Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Χαρακτηρισμός και αξιολόγηση καταλυτικής συμπεριφοράς καταλυτών Ru/MCM-41 με διαφορετική φόρτιση μετάλλου κατά την αντίδραση Sabatier (υδρογόνωση του CO2 προς μεθάνιο)

Emmanouil Orestis

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η κλιματική αλλαγή αποτελεί σήμερα ένα από το πιο σοβαρά περιβαλλοντικά θέματα του πλανήτη. Γίνονται πολλές προσπάθειες σε παγκόσμια κλίμακα για τον περιορισμό των επιπτώσεων της άλλα και για την μετάβαση σε μια διαδικασία παραγωγής ενέργειας που θα έχει θετικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Αρωγός σε αυτή την προσπάθεια είναι διάφορες νέες τεχνολογίες που προσπαθούν να μειώσουν τις εκπομπές των αερίων του θερμοκηπίου, όπως είναι το CO2, ή ακόμα και να τις εκμεταλλευτούν με διάφορους τρόπους. Μια τέτοια τεχνολογία είναι η αντίδραση της υδρογόνωσης του διοξειδίου του άνθρακα προς παραγωγή μεθανίου, μεθανόλης και άλλων υδρογονανθράκων με σκοπό την χρήση τους σε άλλες βιομηχανικές εφαρμογές με μικρότερο περιβαλλοντικό κόστος. Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε η συγκριτική μελέτη καταλυτών ρουθηνίου υποστηριγμένων σε MCM-41 για την καταλυτική αντίδραση μεθανοποίησης του CO2, γνωστή και ως αντίδραση Sabatier. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της συμπεριφοράς των καταλυτών ως προς την ενεργότητά τους, την σταθερότητά τους και τα φυσικοχημικά τους χαρακτηριστικά. Οι καταλύτες Ru/MCM-41, οι οποίοι παρασκευάστηκαν με την μέθοδο του υγρού εμποτισμού, μελετήθηκαν ως προς την μετατροπή του CO2, την παραγωγικότητα σε CH4 και CO και την εκλεκτικότητα σε CH4 και CO. Οι καταλύτες που χρησιμοποιήθηκαν είχαν διαφορετική φόρτιση σε Ru, από 1.5% ως 10%.Αρχικά, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις ποροσιμετρίας, από τις οποίες εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με τα δομικά χαρακτηριστικά των υπό μελέτη καταλυτών, δηλαδή την συνολική επιφάνεια, τον συνολικό όγκο πόρων και τη μέση διάμετρο μεγέθους πόρων των καταλυτών. Στην συνέχεια, πραγματοποιήθηκε η κινητική μελέτη των καταλυτών για τον προσδιορισμό της απόδοσής τους σε θερμοκρασιακό εύρος 100-600οC και σε τρεις διαφορετικές τιμές ταχύτητας χώρου αντιδραστήρα (WGHSV) ίσες με 21600mL/gh, 60000mL/gh και 120000mL/gh. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε αντιδραστήρα στερεάς κλίνης, σε σταθερής σύστασης τροφοδοσία (5% CO2/20% H2/75%Ar) με λόγο H2/CO2 = 4 που αντιστοιχεί στη στοιχειομετρία της αντίδρασης Sabatier. Ακολούθησαν πειράματα καταλυτικής σταθερότητας, με σκοπό την αξιολόγηση των καταλυτών ως προς την διατήρηση της καταλυτικής τους ενεργότητας μετά από παρατεταμένο χρόνο λειτουργίας σε σταθερή θερμοκρασία. Τα πειράματα σταθερότητας διήρκησαν 12 ώρες, στους 380οC ενώ η τιμή της WGHSV ήταν ίση με 60 000mL/gh. Από τα αποτελέσματα των παραπάνω πειραμάτων διαπιστώθηκε ότι και οι τρεις καταλύτες έχουν πολύ καλή απόδοση ως προς την αντίδραση μεθανοποίησης του CO2 και είναι εξαιρετικά σταθεροί με την πάροδο του χρόνου. Πιο συγκεκριμένα, καλύτερη απόδοση φάνηκε να έχει ο καταλύτης με την μεγαλύτερη φόρτιση σε ρουθήνιο, 10% Ru/MCM-41. Σημαντική επίδραση στην απόδοση των καταλυτών είχε και η ταχύτητα χώρου WGHSV με τη χαμηλότερη τιμή να οδηγεί σε υψηλότερη απόδοση του καταλύτη ως προς την αντίδραση Sabatier.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες