TR2022000212A2 - Kükürt direnci geliştirilmiş rejenere edilebilir nikel-seryumbakır katalizörü. - Google Patents

Abstract

Buluşta, biyogazın kuru reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazı üretiminde kullanılmak üzere Ni-Ce-Cu katalizörü, bu katalizörün hazırlama yöntemi ve rejenerasyon yöntemi açıklanmaktadır. Buluş, H2S varlığında biyogazdan katalitik reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazı eldesinde kullanılmak üzere yüksek aktivite ve rejenere olabilme özelliklerine sahip kararlı Ni-Ce-Cu katalizörü ve bu katalizörün hazırlama yöntemi ile ilgilidir. Söz konusu katalizör, kütlece %8 oranında Ni, %8 oranında Ce ve %3 oranında Cu içermektedir.

Description

TARIFNAME KÜKÜRT DIRENCI GELISTIRILMIS REJENERE EDILEBILIR NIKEL-SERYUM- BAKIR KATALIZÖRÜ Bulusun Ilgili Oldugu Teknik Alan Bulus, H28 varliginda biyogazin kuru reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazi üretiminde kullanilmak üzere belirli oranlarda nikel, seryum ve bakir içeren Ni-Ce-Cu katalizörü ve bu katalizörün hazirlama yöntemi ve rejenerasyon yöntemi ile ilgilidir.

Teknigin Bilinen Durumu Biyolojik olarak üretilen her türlü maddeye biyokütle denilmektedir. Biyokütle, yasayan ya da yakin zamanda yasamis canlilardan elde edilen fosillesmemis tüm biyolojik malzemenin genel adidir. Bu maddeler günesten gelen foton enerjisini biyokimyasal çevrim sonucu organik maddeler olarak depolamaktadirlar. Insanlar ve diger canlilarin enerji kaynagi olarak kullandiklari besin maddelerinden sonra dogrudan veya dolayli olarak geriye kalan ve dogrudan kullanim alani olmayan maddelerdir. Bunlar atik olarak nitelendirilmektedir. Atiklar kati, suda çözünmüs ve gaz formda, geri dönüsümde kullanilamayan, kimyasal yapilari çok karmasik ve özellikleri birbirinden çok farkli maddelerdir. Biyokütle, bir enerji kaynagidir ve endüstriyel anlamda biyokütle, bu biyolojik maddelerden yakit elde edilmesi ya da diger endüstriyel amaçlar için kullanilir. Yaygin olarak, biyoyakit elde etmek amaci ile yetistirilen bitkiler ile lif, isi ve kimyasal elde etmek üzere kullanilan hayvansal ve bitkisel ürünleri içerir.

Biyokütleler, bir yakit olarak yakilabilen organik atiklari da içerir. Buna karsin, fosillesmis ve cografi etkilerle degisiklige ugramis, kömür, petrol gibi organik maddeleri içermez. Genellikle kuru agirliklari ile ölçülürler [1]. Biyokütlenin anaerobik ortamda çürütülmesi ile biyogaz elde edilmektedir. Biyogaz terimi temel olarak organik atiklardan elde edilen bilesimi organik atiga bagli kalmakla birlikte yaklasik %50-60 C02, %40-50 CH4 ve düsük konsantrasyonda H28'den olusan gaz karisimidir. Diger bir ifade ile oksijensiz ortamda mikrobiyolojik floranin etkisi altinda organik maddenin temel olarak karbondioksit ve metan gazina dönüstürülmesidir. Biyogaz elde edilmesi temel olarak organik maddelerin ayristirilmasina dayandigi için temel madde olarak bitkisel atiklar ya da hayvansal gübreler kullanilabilmektedir. Kullanilan hayvansal gübrelerin biyogaza dönüsüm sirasinda fermente olarak daha faydali hale geçmesi sebebiyle dünyada temel materyal olarak kullanilmaktadir [2].

Biyokütlenin anaerobik ortamda çürütülmesi sonucunda elde edilen biyogazdan katalitik reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazi elde edilebilmektedir. Elde edilen sentez gazi birçok sivi hidrokarbonun sentezinde hammadde olarak veya yakit hücrelerinde dogrudan kullanilarak elektrik enerjisi üretiminde kullanilabilmektedir.

Reformlama tepkimelerinde kullanilacak katalizörler, genel olarak; termal kararlilik, yüksek yüzey alani, yüksek oksijen depolama ve tasima kapasitesi, gelismis indirgenme/yükseltgenme özellikleri, kok olusumuna dirençli ve ekonomik olmasi gibi özelliklere sahip olmalidir. Biyogazin reformlamasinda yaygin olarak Rh, Ru, Pt, Pd, lr gibi degerli metaller ve Ni, Co gibi geçis metalleri, aktif metal olarak kullanilmaktadir.

Tek metalli katalizörlerin yani sira Ni-Co, Ni-Ce, Ni-La gibi iki metalli katalizörler de katalitik aktiviteyi arttirmak için kullanilmaktadir. Katalizör destek malzemesi olarak ise alümina, silikatlar, metal oksitler, karisik oksitler ve kolay yükseltgenme/indirgenme özelligine sahip olan CeO2 yogunlukla kullanilmaktadir. Biyogazin kuru reformlanmasi ile hidrojen/sentez gazi üretimi için yüksek aktivite gösteren ancak maliyetleri oldukça yüksek olan soy metal esasli katalizörlere göre kolay bulunabilen ve maliyeti düsük olan nikel (Ni) esasli katalizörler tercih edilmektedir [3-5].

Teknigin bilinen durumunda CN10180184ZB numarali patent, biyogazdan sentez gazi üretmek için bir yöntem ve yöntemi gerçeklestirmek için uygun bir cihaz ile ilgilidir.

Sentez gazi, kendiliginden bilinen bir sekilde, özellikle içten yanmali motorlar için sivi yakitlar olmak üzere, katalitik olarak daha yüksek hidrokarbonlara dönüstürülebilir.

Biyogazin hidrojen sülfür ve karbon dioksitinin, biyogazin katalitik dönüsümünden önce ayri temizleme adimlarinda neredeyse tamamen ayrildigi, burada hidrojen sülfürün oksijen ve/veya oksijen içeren oksidasyon ajanlarinin karisimi yoluyla biyolojik olarak uzaklastirildigi bir çözüm saglar. Burada katalizörlerin kükürt zehirlenmesini engellemek amaciyla biyolojik kükürt giderme islemi uygulanmaktadir. Bu islemin uygulanmasi hem islem sürelerini uzatmakta hem de islem maliyetlerini arttirmaktadir.

Teknigin bilinen durumunda KR10168004QB1 numarali patent, bir kuru dönüstürme katalizörü, bunun hazirlanmasi için bir yöntem ve ilgili katalizörün kullanildigi bir kuru dönüstürme yöntemi ile ilgilidir. Söz konusu katalizör, bir soy metalin (M) bir nikel itriya ile stabilize edilmis zirkonya kompleksine (Ni/YSZ) ve soy metalin bir alasimina (M-Ni alasimi) katkilandigi bir kuru reform katalizörü saglanmakta (M) ve nikel, nikel itriya stabilize zirkonun (YSZ) bir yüzeyinde Ni bölgelerinde olusmaktadir. Burada bahsi geçen soy metaller, paladyum (Pd), platin (Pt), rutenyum (Ru), rodyum (Rh), altin (Au) veya gümüstür (Ag). Ancak, soy metaller yüksek aktivite göstermesine ragmen bu soy metallerin maliyeti oldukça yüksektir. Ek olarak, nikel bazli katalizörler ise kolay bulunabilir ve düsük maliyetliyken; sülfür gazindan etkilenmekte ve kükürt zehirlenmesi sebebi ile düsük aktivite göstermektedir.

Biyogaz içeriginde metan (CH4), karbondioksit (CO2) ve az miktarda hidrojen sülfür (st) bulunmaktadir. Biyogazin kuru reformlanmasi ile hidrojen/sentez gazi üretimi için yüksek aktivite gösteren soy metal esasli katalizörlerin maliyetleri oldukça yüksektir. Bu yüzden, kolay bulunabilen ve düsük maliyetli nikel bazli katalizörler tercih edilmektedir. Ancak, biyogaz üretimi sirasinda ppm seviyesinde H28 gazi olusmakta ve katalizörlerin kükürt zehirlenmesine yol açmaktadir. Katalitik bir reaksiyon olan biyogazin kuru reformlanmasi ile hidrojen/sentez gazi üretiminde katalizörün kükürt zehirlenmesi ile katalizör aktivitesinde düsme görülmektedir. Ayrica, zehirlenen katalizör kullanilamaz hale geldiginden, her bir reaksiyon sürecinde yenilenmesi gerekmektedir. Bu da isletmelerin önemli giderlerinden olan katalizör maliyetini önemli ölçüde arttirmakta ve kullanilmis katalizörlerin depolanmasi gibi kati atik problemlerini olusturmaktadir. Ek olarak, katalizörlerin kükürt zehirlenmesini engellemek amaciyla biyolojik kükürt giderme islemi uygulanmaktadir. Bu islemin uygulanmasi hem islem sürelerini uzatmakta hem de isletim maliyetlerini arttirmaktadir. Mevcut teknikteki katalizörlerin yetersizlikleri ve kisitliliklari; yüksek aktiviteye sahip katalizörlerin yüksek maliyetli olmasi, düsük maliyetli katalizörlerin kükürt zehirlenmesi ile kullanilamaz hale gelmesi dolayisiyla ilgili alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli kilinmistir.

Bulusun Kisa Açiklamasi ve Amaçlari Bulusta, biyogazin kuru reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazi üretiminde kullanilmak üzere belli oranlarda hazirlanmis Ni-Ce-Cu katalizörü ve bu katalizörün hazirlama yöntemi açiklanmaktadir. Bulus, H28 varliginda biyogazdan katalitik reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazi eldesinde kullanilmak üzere yüksek aktivite ve rejenere olabilme özelliklerine sahip kararli Ni-Ce-Cu katalizörü, bu katalizörün hazirlama yöntemi ve bu katalizörlerin rejenerasyon yöntemi ile ilgilidir.

Bulusun amaci, kükürt zehirlenmesine karsi katalizörü dirençli katalizör saglamaktir.

Bulusa konu katalizör, alümina malzemesine nikel, seryum ve bakir metallerinin ayni anda ve belli bilesimlerde emdirilmesi ile hazirlanmaktadir. Nikel metalinin yani sira bakir ve seryum metallerinin de kullanilmasi ile söz konu katalizörün kararligi artmakta ve dolayisiyla kükürt zehirlenmesine karsi direnci artmaktadir. Ce oksijen depolama, kolay yükseltgenme/indirgenme (Ce+3/Ce+4) özelikleri nedeniyle, Cu metali ise nikel metaline göre H28'ü daha fazla tutma özelliklerine sahip olmasi nedeniyle katalizörün kükürt direncinin gelistirilmesine katki saglamaktadir.

Bulusun bir diger amaci; rejenere edilebilir katalizör saglamaktir. Bulusta; nikel, bakir ve seryumun alümina malzemesine ayni anda ve belli oranlarda emdirilmesi ile kükürt zehirlenmesine karsi dirençli katalizör hazirlanmaktadir. Yapisinda belli oranlarda Ni, Ce ve Cu içeren bu katalizör kükürt zehirlenmesine karsi direnç gösterirken düsük oksijen konsantrasyonuna sahip gaz bilesimiyle rejenere olabilmekte ve önceki aktivitesine ulasmaktadir.

Bulusun bir diger amaci; düsük maliyetli bir katalizör hazirlamaktir. Bulusa konu Ni-Ce- Cu katalizöründe kullanilan nikel, bakir ve seryum metalleri düsük maliyetlidir. Ayrica, söz konusu katalizörün kararli bir yapiya sahip olmasi, kükürt zehirlenmesine dirençli olmasi ve dolayisiyla rejenere edilebilmesi özellikleri ile tekrar kullanilabilmekte ve her uygulama için tekrar katalizör hazirlanmasina gerek kalmamaktadir.

Bulusun bir diger amaci; kati atik depolama problemlerini azaltmaktir. Bulusa konu katalizörün kükürt varliginda bozulmamasi ve rejenere edilerek tekrar kullanilabilmesi özellikleri sayesinde katalizörler atik olmamaktadir. Böylece kati atik depolama problemi azaltilmaktadir.

Bulus ile, biyogazin kuru reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazi üretiminde kullanilmak üzere yüksek aktiviteye sahip, düsük maliyetli, kararli, kükürt zehirlenmesine karsi dirençli ve rejenere edilebilir bir katalizör saglanmaktadir.

Sekillerin Açiklanmasi Sekil 1. Tek metalli Ni katalizör ve Ni-Ce-Cu katalizörünün azot adsorpsiyon- desorpsiyon izotermi Sekil 2. Tek metalli Ni katalizör ve Ni-Ce-Cu katalizörünün 50 ppm H28 varligindaki metan dönüsümünü gösteren grafik Sekil 3. Ni-Ce-Cu katalizörü ile 50 ppm H28 varliginda farkli besleme akis oranlarinda edilen dönüsümleri gösteren grafik Sekil 4. Ni-Ce-Cu katalizörünün 2 ppm HzS varliginda metan dönüsümünü gösteren grafik Sekil 5. Ni-Ce-Cu katalizörünün 50 ppm st varliginda aktivite sonucunu, rejenerasyon islemini ve rejenerasyon sonrasi 0 ppm st varliginda aktivite sonucunu gösteren grafik Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bulus, biyogazin kuru reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazi üretiminde kullanilmak üzere nikel-seryum-bakir (Ni-Ce-Cu) katalizörü, bu katalizörün hazirlama yöntemi ve rejenerasyon islemi (oksijen gazi konsantrasyonu, toplam gaz akis hizi, sicaklik ve süre) ile ilgilidir. Daha özel olarak, bulus, st varliginda biyogazdan katalitik reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazi eldesinde kullanilmak üzere yüksek aktivite ve rejenere olabilme özelliklerine sahip kararli Ni-Ce-Cu katalizörü, bu katalizörün hazirlama yöntemi ve düsük oksijen ortaminda rejenerasyon yöntemi ile Bulusa konu Ni-Ce-Cu katalizörü kütlece %8 oraninda nikel (Ni), kütlece %8 oraninda seryum (Ce) ve kütlece %3 oraninda bakir (Cu) içermektedir. Kükürt zehirlenmesine ve karbon olusumuna karsi dirençli katalizörde yer alan metallerin oranlarinin belirlenmesi amaciyla farkli oranlarda metalleri içeren katalizörler hazirlanmistir.

Katalizör içerisinde Cu/Ni orani 0-3/8 ve Ce/Ni orani 1/1-3/1 araligindadir.

Katalizördeki Cu/Ni oraninin artmasi (>3/8), Cu metalinin yüksek kalsinasyon ve reaksiyon sicakliklarinda sinterlesmesi nedeniyle reaksiyon esnasinda karbon birikimin artmasina ve katalizörün aktivitesinin kaybolmasina yol açmaktadir. Ce/Ni oranin 1/1 'den yüksek olmasi aktiviteye olumsuz bir etkisi görülmemistir. Ancak Ce/Ni oraninin 1/1'den düsük olmasi karbon birikiminde artisa sebep olmaktadir. Ni-Ce-Cu katalizörü Sekil 1*de gösterilen N2 adsorpsiyon-desorpsiyon izotermleri hazirlanan katalizörün mezogözenekli bir yapiya sahip oldugunu göstermektedir. Ni-Ce-Cu katalizörünün hazirlama yönteminde öncelikle alümina malzemesi sol-jel yöntemine göre hazirlanmaktadir. Daha sonra sol-jel yöntemi ile hazirlanan alümina malzemesine nikel, seryum ve bakir tuzlarini içeren çözeltiler ile ayni anda emdirme islemi (birlikte emdirme) gerçeklesmektedir.

Alümina malzemesi sol-jel yöntemi ile hazirlanmaktadir. Söz konusu sol-jel yöntemi; deiyonize suyun, cam bir balonda geri sogutucu sistemi kullanilarak 85°Ciye kadar isitilmasi, alüminyum kaynagi olarak kullanilan alüminyum triizopropilatin 275 rpm karistirma altinda cam balona ilave edilmesi ve çözeltinin 1 saat boyunca 85°Cide karistirmaya birakilmasi, hidroliz hizini kontrol etmek amaciyla kullanilan nitrik asitin çözeltiye ilave edilmesi ve çözeltinin tekrar 1 saat boyunca 85°C'de karistirmaya birakilmasi, dördüncü çözücü olarak kullanilan 1,3-bütandiol maddesinin çözeltiye ilave edilmesi ve çözeltinin 1 saat daha 85°C sicaklikta karistirilmasi, 1 saat sonunda isiticinin kapatilmasi ve çözeltinin 20 saat boyunca 275 rpm'de oda sicakliginda karistirmaya tabi tutulmasi, saat sonunda çözeltinin genis bir behere alinmasi ve karistirma yapilmaksizin düsük sicaklikta çözücünün buharlastirilmasi, çözelti oldukça viskoz bir hal aldiginda jel olusumunun tamamlanmasi ardindan isiticinin kapatilmasi ve olusturulan jelin, etüvde 24 saat boyunca 100°Cide kurutma islemine tabi tutulmasi, kurutulan jelin, daha sonra porselen krozeye alinarak kül firinda 24 saat boyunca 800°Cide kalsinasyon islemine tabi tutulmasi islem basamaklarini içermektedir.

Kütlece %8 oraninda Ni, %8 oraninda Ce ve %3 oraninda Cu içeren katalizörün hazirlama yöntemi; 0,1 gram alümina destek malzemesi ve 5 ml deiyonize suyun bir behere konulmasi ve 40°Ciye gelene kadar 250 rpm manyetik karistiricida karistirilmasi, nikel, seryum ve bakira ait metal tuzlarin katalizör içerisinde bulunmasi gereken kütlece yüzdesine göre tartilmasi ve bir miktar deiyonize suyun içerisinde çözülmesi, metal tuzu içeren çözeltinin 40°C'de ve 250 rpm'de karisan destek malzemesi çözeltisine damla damla eklenmesi ve metal tuzlarini içeren bu çözeltinin 24 saat boyunca kurumaya birakilmasi, kurutulan katalizörlerin tüp firinda kuru hava ortaminda, dakikada 1°C sicaklik artisiyla, 6 saat boyunca 800°Cida kalsinasyon islemine tabi tutulmasi ve kalsine edilen katalizörlerin, katalitik aktivite testlerinden önce yine tüp firinda hidrojen akisinda, dakikada 10°C sicaklik artisiyla, 1 saat boyunca ?50°C'de indirgeme islemine tabi tutulmasi islem basamaklarini içermektedir.

Bulusa konu katalizör kullanildiktan sonra 800°C sicaklikta ve %0,3 oraninda oksijen gazini (02) içeren ortamda rejenere edilebilmektedir. Sekil 5'te de görüldügü üzere söz konusu katalizör rejenerasyon islemi sonrasinda H28 olmayan ortamdaki aktivitesini yeniden gösterebilmektedir. Sekil 2, 3 ve 4'te görülügü üzere alümina destekli katalizörün; kütlece %8 oraninda Ni, %8 oraninda Ce ve %3 oraninda Cu ayni anda emdirilerek hazirlanmasi ile kükürt zehirlenmesine karsi direnç göstermekte ve rejenere edilebilmektedir.

Ni-Ce-Cu katalizörünün rejenerasyon yöntemi; aktivite testinde kullanilan katalizörün tüp firina yerlestirilmesi, tüp firinin sicakligi oda sicakligindan 800°C'ye kadar dakikada 100 ml He akisi ortaminda isitilmasi, katalizörün 800°C`de hacimce %99] helyum (He) gazi ve %0,3 oksijen (02) gazinin dakikada 100 ml besleme akisinda 24 saat bekletilmesi, katalizörün dakikada 20 ml hidrojen akisinda, dakikada 10°C sicaklik artisiyla, 1 saat boyunca 800°C'de indirgeme islemine tabi tutulmasi islem basamaklarini içermektedir.

Sekil 1'de tek metalli nikel katalizör ve Ni-Ce-Cu katalizörünün azot adsropsiyon- desorpsiyon izotermleri gösterilmektedir. Tek metalli Ni ve üçlü Ni-Ce-Cu katalizörlerinin azot adsorpsiyon-desorpsiyon izotermlerinin mezogözenekli yapiyi gösteren tip-IV izotermi ile uyumlu oldugu görülmektedir. Ayrica katalizörler benzer P/Po relatif basinç degerinde histerisis olusumu göstermis olup mezogözenek yapisini korumustur. Sekil ?de tek metalli nikel katalizör ve Ni-Ce-Cu katalizörleri ile elde edilen 50 ppm H28 varligindaki metan dönüsümleri gösterilmektedir. Yaklasik ayni baslangiç metan dönüsümü içeren her iki katalizörden tek metalli nikel katalizörü gaz karisimina H28 ilavesi ile aktivitesini hemen kaybederken, alümina destekli Ni-Ce-Cu katalizörünün daha yüksek bir kükürt direncine sahip oldugu görülmüstür. Sekil 3'te Ni-Ce-Cu katalizörü ile 50 ppm H28 varliginda farkli besleme akis oranlarinda edilen dönüsümler gösterilmektedir. 50 ppm st varligindaki katalitik aktivite testi; ?50°C ve 1 atm ortam kosullarinda, 0,1 gram Ni-Ce-Cu katalizörü varliginda gerçeklestirilmistir.

Farkli akis hizi için gerçeklestirilen aktivite testleri sonucunda Ni-Ce-Cu katalizörü en zehirlenmesine karsi gösterdigi direnç de artmaktadir. Sekil 4'te Ni-Ce-Cu katalizörünün 2 ppm H2S varliginda metan dönüsümü gösterilmektedir. 2 ppm H28 varligindaki katalitik aktivite testi; ?50°C ve 1 atm ortam kosullarinda, 0,1 gram Ni-Ce- Cu katalizörü varliginda gerçeklestirilmistir. Burada besleme akis hizi 60 mL/dakika ve beslemedeki metan (CH4)/karbon dioksit (C02)/Ar orani 1:1:1'dir. 2 ppm H28 varliginda yürütülen aktivite testinde Ni-Ce-Cu katalizörü 1200 dakika sonucunda aktivitesini tam olarak kaybetmedigi görülmektedir. Sekil 5”te ise, Ni-Ce-Cu katalizörünün 50 ppm H2S varliginda aktivite sonucu, rejenerasyon islemi ve rejenerasyon sonrasi 0 ppm H28 varliginda aktivite sonucu gösterilmektedir. 50 ppm H28 varligindaki 5 saatlik katalitik aktivite testi; ?50°C ve 1 atm ortam kosullarinda, 0,1 gram Ni-Ce-Cu katalizörü varliginda gerçeklestirilmistir. Burada besleme akis hizi 60mI/dk ve beslemedeki metan (CH4)/karb0n dioksit (C02)/Ar orani 1:1:1'dir. 24 saatlik rejenerasyon islemi helyum gazi karisimi varliginda gerçeklestirilmistir. Burada besleme akis hizi 100 mI/dakika'dir. 1 saatlik indirgeme islemi 800°C ve 1 atm ortam kosullarinda, 0,1 gram katalizör ve %100 hidrojen gazi varliginda 20 ml/dakika akis hizinda gerçeklestirilmistir. 0 ppm H28 varligindaki katalitik aktivite testi; ?50°C ve 1 atm ortam kosullarinda, 0,1 gram Ni-Ce-Cu katalizörü kullanilarak gerçeklestirilmistir. Burada besleme akis hizi 60 mL/dakika ve beslemedeki metan (CH4)/karbon dioksit (002)/Ar orani 1:1:1idir.

Ni-Ce-Cu katalizöründe nikel metalinin yani sira bakir ve seryum metallerinin de kullanilmasi ile katalizörünün kararligi; dolayisiyla kükürt zehirlenmesine karsi direnci artmaktadir. Kükürt zehirlenmesine ugramayan katalizörün aktivitesinden herhangi bir düsme olmamakta ve katalizör bozulmaya ugramamaktadir. Katalizör kükürt varliginda bozulmaya ugramadigi için oksijenli ortamda rejenere edilebilmekte ve yeniden kullanilabilmektedir. Katalizörde kullanilan nikel, seryum ve bakir metalleri kolay ulasilabilir ve düsük maliyetlidir. Ayrica, söz konusu katalizörün kararli bir yapiya sahip olmasi, kükürt zehirlenmesine dirençli olmasi ve dolayisiyla rejenere edilebilmesi özellikleri ile tekrar kullanilabilmektedir. Katalizörün tekrar kullanilabilmesi özelligi ile katalizör masraflari düsürülmektedir. Ek olarak, bulusa konu katalizörün tekrar kullanilabilmesi özelligi ile bu katalizörler atik olmamakta ve kati atik probleminin önüne geçilmektedir.

Bulusa konu belli oranlarda hazirlanmis Ni-Ce-Cu katalizörü, biyogazdan hidrojen/sentez gazi üretiminde ve kimya sanayinde organiklerin parçalanmasi veya reformlanmasinda katalizör olarak kullanilabilmektedir.

Claims (7)

ISTEMLER

1. Biyogazin kuru reformlanma reaksiyonu ile hidrojen/sentez gazi üretiminde kullanilmak üzere kükürt zehirlenmesine karsi dirençli, düsük maliyetli, rejenere edilebilir ve kararli bir katalizör olup özelligi; kütlece %8 oraninda nikel (Ni), kütlece %8 oraninda seryum (Ce) ve kütlece %3 oraninda bakir (Cu) içermesidir.

2. Istem 1”e göre bir katalizör olup özelligi; alümina destekli olmasidir.

3. Istem 1'e göre bir katalizörün hazirlama yöntemi olup; 0,1 gram alümina destek malzemesi ve 5 ml deiyonize suyun bir behere konulmasi ve 40°C'ye gelene kadar 250 rpm manyetik karistiricida karistirilmasi, nikel, seryum ve bakira ait metal tuzlarin katalizör içerisinde bulunmasi gereken kütlece yüzdesine göre tartilmasi ve bir miktar deiyonize suyun içerisinde çözülmesi, metal tuzu içeren çözeltinin 40°C'de ve 250 rpm'de karisan destek malzemesi çözeltisine damla damla eklenmesi ve metal tuzlarini içeren bu çözeltinin 24 saat boyunca kurumaya birakilmasi, kurutulan katalizörlerin tüp firinda kuru hava ortaminda, dakikada 1°C sicaklik artisiyla, 6 saat boyunca 800°C”da kalsinasyon islemine tabi tutulmasi ve kalsine edilen katalizörlerin, katalitik aktivite testlerinden önce yine tüp firinda hidrojen akisinda, dakikada 10°C sicaklik artisiyla, 1 saat boyunca 750°C”de indirgeme islemine tabi tutulmasi islem basamaklarini içermesidir.

4. Istem 2”ye göre bir katalizör olup özelligi; burada bahsi geçen alüminanin sol- jel yöntemi ile hazirlanmasidir.

5. Istem 4ie göre bir sol-jel yöntemi olup özelligi; deiyonize suyun, cam bir balonda geri sogutucu sistemi kullanilarak 85°Clye kadar isitilmasi, alüminyum kaynagi olarak kullanilan alüminyum triizopropilatin 275 rpm karistirma altinda cam balona ilave edilmesi ve çözeltinin 1 saat boyunca 85°C'de karistirmaya birakilmasi, hidroliz hizini kontrol etmek amaciyla kullanilan nitrik asitin çözeltiye ilave edilmesi ve çözeltinin tekrar 1 saat boyunca 85°C'de karistirmaya birakilmasi, dördüncü çözücü olarak kullanilan 1,3-bütandiol maddesinin çözeltiye ilave edilmesi ve çözeltinin 1 saat daha 85°C sicaklikta karistirilmasi, 1 saat sonunda isiticinin kapatilmasi ve çözeltinin 20 saat boyunca 275 rpm”de oda sicakliginda karistirmaya tabi tutulmasi, 20 saat sonunda çözeltinin genis bir behere alinmasi ve karistirma yapilmaksizin düsük sicaklikta çözücünün buharlastirilmasi, çözelti oldukça viskoz bir hal aldiginda jel olusumunun tamamlanmasi ardindan isiticinin kapatilmasi ve olusturulan jelin, etüvde 24 saat boyunca 100°Clde kurutma islemine tabi tutulmasi, kurutulan jelin, daha sonra porselen krozeye alinarak kül firinda 24 saat boyunca 800°C'de kalsinasyon islemine tabi tutulmasi islem basamaklarini içermesidir.

6. Istem 3'e göre bir yöntem ile hazirlanan bir katalizör olup özelligi; kütlece %8 oraninda nikel (Ni), %8 oraninda seryum (Ce) ve %3 oraninda bakir (Cu) içermesidir.

7. Istem 1'e göre bir katalizörün rejenerasyon yöntemi olup özelligi; aktivite testinde kullanilan katalizörün tüp firina yerlestirilmesi, tüp firinin sicakligi oda sicakligindan 800°C'ye kadar dakikada 100 ml He akisi ortaminda isitilmasi, katalizörün 800°C'de hacimce %99] helyum (He) gazi ve %0,3 oksijen (02) gazinin dakikada 100 ml besleme akisinda 24 saat bekletilmesi, katalizörün dakikada 20 ml hidrojen akisinda, dakikada 10°C sicaklik artisiyla, 1 saat boyunca 800°C`de indirgeme islemine tabi tutulmasi islem adimlarini içermesidir.