Geri Dön

Mass transfer and kinetics in oxygen delignification

Oksijenle beyazlatma kinetiği ve kütle transferi

  1. Tez No: 153114
  2. Yazar: İSMAİL DOĞAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÜNİZ GÜRÜZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Oksijen Delignifikasyon Kinetiği, Hız Denklemleri, Karbonhidrat Degredasyon Kinetiği, OCEHDED Simulasyonu, Kirletici Azaltılması VII
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 171

Özet

oz OKSİJENLE BEYAZLATMA KİNETİĞİ VE KÜTLE TRANSFERİ Doğan, İsmail Doktora, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Hayrettin Yücel Ortak Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Güniz Gürüz Kasım 2004, 147 sayfa Bu çalışmada, Türkiyenin güneyinde üretilen Kraft kısa elyaflı odun hamurunun oksijenle beyazlatma kinetiği çalışılmıştır. Kraft selüloz hamuru Mopak Dalaman kağıt fabrikasından sağlanmıştır. Kinetik analiz verileri yüksek basınca dayanıklı 1 litrelik kesikli reaktörde yapılan deneylerde elde edilmiştir. Delignifikasyon deneyleri endüstrinin kullandığı geniş sıcaklık (90, 100 ve 110 °C), alkali yükü (%1, 3 ve 5 kuru hamur miktarına gore) ve oksijen kısmi basınç (0.5, 3.5 ve 6.5 bar) aralıklarında gerçekleştirilmiştir. Yukardaki amaca ulaşabilmek için, çalışma birçok aşamada gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın ilk aşamasında, kütle transferi etkileri değişik hamur yüzdelerinde incelenmiştir. Fiberler arası kütle transferi direncinin %1 lik hamur yüzdesinin altında azaldığı belirlenmiş ve deneyler %0.5 lik hamur yüzdesinde gerçekleştirilmiştir. Bunu izleyen aşamada, oksijenle beyazlatma kinetiği çalışılmıştır ve ilgili hız denklemleri çıkarılmıştır. Daha sonra, hamurun dayanıklılığını azaltmadan delignifikasyon miktarının ne kadar arttırılabileceğini belirlemek amacıyla, karbonhidrat degredasyon kinetiğinin analizi yapılmıştır. viOksijenle beyazlatmada, delignifikasyon ve karbonhidrat degredasyon hızının artan alkali konsantrasyonu, oksijen kısmi basıncı ve sıcaklıkla arttığı gözlemlenmiştir. Fakat, en etkili parametreler alkali konsantrasyonu ve sıcaklıktır. Elde edilen sonuçları genelleştirmek ve giriş Kappa sayısı, içsel viskosite, deneysel koşullar ve oksijenle beyazlatma öncesi hamur özelliklerinden bağımsız kılmak amacı ile, Kappa sayısı, içsel viskosite ve reaksiyon zamanı için boyutsuz terimler tanımlanmıştır. Bu boyutsuz terimler doğrusal olmayan denklemlerin fonksiyonu olarak ifade edilmiştir. Bu sayede oksijenle beyazlatma kulelerinin kontrolü basit bir denklemle gerçekleştirilebilecektir. Bu çalışmanın son bölümünde, oksijen delignifikasyon ünitesinin beyazlatma ünitesinden çıkan toplam kirletici miktarı üzerindeki etkisini görmek amacıyla, oksijen delignifikasyon ünitesinin CEHDED beyazlatma bölümüne eklenmiş şekli ile simulasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu durumda elde edilen sonuçlar toplam kirletici miktarında %17.96'lık bir azalma, hamur beyazlığında 92.95'lik bir çıktıyla sağlanmıştır. Oksijen delignifikasyonlu CEHDED beyazlatma ünitesinde yapılan proses parametreleri optimizasyonuyla ise 89.5'Iuk hamur beyazlık değeri ile altı yıkayıcıdan çıkan toplam kirletici miktarında %25.97'lik bir azalma sağlanmıştır. Mopak Dalaman kağıt fabrikasında yönetim, kirletici ve kullanılan kimyasal miktarını azaltmak amacıyla, oksijen delignifikasyon ünitesinin kurulmasına karar vermiştir. Bu nedenle, bu çalışmada elde edilen hız denklemleri oksijen reaktörünün tasarımında ve optimizasyonunda bir kaynak teşkil edecektir.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT MASS TRANSFER AND KINETICS IN OXYGEN DELIGNIFICATION Doğan, Ismail Ph.D., Department of Chemical Engineering Supervisor : Prof. Dr. Hayrettin Yücel Co-Supervisor : Prof. Dr. Güniz Gürüz November 2004, 147 pages In this study, the kinetic analysis of oxygen delignification of Turkish southern hardwood Kraft pulp was carried out. Kraft pulp was obtained from Mopak Dalaman pulp and paper mill. The kinetic rate data were collected in a 1 L high pressure batch reactor. The delignification experiments were carried out under a wide range of industrially significant conditions of temperature (90, 100 and 110 °C), alkali charge (1, 3, 5% on oven dry pulp), and oxygen partial pressure (0.5, 3.5, 6.5 bar). In order to achieve this objective, the study is separated into different stages. In the first stage of the work, the mass transfer effects were examined for different pulp consistencies. It was seen that the inter-fiber mass transfer resistances become negligible at the consistencies below 1%. Therefore, the experiments were performed at 0.5% consistency. In the following stage, the kinetics of oxygen delignification was studied and the governing rate equations were derived. Then, the kinetics of the carbohydrate degradation was analyzed in order to determine the extent of delignification without the reduction in the pulp strength. The delignification and the carbohydrate degredation rate during oxygen delignification increase with increasing in alkali concentration, oxygen ivpartial pressure and temperature. However, the most effective parameters are the alkali concentration and temperature. The dimensionless terms for Kappa number, intrinsic viscosity and reaction time were used in order to generalize the results and to make them independent of the initial Kappa number, the intrinsic viscosity, experimental conditions and pulping conditions prior to oxygen delignification. These dimensionless parameters were fitted to nonlinear equations from which the control of the oxygen delignification towers can be done with a simple equation. The same approach was also used for the reported studies in the literature which allowed the comparison with the results of this study. In the final stage of the study, the simulation of the oxygen delignification unit preceding the CEHDED bleach plant is performed, in order to see the effect of oxygen delignification on the amount of total wastes coming out from the bleach plant. When an oxygen delignification unit is added to the existing CEHDED bleach plant, the amount of pollutants are decreased by 17.96% with output brightness of 92.95. When the overall process parameter optimization of the CEHDED bleach plant is done with oxygen delignification unit, the total amount of dissolved solids coming out from the six washers are decreased by 25.97% with output brightness of 89.5. In order to reduce the pollution load and chemical consumption in Mopak Dalaman pulp and paper mill, management has decided to install an oxygen delignification unit to the plant. Therefore, the rate equations obtained from this study can form a basis for the design and optimization of oxygen reactor in the mill. Keyword: Oxygen Delignification Kinetics, Rate Equations, Carbohydrate Degredation Kinetics, OCEHDED Simulation, Effluent Reduction

Benzer Tezler

  1. The role of precious metal nanoparticles on the oxygen exchange kinetics from ceria

    Değerli metal nanoparçacıklarının seryum dioksit oksijen değişim kinetiği üzerine etkisi

    DENİZ KAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DENİZ ÜNER

    DOÇ. DR. SERKAN KINCAL

  2. Molibden sülfürün kavrulması sırasında oluşan ara oksitlenme reaksiyonun kinetiği

    Başlık çevirisi yok

    CEM KAHRUMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Meteorolojiİstanbul Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. İBRAHİM YUSUFOĞLU

  3. Mathematical modeling and simulation of photopolymerization process

    Fotopolimerizasyon sürecinin matematiksel modellenmesi ve simulasyonu

    GÖKÇEN ALEV ALTUN ÇİFTÇİOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEGÜL ERSOY MERİÇBOYU

  4. Alkali proteaz enzimi üretiminde oksijen aktarımının ürün verimine ve seçimliliğine etkisinin araştırılması

    Investigation of oxygen transfer effects on the yield and selectivity of the production of protease enzymes

    UĞUR SALGIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Kimya MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    PROF.DR. H. TUNÇER ÖZDAMAR

  5. Viscosity predictions of fayalite slags by modified quasichemical model and Einstein-Roscoe equation route

    Fayalit cüruflarinin viskozitesinin modifiye edilmiş kuasikimyasal model ve Einstein-Roscoe eşitliği kullanılarak modellenmesi

    FARUK KAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN