H2s’Ün Yararlı Ürüne Dönüştürülebilmesi İçin Alümina Destekli Fe Sorbentlerinin Geliştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Nagehan ÇELİK

Danışman: SENA YAŞYERLİ

Özet:

Günümüzde enerji kaynaklarının yetersizliği nedeniyle yeni yapılan çalışmalar yenilenebilir enerji kaynakları üzerinde yoğunlaşmıştır. Entegre gaz kombin çevrimi (IGCC), kömürün gazlaştırılması ile enerji üreten bir sistemdir. Fakat bu sistemde enerji üretilirken zehirli gaz olan hidrojen sülfür (H2S) gazı açığa çıkmaktadır. Hidrojen sülfür insan sağlığı için zehirli, proses ekipmanları için korozif ve atmosfere salındığında ise asit yağmuruna neden olan bir gazdır. Bu nedenle hidrojen sülfür prosesten güvenli bir şekilde uzaklaştırılmalıdır. Yapılan yüksek lisans çalışmasında yüksek sıcaklıkta hidrojen sülfür giderimi için demir esaslı sorbentler geliştirilmiştir. Kompleksleştirme, sol-jel ve emdirme yöntemleri ile toplam dokuz (9) sorbent sentezlenmiştir. Sorbentlerin sülfidasyon öncesi ve sülfidasyon sonrası BET, XRD ve EDS analizleri ile karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Sentezlenen her bir sorbentin 600°C de, 100 ml/dk akış hızına sahip %1 H2S-N2 gaz karışımı kullanılarak sabit yataklı kuarz reaktörde sülfidasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sülfidasyon sonucu elde edilen “break-through” eğrileri ile sorbentlerin kükürt tutma kapasiteleri hesaplanmıştır. Her bir sentez yöntemi içerisinde en yüksek kükürt tutma kapasitesine sahip sorbentler ile hidrojen varlığında sülfidasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sülfidasyon sonrası sorbenti tekrar kullanılabilmesi için 600°C de, 100 ml/dk akış hızına sahip %6 O2-N2 gaz karışımı ile yenilenme deneyleri yapılmıştır. Her bir sorbentin desülfürizasyon performansını incelemek için 3 sülfidasyon/yenilenme döngüleri gerçekleştirilmiştir. Döngüler sonucunda kükürt denkliği kurulmuştur. Sentezlenen içerisinde 40Fe@Al-SG sorbentinin yüksek kükürt tutma kapasitesi ve reaksiyon hızına sahip olduğu belirlenmiştir (0,24 g S/g sorbent). 40Fe@Al-SG sorbenti ile farklı H2S yüzdesine sahip gaz karışımı ve farklı sıcaklıklarda sülfidasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. 10 sülfidasyon/yenilenme döngüleri boyunca sorbent performansını korumuştur. 40Fe@Al-SG sorbenti yüksek sıcaklıkta hidrojen sülfür gideriminde umut verici bir sorbent olmuştur.