Fenolik reçineleri bağlayıcı olarak kullanarak kok tozundan döküm koku ve metalürjik kok üretimi
The Production of foundry coke and metallurgical coke from coke breeze by using fenolic resins as binder
- Tez No: 114647
- Danışmanlar: PROF. DR. MUZAFFER TALU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 447
Özet
FENOLİK REÇİNELERİ BAĞLAYICI OLARAK KULLANARAK KOK TOZUNDAN DÖKÜM KOKU VE METALÜRJİK KOK ÜRETİMİ (Doktora Tezi) Ayşe BENK GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Temmuz 2001 ÖZET En eski reçinelerden olan fenolik reçineler, yüksek sıcaklığa dayanma, suda çözünmeme gibi üstün özelliklerinden dolayı hala üzerinde en çok araştırma yapılan reçinelerdendir. Fenolik polimerlerin sentez edilmesi konusunda çok fazla çalışmanın yapılmış olmasına rağmen, bazı kompleks reaksiyon mekanizmaları ve kinetiği tam olarak aydmlatılamamıştır. Ayrıca, fenolik reçinelerin kullanıldığı alanlar her geçen gün giderek hızlı bir şekilde artmaktadır. Bu çalışmada fenolik reçinelerin kullanım alanlarına bir yenisi daha eklenmek istenmiş ve bu reçinelerin kok tozundan döküm koku ve metalürjik kok yerine kullanılabilecek kalitede briketlerin üretilmesinde bağlayıcı olarak kullanılıp kullanılamayacağı araştırılmıştır. Bu amaca en uygun fenolik reçinenin üretilebilmesi için, reçine sentezini etkileyen faktörlerin, reçine kalitesine etkileri ve etkileme dereceleri araştırılmıştır. Yapılan araştırmalar sonucunda kömürün yapısına en uygun fenolik reçinenin, en ekonomik olarak, F/P oranı 2.0 civarında olan o- p- bölgelerinden fazla miktarda dallanmış olan resol türü fenolik reçinenin11 olabileceği tesbit edilmiştir: Dallanmış reçinenin üretilmesini etkileyen faktörlerin F/P mol oranı, katalizör olarak kullanılan alkalilerin cinsi ve miktarı ile üretim sıcaklığının olduğu belirlenmiştir. Bu faktörlerden F/P oranı arttıkça,, katalizör miktarı azaldıkça ve sıcaklık düştükçe dallanmanın arttığı görülmüştür. Ancak sıcaklığın çok düşük olması, reaksiyon hızını azaltmakta ve üretim süresini artırmaktadır. İyi bir dallanma ve uygun bir reaksiyon süresi için optimum sıcaklığın 50-60 °C arasında olması gerekmektedir. F/P mol oranı artışına paralel olarak reçinenin ihtiva ettiği serbest formaldehit miktarının da arttığı, F/P mol oranı azaldıkça reçinenin ihtiva ettiği serbest fenol miktarının arttığı gözlenmiştir. Reçinenin istenilen amaca uygun ve ekonomik olması için serbest fenolün minimum olmasını ve dallanmanın yeterli olmasını temin etmek amacı ile reçinenin bir miktar serbest formaldehit ihtiva etmesine müsaade edilmiştir. Bu serbest formaldehitin etkilerini azaltmak amacı ile üre ve melamin ile reçine modifiye edilmiştir. Reçine kalitesini fazla etkilemeden pahalı olan fenolün hiç olmazsa bir kısmı yerine kullanılabilecek, tall oil, zift, melas, çam reçinesi ve peynir suyu gibi maddelerin ne oranda kullanılabileceği araştırılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda kok tozunda fenolik veya modifiye fenolik reçineler ile döküm koku ve metalürjik kok kalitesinde kok tozu briketlerinin üretilebileceği hem laboratuvar ölçüsünde ve hem de endüstriyel boyutta yapılan denemeler ile gözlenmiştir. Bu çalışmalar esnasında ve çalışmalara ilave olarak fenolik reçineleri ile bimisden çok sağlam ve çok iyi ısı ve ses izolasyonuna sahip briketlerin de üretilebileceği tesbit edilmiştir. Ayrıca fenolik reçinelerin modifiye edilmesiIll amacı ile UF ve MF reçineleri üretilmiştir. Bu çalışmalar esnasında tamamen yeni bir proses ile UF reçinesinin üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu yeni proses ile minimum 5 saatte tamamlanan UF reçine üretim prosesinin süresi 1 saate düşürülebilmiştir. Proses sıcaklığı da 100 °C civarından 50 °C ye düşürülmüştür. İlave olarak bu prosesle üretilen UF reçinelerinin serbest formaldehit miktarı ticari prosesler ile üretilen UF reçinelerine kıyasla çok daha az olduğu tesbit edilmiştir. Yeni proses ile üretilen UF reçinesi kullanılarak sanayide imal edilen suntaların kaliteleri aynı fabrikada aynı şartlarda üretilen Polisan firmasının üretmiş olduğu tutkal kullanılarak imal edilen suntalarınkinden çok daha iyi olduğu tesbit edilmiştir. Bilim Kodu Anahtar Kelimeler Sayfa Adedi Tez Yöneticisi 405 Fenol formaldehit, metalürjik kok, döküm koku 405 Prof. Dr. Muzaffer TALU
Özet (Çeviri)
IV THE PRODUCTION OF FOUNDRY COKE AND METALLURGICAL COKE FROM COKE BREEZE BY USING PHENOLIC RESINS AS BINDER (Ph.D.Thesis) Ayşe BENK GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY July 2001 ABSTRACT Phenolic resins are of the known oldest resins. Due to their unusual and excellent properties, such as high heat and chemical resistance, being undissolvable in water and in many solvent, they are the resins on which too many research have been carried out. Although there has been much work done in the field of the synthesis of the phenolic polymers, some of their complex reaction mechanism and kinetics have not been clearly explained yet. In addition to this, the area at which phenolic resins are used is increasing rapidly everyday. In this study, it was attempted to add a new field where phenolic resins can be applied efficiently. This new area is the productions of briquettes from coke breeze and phenolic resins, which was used as binders. The quality of the briquettes produced should be sufficient to replace the part or whole of the foundry coke or metallurgical coke used in foundries or in blast furnaces. In order to produce the most suitable phenolic resins for this purpose, the parameters affecting the quality of the resins and their degree of effectivenesswere studied in details. These parameters are the type and the amount of the catalyst, initial formaldehyde to phenol (F/P) molar ratio, reaction time and temperature. The results emerged form this research indicated that the most suitable resin, which has similar structure to that of the coal, for this purpose is the resin produced from the initial F/P molar ratio of around 2.0. This type of resin is called resole. This resin is the highly branched from o- p- positions in relation to -OH group of the phenol. The factors, which are the most effective on the branching of the resin from the o- p- positions, are; F/P initial molar ratio, the type and the amount of the catalyst used and the reaction temperature. The higher the F/P molar ratio, the lower the amount of catalyst and temperature, the higher is the branching of the resin. Reaction temperature increases the reaction time as well. Therefore, the compromise is to be made between the reaction time and the branching of the resin. It was found out that the optimum temperatures should be between 50 and 80 °C. If the F/P is high, the amount of free formaldehyde in the resin will be high, if the F/P is low, the amount of free phenol in the resin will be high. In order to produce the high branched resin suitable for this purpose economically, the amount of the free formaldehyde present in the resin should be ignored up to a certain extend. It was also found out that it is possible to eliminate this free formaldehyde by modifying the resin with urea formaldehyde and/or melamine formaldehyde resins. Since phenol is one of the expensive materials used in this resin production, from the point of economy, its amount has to be reduced as much as possible. Therefore, cheap materials such as, tall oil, pitch, molasses, gum rosin and whey should replace the certain part of the phenol used in the resin productionVI without reducing the quality of the resin too much. Investigations in finding the amount of these materials can be replaced with phenol without affecting the quality of the resins below the acceptable level, was also carried out. Finally, the results of this study showed that it is possible to produced briquettes from coke breeze and phenolic resins or modified phenolic resins. These briquettes can be used to replace partly or whole of the foundry coke and metallurgical coke. The results obtained from the laboratory scale and industrial scale tests confirmed this conclusion but further tests is necessary. The large amounts of briquettes have to be used in the blast furnaces and foundries for a long period of time. In addition to the production of briquettes from the coke breeze, it was also found that the briquettes with high heat and sound insulating capacity and strong enough to be used in the building can be produced from bimis and phenolic resins. This new process, it become possible to produce UF resin within one hour, also developed the new UF production process, which is completely different from the commercial UF production process. The UF resin production usually takes minimum of five hours. The quality of resin produced by this new process was found to be much better than that of the resin from commercial process. Science code Key words Page number Adviser 405 Phenol formaldehyde, foundry coke, metallurgical coke 405 Prof. Dr. Muzaffer TALU
Benzer Tezler
- Atık PET'ten silikon modifiye alkid-fenolik reçine esaslı fırın boya üretimi
Production of silicone modified alkyd-phenolic resin based baking enamels from waste PET
MÜMİN EVREN
Doktora
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GAMZE GÜÇLÜ
PROF. DR. IŞIL ACAR
- An easy way to modify triglyceride oils for oil-based binder preparation
Yağ temelli bağlayıcı üretimi için trigliserid yağların modifikasyonunda kolay bir yöntem
DİDEM AYCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TUNCER ERCİYES
- Karbon nano tüp ve grafen nano partikül katkılı fenolik reçine matrisli nanokompozitlerin üretimi
Carbon nano tube and graphen nano particleine additive phenolic resin matrixed nanochomposit production
KEMAL DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YASİN RAMAZAN EKER
- Production of high performance and innovative materials based on polybenzoxazine
Polibenzoksazin esaslı yüksek performanslı ve yenilikçi malzemelerin üretilmesi
SEVİNÇ GÜLYÜZ
- Tarihi yapıların onarımına yönelik doğal taş tozu ile polimer bağlayıcılı harçların üretimi ve karakterizasyonu; Sille taşı örneği
Production and characterization of natural stone powder and polymer binding mortars for the repair of historic buildings; Sille stone example
AHMET CİHAT ARI