Güneş enerjili kimyasal reaktörlerin incelenmesi
Investigation of chemical reactors with solar energy
Yazar: MURAT ÖZTÜRK
Danışman: PROF.DR. NURİ ÖZEK ; Y.DOÇ.DR. İBRAHİM ÜÇGÜL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
ivÖZETGÜNEŞ ENERJİLİ KİMYASAL REAKTÖRLERİN İNCELENMESİSunulan çalışmada, parabolik yalak tipi yoğunlaştırıcı kollektörün birim alıcı yüzeyiüzerine toplanan anlık toplam enerjinin hesabı yapılmış, termodinamiğin birinci veikinci yasa analizleri incelenmiş, yapılan bu hesaplamalar tablo ve grafikler halindesunulmuştur.Reaktör tipleri incelenmiş ve bunlara ait boyutlandırma denklemleri sunulmuştur.Ekzoterm, heterojen katalitik, su-gaz değişim reaksiyonu olan CO+H2OâCO2+H2reaksiyonu incelenmiş ve oniki adet poliner difüzyon katsayısı elde edilmiştir.Geliştirilen yeni bir yöntemle sayısal olarak hesaplanan poliner difüzyon katsayıları,CO mol sayısının (x1) değişim miktarına göre diyagramlar halinde sunulmuştur. Budiyagramlardan altı tanesinin karbonmonoksit mol sayısı azalınca arttığı, diğer altıtanesinin ise azaldığı görülmüştür. Ayrıca reaksiyon sıcaklığının artışı polinerdifüzyon katsayıları üzerine olumlu etki yaparak değerlerini artırdığı ilgili grafiklerdegösterilmiştir.Hidrojen üretimi için güneş enerjili kimyasal reaktör tasarımı geliştirilmiştir. Bureaktör ön ısıtıcısı parabolik yalak tipi yoğunlaştırıcı kollektör ve bakır katalizörlüboru reaktörden oluşmaktadır. Önerilen modelde gaz karışımı, reaktörden çıktıktansonra gaz ayrıştırıcısında ayrışmakta ve hidrojen, karbondioksit depolama tanklarına,dönüşmemiş karbonmonoksit ise tekrar besleme ağzına verilmektedir.ANAHTAR KELİMELER: Silindirik parabolik yalak tipi yoğunlaştırıcı kollektör,boru reaktör, güneş enerjili kimyasal reaktör, su-gaz değişim reaksiyonu, hidrojenüretimi

Abstract:
vABSTRACTINVESTIGATION OF CHEMICAL REAKTORS WITH SOLAR ENERGYIn this work, the incident total energy per unit area on the receiver surface ofparabolic trough concentrating collector is calculated and, first and second law?s ofthermodynamic analysis are investigated. These calculations are given with tablesand graphics.Types of reactor are investigated and their dimension equations are presented.CO+H2O â CO2+H2 reaction, which is an exothermic heterogeneous catalyticwater-gas shift reaction, is investigated and twelve polynary diffusion coefficientsare obtained. The polynary diffusion coefficients, which are calculated numericallyby the new improving model, are presented in diagrams, which are depended onchanging of mole numbers of carbon monoxide. As seen in these diagrams, six of thetwelve diffusion coefficients increase and the rest of them decrease if the carbonmonoxide mole numbers are decreased. More over, the increase of the reactiontemperature results in the increase of the value of the diffusion coefficients. Theseevents are shown with graphics.Chemical reactor design is developed for production of hydrogen. This reactorconsists of preheater, which is parabolic trough concentrating collector, and tubereactor with copper catalyst. In the proposing model, gas mixture is decomposed ingas separator after leaving the reactor. Hydrogen and carbon dioxide are sent tostorage tanks and unconversion carbon monoxide is again sent to feeding mouth.KEY WORDS: Cylindrical parabolic trough concentrating collector, tube reactor,chemical reactor with solar energy, water-gas shift reaction, production of hydrogen