Analiza katalitične metanacije v steklenem reaktorju preko uporabe kamere za merjenje temperaturnih polj v bližnjem infrardečem spektru
zaključna naloga Univerzitetnega študijskega programa I. stopnje Strojništvo - Razvojno raziskovalni program
Povzetek
Katalitična metanacija je proces pretvorbe ogljikovega dioksida in vodika v metan ob prisotnosti ustreznega katalizatorja. Če kot reaktante uporabimo zeleni vodik in CO▫$^2$▫ iz obnovljivih virov, lahko proizvedemo zeleni metan, ki je združljiv z obstoječo infrastrukturo za distribucijo zemeljskega plina. Razvoj tehnologije temelji na izboljševanju učinkovitosti katalizatorjev ter optimizaciji geometrije in obratovanja katalitskih reaktorjev. V okviru naloge je bil zasnovan in izdelan cevni reaktor iz kvarčnega stekla, ki je bil vgrajen v obstoječo eksperimentalno progo za izvajanje procesa metanacije. Eksperimenti so potekali pri različnih obratovalnih pogojih, spremljani pa so bili z visoko hitrostno termografsko kamero, občutljivo na bližnji infrardeči spekter, in z analizo produktov s plinsko kromatografijo. Rezultati so pokazali, da je katalizator na osnovi nikelj(II) oksida najbolj aktiven v temperaturnem območju med 390 ▫$^°$▫C in 430 ▫$^°$▫C. Najintenzivnejša reakcija poteka na vstopu hladnih plinov v reaktor, medtem ko proti izstopu prihaja do temperaturnih padcev, kar kaže na upad konverzije. Rezultati odpirajo možnost optimizacije z uvedbo zaporednih reaktorjev s krajšimi zadrževalnimi časi in vmesnim hlajenjem plinov, s čimer bi lahko bolje izkoristili ugodnejše termodinamsko ravnovesje v prid nastanka metana.
Ključne besede
diplomske naloge;metanacija;katalizator;termografija v bližnjem infrardečem spektru;katalitični reaktor;vodik;ogljikov dioksid;
Podatki
| Jezik: | Slovenski jezik |
|---|---|
| Leto izida: | 2025 |
| Tipologija: | 2.11 - Diplomsko delo |
| Organizacija: | UL FS - Fakulteta za strojništvo |
| Založnik: | [N. Vardijan] |
| UDK: | 544.344.016.2:543.572.3:66.021.2.071.4(043.2) |
| COBISS: |
247739907
|
| Št. ogledov: | 47 |
| Št. prenosov: | 7 |
| Ocena: | 0 (0 glasov) |
| Metapodatki: |
|
Ostali podatki
| Sekundarni jezik: | Angleški jezik |
|---|---|
| Sekundarni naslov: | Analysis of catalytic methanation in a glass reactor using a camera for temperature field measurement in the near-infrared spectrum |
| Sekundarni povzetek: | Catalytic methanation is a process that converts carbon dioxide and hydrogen into methane in the presence of a suitable catalyst. When green hydrogen and CO▫$^2$▫ from renewable sources are used as reactants, green methane can be produced, which is compatible with the existing natural gas distribution infrastructure. The development of this technology relies on improving catalyst efficiency and optimizing the geometry and operation of catalytic reactors. As part of this thesis, a tubular reactor made of quartz glass was designed and integrated into an existing experimental setup for conducting the methanation process. Experiments were carried out under variousoperating conditions and monitored using a high-speed thermographic camera sensitive to near-infrared radiation, combined with product analysis via gas chromatography. The results showed that the nickel(II) oxide-based catalyst exhibited the highest activity in the temperature range between 390 ▫$^°$▫C and 430 ▫$^°$▫C. The most intense reaction occurred at the reactor inlet where cold gases enter, while temperature drops were observed near the outlet, indicating reduced conversion. The findings highlight the potential for process optimization through the implementation of sequential reactors with shorter residence times and intermediate gas cooling, allowing better utilization of thermodynamic equilibrium in favour of methane formation. |
| Sekundarne ključne besede: | thesis;methanation;catalyst;near infrared thermography;catalytic reactor;hydrogen;carbon dioxide; |
| Vrsta dela (COBISS): | Zaključna naloga |
| Študijski program: | 0 |
| Komentar na gradivo: | Univ. v Ljubljani, Fak. za strojništvo |
| Strani: | XII, 51 f. |
| ID: | 27225190 |
Priporočena dela:
Analiza katalitične metanacije v steklenem reaktorju preko uporabe kamere za merjenje temperaturnih polj v bližnjem infrardečem spektru
2025,
zaključna naloga Univerzitetnega študijskega programa I. stopnje Strojništvo - Razvojno raziskovalni program
Razvoj eksperimentalne proge za spremljanje katalitične metanacije z infrardečo termografijo
2022,
magistrsko delo magistrskega študijskega programa II. stopnje Strojništvo
Analiza temperaturnega polja pri procesu katalitične metanacije
2025,
magistrsko delo magistrskega študijskega programa II. stopnje Strojništvo
Analiza procesa metanacije na katalizatorju iz nikljevega(II) oksida nanešenega na osnovo alumine
2022,
zaključna naloga Univerzitetnega študijskega programa I. stopnje Strojništvo - Razvojno raziskovalni program
Spremljanje procesa metanacije na peletih z nikljevim katalizatorjem s pomočjo IR termografije v visoki ločljivosti
2023,
magistrsko delo magistrskega študijskega programa II. stopnje Strojništvo