Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การทำไฮโดรเจนให้บริสุทธิ์จากแก๊สสังเคราะห์โดยวอเตอร์แก๊สชิฟต์และตัวดูดซับทางเคมี

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Hydrogen purification from synthesis gas by water gas shift and chemisorption adsorbent

Year (A.D.)

2002

Document Type

Thesis

First Advisor

ธราพงษ์ วิทิตศานต์

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2002.926

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อที่จะศึกษาความเป็นไปได้ในการเตรียมแก๊สไฮโดรเจนบริสุทธิ์ที่มีปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ปนอยู่ไม่เกิน 10 ppmv จากแก๊สสังเคราะห์ที่ได้จากกระบวนการการรีฟอร์มมีเทนด้วยไอน้ำเพื่อที่จะใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแผนแลกเปลี่ยนโปรตอน โดยทดลองใช้ปฏิกิริยาวอเตอร์แก๊สชิฟต์และตัวดูดซับทางเคมี ที่อุณหภูมิ 300-500 องศาเซลเซียส มีเหล็กบนตัวรองรับอลูมินาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ส่วนการดูดซับทางเคมีนั้นทำการทดลองที่อุณหภูมิ 150-250 องศาเซลเซียสโดยมีตัวดูดซับคือเหล็กบนถ่านกัมมันต์ องค์ประกอบของแก๊สป้อนมี ไฮโดรเจนร้อยละ 60 คาร์บอนมอนอกไซด์ร้อยละ 30 และคาร์บอนไดออกไซด์ร้อยละ 10 โดยเมื่อผ่านกระบวนการวอเตอร์แก๊สชิฟต์แล้วปริมาณของไฮโดรเจนเพิ่มขึ้นจากร้อยละ 60 เป็น 66-68 ส่วนคาร์บอนมอนอกไซด์ลดลงเหลือประมาณร้อยละ 2-3 ภาวะที่เหมาะสมสำหรับปฏิกิริยาวอเตอร์แก๊สชิฟต์คือที่อุณหภูมิ 350 องศาเซลเซียส อัตราส่วน CO/H2O 0.001 และอัตราการไหลต่อตัวเร่งปฏิกิริยา 2.57 มิลลิลิตรต่อนาทีต่อกรัมของตัวเร่งปฏิกิริยา กระบวนการดูดซับทางเคมีเป็นกระบวนการในการกำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เหลือจากวอเตอร์แก๊สชิฟต์ให้ลดลงเหลือ 10 ppmv ภาวะที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับทางเคมีคือที่อุณหภูมิ 250 องศาเซลเซียส และอัตราการไหลต่อตัวดูดซับ 1.15 มิลลิลิตรต่อนาทีต่อกรัมสำหรับแก๊สผลิตภัณฑ์ที่ได้มีปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ 6.84 ppmv ซึ่งสามารถที่จะนำแก๊สนี้ไปใช้ประโยชน์ในเซลล์เชื้อเพลิงต่อไปได้

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The objective of this research is to explore the possibility to produce hydrogen with CO impurity less than 10 ppmv from synthesis gas that is produced from methane steam reforming for use in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs). A series of experiments including water gas shift reaction and the chemisorption of carbon monoxide were studied with simulated gas mixtures as feeds. The water gas shift reaction and chemisorption process were performed over Fe/y-AI2O3 and Fe/activated carbon as a catalyst and adsorbent at temperature of 300-500ํC and 100 - 250 ํC respectively, in a fixed bed reactor. The simulated gas was composed of 60%H2 30%CO and 10%CO2. The composition of gas product in water gas shift reaction showed that H2 concentration was increased from 60 to 66-68% and CO was decreased from 30% to 2-3%, dry basis. The suitable conditions for this step are at temperature 350ํC with mole ratio of CO/H2O 0.001 and 2.57 ml/(min*g catalyst) feed flow rate. The chemisorption process was used to remove COremained in order to provide a hydrogen mixture product with CO less than 10 ppmv. The suitable chemisorption conditions are at temperature 250ํC and 1.15 ml gas feed flow rate /(min*g adsorbent). The product gas from the chemisorption process has a CO content of about 6.84 ppmv. The result of this study can be applied to produce high purity H2 which is needed in fuel cell systems.

Link to Full Text

Share

COinS