Investigation of pirina combustion in a test boiler for energy production
Enerji üretimi için bir test kazanında pirinanın yakılmasının araştırılması
- Tez No: 138822
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDURRAHMAN BAYRAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dünya genelinde enerji ihtiyacının büyük bir kısmı fosil yakıtlardan sağlamaktadır. Bu yakıtların kaynaklarının tükenecek olması ve bunların kullanımından kaynaklanan hava kirliliğinin önemli bir problem olması nedeniyle alternatif enerji kaynaklarına büyük önem kazanmaktadır. Alternatif enerji kaynakları arasında biyomas kullanımı oldukça yaygındır. Zeytinyağı üretimi sonucunda oluşan bir atık olan pirina, özellikle Akdeniz ülkelerindeki üretiminin fazla olmasına bağlı olarak biyomasa iyi bir örnektir. Pirinanın alternatif bir enerji kaynağı olabileceği düşünülerek bu çalışmada; pirinanın yakıt özelliklerinin belirlenmesi ve emisyon seviyelerini azaltacak yanma koşullarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Zeytinyağı üretim proseslerine bağlı olarak pirinanın yağ, su ve katı madde içerikleri farklı olmaktadır. Bu değerler ortalama olarak 4-8% yağ, 20-60% su ve 40-70% çekirdek ve et kısmıdır. Pirinanın yakıt özelliklerini belirlenmesi için yağlı ve yağsız pirina örneklerinin yaklaşık analizleri yapılmıştır. Yağlı pirina örneklerinde nem, kül, uçucu madde, sabit karbon ve üst ısıl değerleri sırasıyla %25.8-69.3, %2.5-3.1, % 67.9- 70.6, % 25.8-28.7, 18225-20413 kj/kg arasında değişmiştir. Yağsız pirinalarda ise sırasıyla %6.3-16.7, %2.7-7.1, %57.5-68.2, %22.1-28.6 ve 19196-19860 kj/kg arasında değişmiştir. Yağlı pirina içerdiği yüksek nem ve ekonomik değere sahip yağ nedeniyle doğrudan yakıt olarak kullanılmamalıdır, bu nedenle çalışmada yağsız pirinanın yakıt olarak kullanımı incelenmiştir. Pirina, yüksek uçucu madde içeriğine sahiptir. Uçucu maddelerin düşük sıcaklıkta gazlaşması ve yanmadan bacadan atılmaları pirinanın yakıt olarak kullanımında olumsuz bir etkendir.Yanma denemeleri, laboratuvarda kurulan 70 KW ısıl kapasiteli bir kazanda yapılmıştır. Kazandaki yakıt besleme sistemi sonsuz vidalı ve yakıt besleme miktarı 40 gr/sn'dir. Yanma denemelerinde yakıt besleme süreleri 1-3 sn arasında ve duruş süreleri 30-60sn arasında değişmektedir. Pirinanın elementer analizine göre yanma için gerekli stokiometrik oksijen ihtiyacı 4.15 ile 4.5 Nm3/kg arasında değişmektedir. Yakma denemelerinde, düşük karbon monoksit emisyonları hava fazlalık katsayısının 2.0-2.2 olduğu aralıkta elde edilmiştir. Denemelerde farklı yakıt besleme debileri için uygun yanma koşulları belirlenmeye çalışılmış ve CO emisyonlarının değişimi incelenmiştir. Ortalama olarak beslenen yakıt miktarı birinci ve ikinci denemelerde 7.5 kg/h; üçüncü ve dördüncü denemelerde 10 kg/h'tir. Ortalama CO emisyonları sırasıyla 1451, 1341, 1664, 1723 mg/Nm3'tür. Hava fazlalık katsayısı ortalamaları ise 2.6, 2.7, 2.2, 2.2 olmuştur. Yakma denemelerin sonuçlarına bakıldığında, test kazanında elde edilen elde edilen CO emisyonları sınır değerin üzerindedir (460mg/Nm3, %6 02'ye göre düzeltilmiş). Kullanılan kazanda yanma sırasında karşılaşılan en büyük problem hava/yakıt oranının tam olarak ayarlanamamasıdır. Bu problem yanma havasını kazana veriliş şeklinden kaynaklanmaktadır. Hava/yakıt oranının tam olarak ayarlanaması tam yanmanın sağlanamamasına neden olmaktadır. Yakma denemelerinde hava fazlalık katsayısı arttğında CO emisyonlarının da arttığı gözlenmiştir. Hava fazlalık latsayısının yüksek olduğu sırada yanma bölgesine fazla hava gelmekte bu ortamın sıcaklığını düşürmekte ve CO emisyonları artmaktadır. Yanma bölgesinde sıcaklık 650-800°C arasında değişmektedir. Yapılan yanma denemeleri sonucunda; düşük CO emisyonlarına ulaşmak için yakıt otomatik olarak ve sürekli beslenmeli ve yanma sistemine ikinci hava beslemesi yapılmalıdır. Yanma bölgesinde uçucu maddelerin yüksek sıcaklıkta yeterince kalabilecekleri şekilde dizayn edilmelidir. Elde edilen bu sonuçlar doğrultusunda yakma sistemleri geliştirilecek ve denemelere devam edilecektir.
Özet (Çeviri)
As the resources of the fossil fuels are exhausted and air pollution due to usage of these fuels is a major problem, alternative energy resources are considered seriously^ Biomass usage is common among different alternative energy resources. Olive oil production waste, pirina, is a good example of biomass in Mediterranean countries because of its high availability. In this study, fuel characteristics of pirina were determined and appropriate combustion conditions to obtain low emissions were investigated. Pirina's oil, water and solid contents vary depending on the olive oil production processes. The average values were found as 4-8% oil, 20-60% water and 40-70% olive stone and pulp. Proximate analyses were conducted on raw pirina and de-oiled pirina samples in order to identify fuel characteristics of pirina. Result were 25.8-69.3% moisture, 2.5-3.1 %ash, 67.9-70.6% volatile matter, 25.8-28.7% fixed carbon, 18,225- 20,413 kj/kg higher heating value for raw pirina and 6.3-16.7% moisture, 2.7-7.1 %ash, 57.5-68.2% volatile matter, 22.1-28.6% fixed carbon, 19,196-19,860 kj/kg higher heating value for de-oiled pirina. Raw pirina should not be used directly as fuel due to its high moisture and oil content. Therefore, the usage of de-oiled pirina as a fuel was investigated. Pirina has high volatile matter content. Gasification of volatile matters at low temperatures and their release through stack without complete combustion is an important negative factor for pirina combustioa Combustion tests were conducted using a laboratory scale boiler. The fuel feeding rate was established using the screw type feeder having a capacity of 40 g/sec. Combustion tests were made in different feeding rates while feeding and stop timesm ranged between 1-3 seconds and 30-60 seconds, respectively. According to elementary analyses of pirina, stoichiometric oxygen requirement for combustion varied between 4.15 to 4.5 Nm3/kg. Low carbon monoxide (CO) emissions were obtained for excess air ratios between 2.0 to 2.2 during combustion tests. The combustion tests were repeated for different fuel feeding rates and fluctuations of CO emissions were observed throughout the experiments. Average fuel flow rate was 7.5 kg/h for Run 1 and Run 2, and 10 kg/h for Run 3 and Run 4. Average CO emissions in these Runs were 1451, 1341, 1664, 1723 mg/Nm3, respectively. Average excess air ratios were 2.6, 2.7, 2.2, 2.2, respectively. According to results of combustion experiments, CO emissions of the test boiler were generally above the emission limits (460 mg/Nm3, based on 6% 02). The biggest problem encountered during the experiments of this study was the exact adjustment of air to fuel ratio. This problem originated from combustion air feeding system of the furnace. And this resulted in incomplete combustion. CO emissions measured during combustion for different excess air ratios (X) were compared and it was found that CO emissions increased as the excess air ratio increased. This was due to the decrease of temperature in combustion zone (650-800 °C) with increasing X. As a result of the experiments to achieve low CO emissions, it was concluded that fuel feeding must be done automatically and continuously and the combustion system should have secondary air feeding. The furnace must be designed to increase the retention time of volatile matter at high temperatures. In line with the results obtained, it was suggested that combustion system should be improved and experiments should be continued. In line with these results obtained, combustion systems should be improved and experiments should be continued.
Benzer Tezler
- Investigation of combustion characteristics of biomass and coal mixtures in a circulating fluidized bed combustor
Biyokütle-kömür karışımlarının dolaşımlı akışkan yataklı kazanlarda yanma karakteristiklerinin incelenmesi
MURAT VAROL
Doktora
İngilizce
2013
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. AYSEL ATİMTAY
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İstatistikEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET İKİZ
- Samsun ve çevresinde tarla sarmaşığı (conuolvulus arvensis L.)'na karşı biyolojik savaşa esas olacak fauna tespiti
Investigations on the insect fauna of the field binweed (Conuolvulus arvensis L.) related to its biological control in Samsun Province
YASEMİN UFUK GERMAN
- Gebelik ve doğum olgularında prolaktin düzeylerinin değerlendirilmesi
The Evaluation of prolactin values during pregnancy labour and in deliveries
TÜLİN AKAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MÜLAZIM YILDIRIM