Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Banyak penelitian telah dilakukan dalam mengembangkan reaktor dekomposisi metana untuk produksi hidrogen dan nanokarbon. Penggunakan reaktor gauze pada dekomposisi metana terbukti dapat mengatasi masalahan penyumbatan pada reaktor unggun diam dan ketinggian gauze dan laju alir umpan dapat diatur dengan mudah tanpa mempengaruhi hidrodinamika sehingga dapat menambah waktu tinggal reaktan yang pada akhirnya meningkatkan kinerja reaktor. Oleh karena itu, penelitian dilakukan lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh kondisi operasi (space time, temperatur, dan rasio umpan) terhadap kinerja reaktor. Berdasarkan hasil uji diketahui bahwa kinerja reaktor paling tinggi pada space time 0.006 gr min/mL (range 0.006-0.0006), temperatur 700°C (range 700°C-800°C), dan dengan umpan metana.

---

There are lots of experiments have been made in developing methane decompotition reactor to produce hydrogen and nanocarbon. Utilizing gauze reactor in methane decompotition have been proved in solving agglomeration problem of spouted bed and gauze height and feed flowrate can be managed easily without affecting hydrodinamic results in increasing reactant residence time that finally raising reactor performance. Therefore, deeper experiment has been done to find effects of operation condition (space time, temperature, and feed ratio) to reactor performance. Due to experiment, that the highest reactor performance at space time 0,006 gr min/mL (range 0.006-0.0006), temperature 700°C (range 700°C-800°C), and by methane as feed."

"Evaluasi dan perbaikan desain scale-up reaktor katalis terstruktur gauze untuk memperoleh 1 kg/hari nanokarbon dengan prinsip geometric similarity. Menggunakan basis data scale up laju alir metana 140 L/h, diameter reaktor 8 cm, panjang reaktor 32 cm, diameter wire 0,64 mm, jumlah mesh/inch 10, dan luas permukaan katalis 2938,982 cm2. Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki desain reaktor dan sistem produksi pada reaktor dengan katalis terstruktur wire melalui reaksi dekomposisi katalitik metana dengan katalis Ni-Cu-Al untuk memproduksi nanokarbon dan hidrogen. Pada reaktor katalis terstruktur wire ini dilakukan uji kinerja selama 860 menit pada suhu 700_C. Konversi metana tertinggi adalah 41,66% dan kemurnian hidrogen tertinggi adalah 30,45%. Yield karbon yang dihasilkan oleh 4,71 gram katalis adalah 179,15 gram karbon.

---

Evaluation and improvement design of Scale-up of gauze-type structural catalyst reactor to produce 1 kg/day nanocarbon by geometric similarity. Seize on scale up data, 140 L/h methane flow, 8 cm reactor diameter, 32 cm reactor length, 0,64 mm wire diameter, 10 meshes/inch, and 2938,982 cm2 catalyst surface area. The purpose of this experiment is to improve reactor design and production system by gauze-type structural catalyst reactor through catalytic decomposition of methane with Ni-Cu-Al catalyst. Performance experiment that have already done during 860 minutes at 700_C are stability test for 17 hours and activity test for 20 minutes of gauze structural catalyst at 700_C. The highest conversion of methane is 41,66% and the highest hydrogen purity is 30,45%. Yield carbon that produced by 4,71 gram catalyst is 179,15 gram carbon."

"Scale-up reaktor katalis terstruktur gauze untuk memperoleh 1 kg/hari nanokarbon dengan prinsip geometric similarity menghasilkan laju alir metana 140 L/h, diameter reaktor 8 cm, panjang reaktor 32 cm, diameter gauze 0,64 mm, jumlah mesh/inch 10, dan luas permukaan katalis 2938,982 cm 2. Penelitian ini bertujuan untuk memproduksi nanokarbon dan hidrogen dengan katalis terstruktur gauze melalui reaksi dekomposisi katalitik metana dengan katalis Ni-Cu-Al. Pada reaktor katalis terstruktur gauze ini dilakukan uji aktifitas selama 20 menit dan uji stabilitas selama 17 jam pada suhu 700°C. Untuk uji stabilitas dengan 20 L/jam metana, konversi metana tertinggi adalah 96,77% dan kemurnian hidrogen tertinggi adalah 97,46%. Yield karbon yang dihasilkan oleh 1,83 gram katalis adalah 170,36 gram karbon. Untuk uji aktivitas dengan laju alir metana 6 L/jam diperoleh konversi metana tertinggi adalah 76,1% dan kemurnian hidrogen tertinggi adalah 79,3%. Yield karbon yang dihasilkan oleh 1,81 gram katalis adalah 57,34 gram karbon. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa kapasitas reaktor ini adalah 393,19 gram/hari.

---

Scale-up of gauze-type structural catalyst reactor to produce 1 kg/day nanocarbon by geometric similarity results in 140 L/h methane flow, 8 cm reactor diameter, 32 cm reactor length, 0,64 mm gauze diameter, 10 meshes/inch, and 2938,982 cm2 catalyst surface area. The purpose of this experiment is to produce nanocarbon and hydrogen by gauze-type structural catalyst through catalytic decomposition of methane with Ni-Cu-Al catalyst. Two experiment that have already done are stability test for 17 hours and activity test for 20 minutes at 700°C. In stability test with 20 L/h methane flow, the highest conversion of methane is 96,77% and the highest hydrogen purity is 97,46%. Yield carbon that produced by 1,83 gram catalyst is 170,36 gram carbon. In activity test with 6 L/h methane flow, the highest conversion of methane is 76,1% and the highest hydrogen purity is 79,3%. Yield carbon that produced by 1,81 gram catalyst is 57,34 gram carbon. From the experiment, the production capacity of the reactor is 393,19 gram C/day."

"Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan rancangan reaktor katalis terstruktur pelat sejajar yang digunakan untuk memproduksi nanokarbon dan hidrogen melalui reaksi dekomposisi katalitik metana. Katalis yang digunakan adalah katalis multimetal Ni-Cu-Al 3:2:1. Pada reaktor katalis terstruktur pelat sejajar ini dilakukan pengujian untuk 20 menit dan 355 menit reaksi. Pada 20 menit reaksi, konversi metana tertinggi yang didapat adalah 70,16% dengan kemurnian hidrogen 74,29% dan yield karbon 2,58 gram. Pada 355 menit reaksi, didapatkan bahwa konversi metana mengalami penurunan dari 76,15% hingga 46,06% dan naik kembali pada menit ke-235 sebesar 59,90% kemudian cenderung stabil setelah menit ke-235. Pada 6 jam reaksi uji stabilitas, yield karbon yang dihasilkan 17,25 gram.

---

The purpose of this research is to construct plate catalyst structured to produce nanocarbon and hydrogen with catalytic decomposition of methane. Catalyst which is used in this research is multimetal catalyst, Ni-Cu-Al 3:2:1. Two experiment that had already done were twenty minutes and 355 minutes reactions. The highest conversion of methane is 70,16% and 74,29% hydrogen purity for twenty minutes reaction and yield carbon was 2,58 gram. For 355 minutes reaction, the conversion of methane decreasing from 76,15% to 46,06% and increase to 59,90%. After that, methane conversion relative stabil. After 355 minutes reaction , yield carbon was 17,25 gram."

"Salah satu alternatif untuk memproduksi hidrogen mumi adalah dengan cara dekomposisi katalitik metana menjadi hidrogen dan nanokarbon berkualitas tinggi. Karbon yang dihasilkan dapat berupa nanotubes atau nanofibers/filaments yang memiliki sifat yang unggul untuk aplikasi sebagai hydrogen storage, komposit, field-emission displays, microscope tips, dan terabit memory, dan lain sebagainya yang memiliki nilai tambah yang tinggi. Beberapa masalah dalam pengembangan proses perengkahan metana secara katalitik adalah yield karbon yang masih rendah dan terjadinya deaktifasi katalis yang disebabkan oleh pembentukan karbon lersebut. Pada penelitian ini, katalis dengan loading nikel tinggi dipreparasi dengan dua metode: Ni-Cu/Al dengan kopresipitasi dan Ni-Cu!Al-Si dengan kopresipitasi-sol gel. Variasi jumlah presipitau NA OH, dan loading Al-Si menyebabkan kekuatan asam katalis yang berbeda, yang berarti kekuatan aktivasi yang berbeda dari katalis tersebut. Katalis Ni-Cu/4Al dan Ni-Cu/11Al, dengan kekuatan asam 2.6 umol/gr kat dan 1.6 umol/gr kat, paling cepat terdeaktivasi masing-masing sclama 140 dan 160 menit. Kedua katalis lersebut memiliki yield karbon yang paling sedikit O.745gr C/gr kat dan l.002gr Cigr kat dan yield hidrogen 0.83 mol/gr kat dan 1.39 mol/gr kat secara berurulan. Katalis Ni-Cu/15 Al, dengan kekuatan asam 6.9|1mol/gr kat, aktif selama 1460 menit dcngan yield karbon 4.976gr Cfgr kat dan yield liidrogen 79.16 mol/'gr kat. Katalis Ni-Cu/22Al merupakan katalis paling efektif dengan kekuatan asain 7.5 pmol/gr kat menghasilkan yield karbon 3.324gr Cfgw: kat dan yield hidrogen 19.91 mol./gr kat hanya dalam waktu 635 menit. Katalis Ni-Cu/Al-Si menunjukkan fenomena yang kurang lebih sama. Semua sampel katalis menunjukkan selektivitas hidrogen berkisar antara 90-98% dan seleklivitas karbon antara 1-8%."

"Reaktor terstruktur gauze digunakan sebagai solusi dari masalah yang ditemukan pada penggunaan reaktor fixed bed untuk reaksi dekomposisi katalitik metana. Reaktor terstruktur gauze memiliki beberapa kelebihan, yaitu memiliki pressure drop yang rendah dan konversi lebih tinggi. Pada penelitian ini, dilakukan pemodelan dan simulasi reaktor terstruktur gauze menggunakan Computational Fluid Dynamics yang mengacu pada kinetika Snoeck, 1997. Pemodelan hanya mempertimbangkan neraca massa dan momentum, di mana reaktor diasumsikan bersifat isotermal. Simulasi dilakukan dengan mengubah-ubah variabel proses seperti temperatur reaktor, komposisi masukkan, tekanan masukkan, dan kecepatan masuk. Melalui simulasi variasi proses, dapat diketahui pengaruh perubahan kondisi operasi terhadap kinerja reaktor, seperti pada kenaikan temperatur akan menyebabkan konversi reaktor semakin meningkat.

---

Gauze structured reactors are used as the solution of problems found in the use of fixed bed reactor for reaction of catalytic decompotition methane. Gauze structured reactor has several advantages, having a low pressure drop and higher conversion.

In this study, the modeling and simulation of structured gauze reactor using Computational Fluid Dynamics refers to the kinetic Snoeck, 1997. Modelling only consider the mass balance and momentum, where the reactor is assumed to be isothermal.

Simulations carried out by varying process variables such as reactor temperature, inlet composition, inlet pressure and inlet velocity. Through the simulation process variations, we can know the effect of changing operating conditions on reactor performance, such as the rise in temperature will cause the reactor conversion increases."

"Penelitian dilakukan untuk melakukan uji kinerja reaktor katalis terstruktur pelat untuk produksi carbon nanotube dan hidrogen melalui reaksi dekomposisi katalitik metana. Katalis yang digunakan adalah katalis Ni-Cu-Al dengan perbandingan molar 2:1:1. Reaksi dekomposisi katalitik metana dilakukan pada suhu 700oC selama 5 jam, dengan variasi space time 0,0006; 0,0032; 0,006 gr min/mL. Hasil uji kinerja tertinggi didapatkan pada space time 0,006 gr min/mL dengan konversi metana tertinggi 83,01% , kemurnian hidrogen tertinggi 70,23% , dan yield karbon 2,5 gr/gr katalis. Carbon nanotube yang dihasilkan memiliki diameter dalam 7,5-15 nm dan berbentuk Y-junction.

---

AbstractThe purpose of this research is to test the performance of plate structured catalyst to produce carbon nanotube and hydrogen via catalytic decomposition of methane. In this research, catalyst of Ni-Cu-Al with the molar ratio by 2:1:1 was used. The decomposition reaction took place at 700oC temperature for 5 hours, using 0,0006; 0,0032; and 0,006 gr min/mL space time variations. The maximum performance space-time was 0,006 gr min/mL with 83,01% for the highest number of methane conversion, 70,23% for the highest number of hydrogen purity, and 2,5 gr C/ gr catalyst carbon yield. The carbon nanotubes produced from the research were Y-junction-shaped and have 7,5-15 nm inner diameter.;"

"ABSTRAKCarbon nanotube (CNT) memiliki struktur yang unik, sifat mekanik dan sifat elektrik yang unggul serta kekuatan yang tinggi. Sehingga metode sintesis CNT semakin banyak yang dikembangkan. Untuk membantu proses pengembangan dari skala laboratorium ke skala industry diperlukan pemodelan untuk meminimalisir kegagalan dan mengurangi biaya. Model didapatkan dengan menyusun persamaan neraca massa, energi dan momentum. Persamaan disusun berdasarkan data kinetika yang telah didapatkan dari penelitian sebelumnya. Program yang digunakan adalah COMSOL Multiphysycs sebuah perangkat lunak yang dapat melakukan pemodelan dengan metode Computational Fluid Dynamics. Untuk melakukan pemodelan pada COMSOL diperlukan geometri reaktor. Parameter serta variabel juga digunakan sebagai input untuk dapat menjalankan komputasi berdasarkan persamaan-persamaan yang telah ditentukan. Hasil simulasi menunjukkan bahwa profil konsentrasi metana dipengaruhi oleh suhu dinding reaktor, rasio umpan dan laju alir gas. Konversi metana dan yield karbon meningkat seiring dengan peningkatan suhu dinding reaktor, penambahan hidrogen dan kecepatan fluida di dalam reaktor. Berdasarkan hasil simulasi didapatkan konversi metana dan yield karbon tertinggi pada reaktor dengan suhu dinding 1023 K, rasio umpan 3:1 dan laju alir gas 5 liter/jam.

---

ABSTRACTCarbon nanotubes (CNT) has a unique structure, mechanical properties and superior electrical properties and high strength. So the CNT synthesis methods are more developed nowadays. To help the process of development from laboratory scale to industrial scale requires modeling to minimize failures and reduce costs. The model is obtained by arranging the mass balance equation, energy and momentum. The equation is based on the kinetics data that have been obtained from previous researchs. The program used is COMSOL Multiphysycs a software that can perform modeling with Computational Fluid Dynamics methods. To perform the necessary modeling COMSOL needs an input of geometry of the reactor. Parameters and variables are also used as inputs to be able to run the computation based on the equations that have been determined. The simulation results show that the methane concentration profile is influenced by the temperature of the walls of the reactor, the feed ratio and gas flow rate. Conversion of methane and carbon yield increases with increasing temperature of the reactor wall, the addition of hydrogen and the velocity of the fluid in the reactor. Based on simulation results obtained the highest conversion of methane and carbon yield in the reactor with a wall temperature of 1023 K, the feed ratio of 3: 1 and a gas flow rate of 5 liters / hour."

"Nanokarbon adalah material karbon yang diproduksi dengan struktur dan ukuran nanometer. Dekomposisi katalitik metana merupakan salah satu sintesis nanokarbon dengan metode CVD (Chemical Vapour Deposition) yang cukup ekonomis untuk menghasilkan nanokarbon. Penelitian ini dilakukan menggunakan katalis Fe dan karbon aktif sebagai substrat. Karbon aktif yang digunakan dibuat dari kulit buah pisang dengan menggunakan zat aktivasi KOH yang dapat memberikan luas permukaan karbon aktif yang lebih besar. Katalis dan karbon aktif kulit buah pisang dipreparasi dengan menggunakan metode impregnasi. Katalis dan karbon aktif yang telah diimpregnasi direaksikan dengan metana pada temperatur 700°C dan tekanan 1 atm dengan waktu reaksi selama 60, 120, dan 300 menit. Hasil penelitian menunjukkan nanokarbon yang terbentuk pada 60 menit adalah carbon onion quasi-sphere dengan konversi metana sebesar 14%, pada 120 menit membentuk CNT dengan konversi metana sebesar 18% dan pada 300 menit terjadi peningkatan pembentukan nanokarbon berkualitas rendah dengan konversi metana sebesar 44%.

---

Nanocarbon is a carbon material produced by the nanometer structure and size. Catalytic decomposition of methane is one of the economic methods for synthesis nanocarbon by CVD (Chemical Vapour Deposition) to produce nanocarbon. The research was conducted using the catalyst Fe and activated carbon as catalyst support. Activated carbon was made from banana peel by using KOH as activating agent which can provide a large surface area. Catalyst Fe and banana peel activated carbon prepared by impregnation method. Catalyst and activated carbon which has been impregnated is reacted with methane which the reaction temperature of 700°C and atmospheric pressure during 60, 120 and 300 minutes reaction times. The results showed nanocarbon formed at 60 minute reaction time is carbon onions quasi-sphere with methane conversion of 14%, at 120 minute reaction time is CNT with methane conversion of 18% and at 300 minute reaction time an increase the formation of nanocarbon low quality with methane conversion of 44%."

"Dekomposisi katalitik metana adalah salah satu alternatif untuk memproduksi hidrogen dan nanokarbon bermutu tinggi secara simultan. Nanokarbon banyak diaplikasikan dalam penyimpanan hidrogen, support katalis, alat penyimpan memory, penyimpanan emisi, dan industri polimer, sedangkan hidrogen dapat digunakan sebagai umpan pada sel bahan bakar (fuel cell) yang ramah lingkungan karena apabila dibakar tidak menghasilkan polutan. Masalah yang biasanya timbul dalam reaksi dekomposisi katalitik metana ini adalah terjadinya deaktivasi katalis akibat deposit karbon dan terjadinya pressure drop di dalam reaktor. Penelitian ini bertujuan menguji kinerja reaktor dengan katalis terstruktur untuk mengatasi pressure drop di dalam reaktor. Katalis Ni-Cu-Al dipreparasi dengan menggunakan metode sol-gel dengan perbandingan atomik 2:1:1. Katalis ini dilapisi pada kawat stainless steel yang telah dibentuk dengan metode dip coating. Reaksi dilakukan dengan mengalirkan metana ke dalam reaktor pada temperatur 650°C dan 700°C serta tekanan atmosferik. Produk gas dianalisis dengan menggunakan gas chromatography yang terpasang secara online dengan aliran keluar reaktor. Penggunaan katalis terstruktur pada dua temperatur berbeda ini dapat menghasilkan konversi metana hingga 87.55 % dan 94.87%. Produk dari reaksi dekomposisi katalitik metana berupa hidrogen memiliki kemurnian hingga 87.53% dan 95.14%. Karbon yang dihasilkan memiliki yield 28.45 dan 32.85 gr karbon/gr katalis untuk waktu reaksi 8.4 jam. Untuk reaksi selama 33 jam menghasilkan 201 gr karbon/gr katalis. Karakterisasi dengan menggunakan TEM menunjukkan karbon yang dihasilkan berbentuk nanotube dengan diameter 50-100. Pada reaktor dengan katalis terstruktur ini tidak terjadi pressure drop yang dapat mengakibatkan berakhirnya reaksi. Reaksi berakhir karena katalis sudah terdeaktivasi akibat tertutupnya permukaan katalis oleh deposit karbon. Lifetime katalis dapat mencapai 33 jam dan masih dapat berlanjut.

---

Methane decomposition is an alternative way to produce high quality carbon nanotubes (CNTs) and hydrogen simultaneously. CNTs can been used for various applications such as hydrogen storage, electronic device, composite materials, field emission source, and catalyst support. Hydrogen can be used as the future clean energy resource such as for fuel cells, which doesn't emit pollutants when combusted. The problem often found in methane catalytic decomposition is the presence of pressure drop. This problem is expected to be solved by designing a structured catalyst reactor.

In this experiment, Ni-Cu-Al catalyst is prepared by sol-gel method. Stainless steel wiremesh is coated with catalyst by dip coating method and put into a quartz tube reactor. The experiment was done at 650°C and 700°C with atmospheric pressure. Methane is fed into the reactor and decomposed by the catalyst. An online chromatograph is used to detect the gas products. The morphology of CNTs is characterized by TEM. The use of structured catalyst in these two different temperature gives conversion of methane up to 87.55 % and 94.87%. Hydrogen as the product has a purity of 87.53% dan 95.14% .

The carbon yields are 28.45 and 32.85 gr carbon / gr catalyst for 8.4 hours of reaction. For 33 hours of reaction, the yield becomes 201 gr carbon/ gr catalyst. TEM characterization shows that the diameter of CNTs are between 50-100 nm for both cases. Pressure drop isn't found in this structured catalyst reactor which could end the reaction. The reaction ends when the catalyst is deactivated due to carbon deposit on the catalyst. The lifetime of the catalyst can reach 33 hours and can still continue."