عنوان پایان‌نامه
تبدیل زیست توده باگاس به گاز غنی از هیدروژن با استفاده از نانوکاتالیزورهای نیکل بر پایه نانولوله های کربنی در محیط آب فوق بحرانی
- رشته تحصیلی
- شیمی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5539;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65897
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- مسیح رشیدی
- استاد راهنما
- احمد توسلی
- چکیده
- تولید انرژی از زیست توده توسط فرایند گازی سازی در آب فوق بحرانی یک روش بسیار مناسب برای مقابله با چالش‌های انرژی است که در سال‌های اخیر توجه زیادی به خود جذب کرده است. در این پروژه در ابتدا عوامل موثر بر فرایند گازی سازی زیست توده باگاس توسط روش طراحی آزمایش یک فاکتور در زمان و روش DOE به صورت کامل بررسی گردید و تأثیر هر کدام از فاکتورها و ضریب اهمیت آن‌ها توسط روش آنالیز آماری شناخته شد. پس از شناسایی عوامل موثر برای ارتقا تولید هیدروژن در فرایند از کربن نانو تیوب به عنوان کاتالیست در فرایند گازی سازی فوق بحرانی استفاده شد. در مرحله بعد برای افزودن میزان هیدروژن تولیدی، فلز نیکل روی کربن نانو تیوب به روش تلقیح تر افزوده شد و کاتالیست Ni/CNT در فرایند گازی سازی مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت برای کاهش تشکیل متان از فلز مس به عنوان ارتقا دهنده استفاده گردید. برای شناسایی خواص کاتالیست های ساخته شده از طیف سنجی های نشر القایی اتمی ICP، تست IR، طیف XRD، بررسی توسط میکروسکوپ الکترونی نگاره و گذاره استفاده شد که کلیه ی تست های تعیین خواص کاتالیست تایید کننده کیفیت بالای کاتالیست های ساخته شده از لحاظ پخش شدگی و اندازه ذرات بودند.
- Abstract
- Gasification process in supercritical water media is an effective method for biomass conversion into gaseous products such as hydrogen. In this work, the effect of different parameters on hydrogen production yield such as reaction time, feed concentration and reaction temperature to reach maximum hydrogen production yield were investigated by mean of one factor at time and Design of experiment Methods. It has been shown that the temperature increasing and the feed content decreasing caused an increasing in hydrogen production yield, while the reaction time has an optimum value. Significant of each factor in production of hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide and methane were investigated by ANOVA method combined with back elimination algorithm, as a result, temperature with T-ratio of 8.28 was the most important factor in production of hydrogen, however in production of CO2 and CH4 the most important factor was bagasse loading with T-ratio of 3.46 and 5. In the next step carbon Nano tubes was used as a catalyst for SCWG of sugar cane bagasse and it was observed that hydrogen production was increased from 2.7 to 7.5 mmol hydrogen/g bagasse hence CNTs were selected as a good support for synthesis of Ni/CNTs Nano catalysts. Ni/CNT catalysts were synthesized with impregnation method. ICP, XRD, TEM, SEM analysis were used for characterization of synthesized Nano catalysts. Characterization results showed that nickel particles have a good distribution on the surface of support and also they are in the size of 13-24 nm. Synthesized Nano catalysts were manipulated for SCWG of Bagasse, consequently it was observed that hydrogen production yield was increased to 21.8 mmol/g bagasse. In the last step copper was impregnated on Ni/CNT catalysts, as a result Hydrogen production was increased from 21.8 to 22.4 mmol/g bagasse and methane production was decreased from 0.54 to 0.48 mmol/g methane. Keywords: Hydrogen, Bagasse, supercritical water, gasification, Design of experiment, Nano catalysts
