ارزیابی و مقایسه تأثیر تقویت کننده کبالت بر نانوکاتالیست Ni/Al۲O۳ سنتزی به روشهای سل ژل و تلقیح با هدف تولید گاز سنتز
[پایاننامه]
/سید مهدی سجادی کلجاهی
: دانشکده مهندسی شیمی
، ۱۳۹۱
۱۱۴ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی
دانشگاه صنعتی سهند
فرآیندهای متفاوتی به منظور تبدیل گاز طبیعی به گاز سنتز به کار میروند که در این میان ریفورمینگ خشک متان به دلیل تبدیل گازهای گلخانهای متان و CO۲ به مخلوط گاز سنتز با نسبت H۲ بهCO تقریبا واحد در سالهای اخیر توجه زیادی را به خود معطوف کرده است .در میان کاتالیستهای مورد بررسی برای فرآیند مذکور کاتالیستهای با فاز فعال نیکل از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه بوده و فعالیت کاتالیستی خوبی دارند اما با گذشت زمان بر اثر رسوب ترکیبات کربن دار سریعا غیر فعال میشوند .به منظور فائق آمدن بر مشکل مذکور میتوان از تقویت کنندههای مختلف و روشهای سنتز متفاوت بهره گرفت .در این مطالعه که در مرکز تحقیقات راکتور و کاتالیستی دانشگاه صنعتی سهند انجام گرفت نانوکاتالیستهای Ni/Al۲O۳ وNi-Co/Al۲O۳ به روشهای سل-ژل و تلقیح سنتز شده و خواص ساختاری و عملکرد کاتالیستی آنها با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفت.خواص نانوکاتالیستها همچون مورفولوژی، مساحت سطح و نانومقیاس بودن ذرات با استفاده از آنالیزهایBET ،XRD ،FTIR ،FESEM ، TG و EDAX بررسی شد .به طور کلی نتایج آنالیزها ثابت کرد که نانوکاتالیستهای سنتزی به روش سل-ژل، خواص شیمیایی بهتر و مناسبتری را در مقایسه با نمونههای تلقیحی از خود نشان میدهند .همچنین افزودن تقویت کنندهی کبالت در هر دو روش سنتز، به خصوص روش سل-ژل منجر به بهبود خواص ساختاری نمونهها شد .همچنین علاوه بر موارد مذکور نانوکاتالیستهای Ni-Co/Al۲O۳-MgO-ZrO۲ به روش سل-ژل سنتز شدند عملکرد این نانوکاتالیستها با درصدهای وزنی متفاوت از ZrO۲ وMgO مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد که نانوکاتالیستهایی با درصد MgO بالاتر ( (۲۵ و ZrO۲ کمتر ( (۵ نتایج بهتری را ارائه مینمایند.عملکرد کاتالیستی نمونههادر فشار اتمسفری، نسبت استوکیومتری خوراک، ۲۴l/(gcat.h)=GHSV و در محدوده دمایی ۵۵۰ تا ۸۵۰ ارزیابی شد .ارزیابی پایداری نانوکاتالیستها نیز در دمای ۸۵۰ و به مدت min ۱۴۴۰ مورد بررسی قرار گرفت.واکنشها در یک راکتور کوارتز بستر ثابت U شکل و با بارگذاری ./۱ گرم کاتالیست برای هر بار تست انجام شده و قبل از هر تست کاتالیستها به مدت ۴ h و در دمای۷۰۰ و با دبی cm۳/min۳۰ از گازهیدروژن تحت فرآیند احیا قرار گرفتند.نتایج نشان دادکه درصد تبدیلهای متان و CO۲ برای Ni-Co/Al۲O۳سنتزی به روش سل-ژل در دمای C۸۵۰در محدودهی ۹۸ - ۹۶میباشند و بازده H۲ با افزایش ۲۸ نسبت به Ni/Al۲O۳ تلقیحی به ۹۸ میرسد .تقریبا در تمام محدودهی مورد بررسی نانوکاتالیستZrO۲(۱۰ ) -MgO (۲۵ )-Co/Al۲O۳(۶۵ )- Niنتایج بهتری را در مقایسه باCo/Al۲O۳- Niارائه کرد .در میان نمونههای سنتز شدهZrO۲(۱۰ )-MgO (۲۵ )-Co/Al۲O۳(۶۵ )-NiوCo/Al۲O۳- Ni سنتزی به روش سل-ژ ل با تولیدH۲/CO با نسبت تقریبا واحد در دمای بالاتر از C۷۵۰ و ثابت نگه داشتن درصد تبدیلهای متان وCO۲ ونسبتH۲/CO تقریبا واحد در طی تست پایداری بهترین عملکرد کاتالیستی را ارائه کردند.