Geri Dön

Investigation of pirina combustion in a test boiler for energy production

Enerji üretimi için bir test kazanında pirinanın yakılmasının araştırılması

PDF İndir

  1. Tez No: 138822
  2. Yazar: YETKİN DUMANOĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDURRAHMAN BAYRAM
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Çevre Teknolojisi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 54

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

  1. Tez No

    340947

    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

    İngilizce

    2013

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. AYSEL ATİMTAY

  2. Tez No

    518180

    Pirinanın yüksek kükürtlü linyitlerle birlikte kabarcıklı akışkan yatakta yakılması, topaklaşma probleminin incelenmesi ve çözüm yollarının araştırılması

    Co-combustion of olive cake and high-sulfur lignites in a bubbling fluidized bed, investigation of control methods for agglomeration

    CANSU ÇELİKLER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Çevre MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT VAROL

  3. Tez No

    353799

    An experimental study of shock wave/boundary layer interactions in supersonic inlets

    Sesüstü hava alıklarında şok dalgası sınır tabakası etkileşiminin deneysel incelenmesi

    SERDAR SEÇKİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KEMAL BÜLENT YÜCEİL

  4. Tez No

    149588

    Pirina kurutulması ve pirinanın yakıt olarak kullanılmasının araştırılması

    Drying olive cake and utilization of this energy source as a fuel

    ESRA KURTULUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Makine MühendisliğiEge Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. HÜSEYİN GÜNERHAN

  5. Tez No

    569857

    Titanyum kaynağı ve mekanik özellikler üzerine etkisinin incelenmesi

    Titanium welding and investigation of effect on mechanical properties

    MURAT SÖNMEZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Gedik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ POLAT TOPUZ

Geri Dön