Vähäpäästöisen vedyn valmistaminen

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää valitun katalyytin leijumisominaisuuksia leijupetireaktorissa eri kaasujen ja lämpötilojen vaikutuksesta. Työ toteutettiin yhteistyössä Hycamite TCD Technologiesin kanssa, ja se yhdistää teoriaosuuden vedyn tuotantotekniikoista käytännön leijutuskokeisiin.

Teoriaosuudessa tarkastellaan vedyn vähäpäästöisiä valmistusmenetelmiä, kuten elektrolyysiä ja metaanin pyrolyysiä. Pääpaino on elektrolyysitekniikoiden vertailussa sekä metaanin pyrolyysitekniikoiden, erityisesti leijupetireaktorin toimintaperiaatteiden ja mittaustekniikoiden analyysissä.

Käytännön osuudessa suoritettiin neljä leijutuskoetta Hycamiten pilot-laitoksella. Kokeissa verrattiin laskennallisia minimileijutus- ja terminaalinopeuksia kokeellisiin visuaalisiin havaintoihin. Tuloksissa havaittiin hyvä yhteys laskennallisten ja kokeellisten minimileijutusnopeuksien välillä, kun taas terminaalinopeuksissa oli huomattava ero laskennallisiin arvoihin verrattuna. Työ tuottaa hyödyllistä tietoa reaktioparametrien optimointia varten ja osoittaa, että käytännön kokeilla voidaan tukea teoreettisten mallien kehittämistä.

The aim of this thesis was to examine the fluidization behavior of a selected catalyst in a fluidized bed reactor under the influence of different gases and temperatures. The work was carried out in collaboration with Hycamite TCD Technologies and combines a theoretical section on hydrogen production techniques with practical fluidization experiments.

The theoretical part focuses on low-emission hydrogen production methods, such as electrolysis and methane pyrolysis. Special emphasis is placed on comparing electrolysis techniques and analyzing methane pyrolysis technologies—particularly the operating principles and measurement techniques of fluidized bed reactors.

In the practical section, four fluidization experiments were conducted at Hycamite’s pilot facility. The experiments compared calculated minimum fluidization and terminal velocities with experimental visual observations. The results showed a good correlation between calculated and observed minimum fluidization velocities, whereas terminal velocities differed significantly from the calculated values. The thesis provides valuable data for optimizing reaction parameters and demonstrates how practical experiments can support the development of theoretical models.