Výroba vodíku reformováním uhlovodíků s CO2

Abstract

Cílem této bakalářské práce byla příprava vlastního nikelnatého katalyzátoru a jeho charakterizace. Účinnost tohoto katalyzátoru byla experimentálně ověřena pro reakci suchého reformování metanu a výsledky byly porovnány s komerčním nikelnatým katalyzátorem. Vlastní katalyzátor NiO na vermikulitu dopovaný MgO s označením SYN20 byl připraven dvoukrokovou syntézou. Zároveň byla proměřena a charakterizována série nikelnatých katalyzátorů připravených na Institutu environmentálních technologií (IET). Experiment suchého reformování metanu probíhal s použitím katalyzátoru v křemenném reaktoru se sypaným ložem při teplotě 800 °C. Katalyzátor s nejvyšší konverzí byl poté srovnán s komerčním katalyzátorem NiO, jehož nosič je spinel MgO-Al2O3, který je v průmyslu velice používaný pro parní reformování. Produkty reakce byly analyzovány na plynovém chromatografu s FID a TCD detektory. Pro přesné určení konverze byl vytvořen teoretický model reakce. Použité katalyzátory byly charakterizovány pomocí metody XRF, XRD, TPR-H2, TPD-CO2 a TOC s TIC.

The goal of this bachelor thesis was the preparation of a nickel catalyst and its characterization. The efficiency of this catalyst was experimentally verified for the dry methane reforming reaction and the results were compared with a commercial nickel catalyst. Prepared catalyst NiO on vermiculite doped with MgO, named as SYN20, was prepared by a two-step synthesis. Also, a series of nickel catalysts prepared at the Institute of Environmental Technology (IET) were measured and characterized. The dry reforming experiment of methane was carried out using the catalyst in a quartz bed packed bed reactor at 800 °C. The catalyst with the highest conversions was compared with a commercial NiO catalyst supported on MgO-Al2O3 spinel. The reaction products were analyzed on a gas chromatograph with FID and TCD detectors. A theoretical model of the reaction was created to accurately determine the conversion. The used catalysts were characterized by XRF, XRD, TPR-H2, TPD-CO2 and TOC with TIC.