Geri Dön

Termik santral uçucu küllerinden sentetik zeolit elde edilmesi ve çevresel uygulamalarda kullanılması

Obtaining synthetic zeolite from power plant fly ash and utilization in the environmental applications

  1. Tez No: 155475
  2. Yazar: ÇAĞDAŞ ÖNEREN
  3. Danışmanlar: DR. TÜRKAY ONACAK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Termik santral, uçucu kül, sentetik zeolit, arıtım, Power Plant, fly ash, synthetic zeolite, treatment
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 98

Özet

TERMİK SANTRAL UÇUCU KÜLLERİNDEN SENTETİK ZEOLİT ELDE EDİLMESİ VE ÇEVRESEL UYGULAMALARDA KULLANILMASI Çağdaş ÖNEREN OZ Ülkemizde elektrik enerjisi ihtiyacının yaklaşık %33'lük önemli bir bölümü kömürle çalışan termik santrallardan karşılanmaktadır. Bu tür termik santrallarda oluşabilecek çevresel sorunlardan biri düşük kalorili ve yüksek kül içeriğine sahip kömürlerin yakıt olarak kullanılması nedeniyle büyük miktarlara ulaşan (yaklaşık yılda 19 milyon ton) katı atıklardır. Kömüre dayalı termik santral katı atıkları içinde %80 gibi önemli bir orana sahip uçucu küller kimyasal ve mineralojik özellikleri nedeni ile birçok alanda (yapı malzemesi üretimi, çimentoya katkı malzemesi, toprak ıslahı v.b.) kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında, oldukça uygun kimyasal bileşime sahip uçucu küllerden sentetik zeolit üretim çalışmaları yapılmış ve elde edilen ürünlerin çevresel uygulamalarda kullanılabilirliği incelenmiştir. Bu amaçla 9 adet termik santralın 12 ünitesinden (Çayırhan, Seyitömer, Tunçbilek A3, Tunçbilek B4-5, Orhaneli, Soma A, Soma B1-4, Soma B5-6, Yatağan, Yeniköy, Afşin Elbistan, Kangal) alınmış uçucu kül örnekleri kullanılmıştır. Sentetik zeolit elde etmede 2 yöntem bulunmaktadır. Bunlardan birincisi Si ve Al içeren kimyasal malzemelerin alkali metallerle birlikte yakılarak gerçekleştirilen füzyon reaksiyonu, ikinci yöntem ise başlangıç materyalinin alkali (kostik) çözeltiler ile belirli bir sıcaklıkta hidrotermal reaksiyona tabi tutulmasıdır. Daha önceki çalışmalarda iyi sonuçlar verdiğinden bu çalışma kapsamında da bu yöntemler ardışıklı olarak uygulanmıştır. Uçucu küllerden sentetik zeolit oluşumunun gerçekleştirilmesinde yaygın olarak kullanılan alkali malzeme olan NaOH'ın yanında KOH'in de zeolit oluşumuna etkisi incelenmiştir. Ayrıca uçucu kül örnekleri içerisindeki yanmamış karbonun sentetik zeolit oluşumuna etkisini incelemek amacıyla orijinal uçucu kül örneklerinin ateşte kayıp çalışmaları sonucu elde edilen uçucu kül örnekleri üzerinde de sentetik zeolit elde etme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu şekilde 4 set olarak zeolit ürünleri elde edilmiştir. Bu çalışma sonucunda elde edilen ürünler üzerinde zeolit minerali varlığını tespit amacıyla su buharı adsorpsiyonu çalışmaları yapılmıştır. Ateşte kayıp sonucu elde edilen uçucu kül örneklerinden oluşturulan zeolit ürünlerinin daha düşük su buharı adsorpsiyonu değerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Orijinal uçucu küllerden NaOH kullanılarak elde edilen zeolit ürünleri KOH ile oluşturulanlara göre daha yüksek su buharı adsorpsiyon yüzdesi vermiştir. Elde edilen zeolit ürünlerinin çevresel uygulamalarda kullanılabilirliğinin araştırılması amacıyla Pb, Cu, Cr, Fe ve Zn elementleri ile hazırlanan sentetik atıksu ile ağır metal giderim çalışmaları yapılmıştır. Bu amaçla 10, 20 ve 50 ppm'lik başlangıç konsantrasyonlarında ağır metal içeren sentetik atıksu, zeolit ürünleri kullanılarak 1, 2 ve 24 saatlik kontakt sürelerinde kesikli (batch) çalışmalar ile arıtılmaya çalışılmıştır. NaOH kullanılarak elde edilen zeolit ürünlerinde Cr hariç diğer elementler için %90'ın üzerinde giderim verimi tespit edilmiştir. KOH ile üretilen zeolit örneklerinde ise daha sınırlı düzeyde ağır metal giderimi gerçekleşmiştir.

Özet (Çeviri)

OBTAINING SYNTHETIC ZEOLITE FROM POWER PLANT FLY ASH AND UTILIZATION IN THE ENVIRONMENTAL APPLICATIONS Çağdaş ÖNEREN ABSTRACT About 33% of Turkey's electricity is produced by thermal power plants running on coal. One of the potential environmental problems of these thermal power plants is the large amount of waste products (about 19 million tones per year) caused by the use of coal with a low-calory and high ash content as fuel. Fly ash, which accounts for a significant 80% of waste products produced by thermal powerplants running on coal, is used in various areas (production of construction materials, cement additives, soil management etc.) because of its chemical and mineral properties. The aim of this research is to synthesis synthetic zeolite from fly ash with a suitable chemical composition and to see whether the obtained products are suitable for environmental applications. The fly ash samples were taken from 12 different units (Çayırhan, Seyitömer, Tunçbilek A3, Tunçbilek B4-5, Orhaneli, Soma A, Soma B1-4, Soma B5-6, Yatağan, Yeniköy, Afşin Elbistan, Kangal) at the 9 thermal powerplants. There are two methods to synthesis synthetic zeolite. The first one is the method of burning chemical materials containing Si and Al with alkaline metals to produce a fusion reaction and in the second method the initial material undergoes a hydrothermal reaction with alkaline solutions at a certain temperature. Since they were reported to have given good results in previous studies, in the extent of this study these methods were applied consecutively. In addition to analyzing NaOH, which is an alkaline commonly used in the obtaining of synthetic zeolite from fly ash, the effect of KOH on the formation of zeolite was analyzed. Furthermore, in order to study the effects of the unbumed carbon in fly ash samples on zeolite formation, experiments were carried out on fly ash samples obtained from the loss on ignition experiments performed on the original fly ash samples to obtain synthetic zeolite. 4 sets of zeolite products were obtained in this way. In order to determine the existence of zeolite minerals in the samples obtained from this study water vapor adsorption experiments were performed. It was discovered that the zeolite samples obtained from fly ash samples obtained from loss on ignition have a low water vapour adsorption value. Zeolite samples which obtained by using NaOH have better water vapour adsorption value than zeolite samples which obtained by using KOH alkaline solution. To research the probable use of the zeolite samples in environmental applications, heavy metal treatment experiments were carried out using synthetic wastewater prepared with Pb, Cu, Cr, Fe and Zn. In this respect these elements were tried to be removed by using zeolite products with initial concentrations of 10, 20 and 50 ppm and synthetic wastewater containing heavy metals for contact times of 1, 2 and 24 hours. In the zeolite products obtained by using NaOH, the treatment efficiency was found to be above 90% except for Cr. However, in the zeolite products obtained by using KOH, heavy metal treatment was at a lower level.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    84147

    Türkiye'deki termik santrallara beslenen kömürlerin ve yanma sonucu oluşan katı atıkların çevresel etkileri

    Environmental ımpacts of feed coal and solid wastes in Turkish thermal power plant

    TÜRKAY ONACAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Jeoloji MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. ALİ İHSAN KARAYİĞİT

  2. Tez No

    328368

    Kömür uçucu küllerinden Zeolit sentezi olanaklarının araştırılması

    Investigation of Zeolite synthesis conditions from coal fly ash

    ÖMER EMİN SAYGILI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Maden Mühendisliği ve MadencilikDokuz Eylül Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. ABDULLAH SEYRANKAYA

  3. Tez No

    244847

    Termik santral katı atıklarından zeolit üretim potansiyelinin araştırılması

    Investigation of potential zeolite production from solid wastes of thermal power plants

    CANER ZEYREK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Çevre MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. TÜRKAY ONACAK

  4. Tez No

    656335

    Termik santral uçucu küllerinden geopolimer yapı malzemesi üretimi ve radyasyon sönümlemesinin belirlenmesi

    Production of geopolymer building material using fly ashes of thermal power plants and determination of its radiation absorption

    ELİF SÜZGEÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Çevre MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NESLİHAN DOĞAN SAĞLAMTİMUR

  5. Tez No

    883774

    Termik santral uçucu küllerinden nadir toprak elementlerinin zenginleştirilmesinin araştırılması

    Investigation of enhancement of rare earth elements from thermal power plant fly ash

    YASİN ÇİNÇİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Maden Mühendisliği ve MadencilikÇukurova Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OKTAY BAYAT

Geri Dön