του βιοαερίου και του φυσικού αερίου που είναι σχετικά φθηνές πρώτες ύλες για την παραγωγή syngas, δηλαδή αερίου σύνθεσης (H_2⁄CO) και την μετέπειτα χρήση αυτού ως καύσιμο σε διάφορες εφαρμογές. Αυτό κρίνεται ιδιαίτερα σημαντικό, αφού πλέον το H_2 θεωρείται το καύσιμο του μέλλοντος για παραγωγή ηλεκτρισμού.Εν συνεχεία, για την πειραματική διαδικασία που αφορά την μελέτη της αντίδρασης, η σύσταση των αντιδρώντων που επιλέχθηκε είναι ισομοριακή ([CO_2 ]⁄([CH_4 ]=1⁄1)). Όσον αφορά την περιεκτικότητα των καταλυτών σε ενεργά μέταλλα, για τον διμεταλλικό καταλύτη Ni-Ir η περιεκτικότητα είναι 1 % w.t Ir-10 % w.t Ni, ενώ για το μονομεταλλικό καταλύτη Ni είναι 10 % w.t Ni. Αυτοί οι καταλύτες είναι υποστηριγμένοι σε τρείς διαφορετικούς φορείς. Εκτός, από την κοινή ευρέως χρησιμοποιούμενη αλούμινα (γ-Al_2 O_3 ), θα μελετηθούν και φορείς μικτών οξειδίων και πιο συγκεκριμένα σύριας (CeO_2 ) και ζιρκόνιας (ZrO_2 ) - (CZ) και συνδυασμό αυτών των δύο με την αλούμινα (ACZ). Γενικότερα, ο ρόλος των φορέων είναι αρκετά σημαντικός όσον αφορά την ενίσχυση της καταλυτικής συμπεριφοράς και στον περιορισμό της εναπόθεσης άνθρακα και κυρίως κατά τις διεργασίες της ξηρής αναμόρφωσης μεθανίου. Ειδικότερα, εξετάζονται οι επιδράσεις που έχουν οι φορείς στην ενεργότητα των καταλυτών Ni-Ir και Ni, μέσω της μελέτης της σταθερότητας των καταλυτών για θερμοκρασία σταθερή στους T=750 ℃, καθώς και την συμπεριφορά τους ως προς την απόδοση για ένα εύρος θερμοκρασιών. Επιπρόσθετα, εξετάζεται και η επίδραση άλλων παραμέτρων κατά την λειτουργία των καταλυτών, που είναι η αναγωγή και οι διαδοχικές οξειδώσεις που επιδέχονται. Mε αυτον τον τρόπο εξετάζεται η ευκολία αναγεννησής τους.Από τα αποτελέσματα που προκύπτουν, τόσο οι καταλύτες Νικελίου (Ni) όσο και οι διμεταλλικοί καταλύτες Νικελίου-Ιριδίου(Ni-Ir) που εξετάστηκαν, φαίνεται να μην παρουσιάζουν την τάση συσσωρευτικής εναπόθεσης άνθρακα στην επιφάνεια τους, που είναι και ο βασικός λόγος απενεργοποίησης τους στη αναμόρφωση υδρογονανθράκων. Επιπλέον ενδιαφέρον παρουσιάζεται γύρω από τους μελετώμενους καταλύτες ως προς την σταθερότητα που προσδίδουν μετά τις οξειδωαναγωγικές μεταβολές που επιδέχονται. Επίσης, όσον αφορά την απόδοση τους στις υψηλές θερμοκρασίες παρατηρήθηκε ότι μεγαλύτερη ενεργότητα παρουσιάζουν οι καταλύτες Ni και Ni-Ir οι οποίοι είναι στηριζόμενοι στο φορέα αλούμινας (γ-Al_2 O_3 ). Χαμηλότερες αποδόσεις παρουσιάζουν οι καταλύτες Ni-Ir και Ni στηριζόμενοι σε φορείς αλούμινας-σύριας-ζιρκόνιας (ACZ) και σύριας-ζιρκόνιας (CZ), αντίστοιχα.
Copyright © DIAS 2013
