Investigation of emissions and combustion kinetics of waste wood samples with thermal and spectral methods
Atık odun örneklerinde emisyonların ve yanma kinetiklerinin termal ve spektral yöntemlerle incelenmesi
- Tez No: 181060
- Danışmanlar: PROF. DR. AYSEL ATIMTAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Çevre Mühendisliği, Energy, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Atık odun, MDF, Kontraplak, Sunta, TGA, FTIR analizi, Aktivasyonenerjisi, Üssel sabit (A), Emisyonlar, Kimyasal gruplar, Waste Wood, MDF, Plywood, Particleboard, TGA, FTIR analysis, Activationenergy, Pre-exponential constant, Emissions, Chemical groups
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 195
Özet
Atık odunların yanma mekanizması, kineti i ve yanma süreçlerindeki a amalar,bu atıkların çevreye zarar vermeden imhası açısından önem arz etmektedir. Buçalı mada, kimyasal i lem görmemi çam örne i ve i lem görmü , yani bazıkimyasallar ve katkı maddeleri içeren MDF, kontraplak ve sunta gibi maddelerinyanma mekanizmaları, aktivasyon enerjileri, üssel sabitleri ve yanma a amalarıincelenmi tir. Atık odun örnekleri hava ortamında 10o, 20o and 30oC/dak ısıtmahızlarında Thermo Gravimetrik Analiz (TGA) cihazında, oda sıcaklı ından 900oC'a kadar ısıtılmı tır. Tüm incelenen örnekler için TG ve DTG e rileri eldeedilmi tir. TG cihazındaki yanma reaksiyonları sonunda olu an gazlar, hemenTGA'ya ba lı olan FTIR Spektrofotometresine yönlendirilmi ve yanma sonundaolu an gazların in-situ olarak emisyon karakteristikleri tayin edilmi tir.TG analizleri sonunda, i lem görmü örneklerde ısıl bozulmanın, i lem görmemi lere göredaha dü ük sıcaklıklarda olu tu u gözlenmi tir. Bunun, içeri indeki kimyasallara ba lıoldu u dü ünülmü tür. Dolayısıyla, i lem görmü örneklerde çam gibi i lem görmemiörne e göre daha az yanabilir ürünler, ana oksidasyon bölgesinde daha az a ırlık kayıpları vedaha fazla kok (char) olu umu meydana gelmi tir. Ba ka bir deyi le, bu örneklerin üretimiesnasında kullanılan kimyasallar, i lem görmü örneklerin yanabilirli inde azalmaya nedenolmaktadır.ncelenen örneklerin yanma kinetik sabitleri Coats Redfern ve Broido Yöntemleri kullanılarakhesaplanmı tır. Atık odun örneklerinin de i ik bölgelerdeki oksitlenme mekanizmalarınıincelemek üzere Coats Redfern metodundaki 6 de i ik mekanizma denenmi tir.TG analizleri sonunda çıkan gazların FTIR analizleri yapıldı ında, i lem görmemi çam vei lem görmü atık odun örneklerinden çıkan gazların çe itli kimyasal gruplar içerdi ibulunmu tur. Tüm örneklerin yanma gazlarında aromatikler, C-H grupları, CO2 ve CObulundu u görülmü tür. Ancak, i lem görmü örneklerde formaldehit, izosiyanat grubu,amonyak, fenil grubu ve benzoilbromür gibi bazı toksik ve kanserojen maddelerin debulundu u ortaya konmu tur. Bu konu, atık odunlardan enerji geri kazanımı yapılırken dikkatedilmesi gereken en önemli noktalardan biri olarak belirlenmi tir.
Özet (Çeviri)
The mechanisms and kinetics of combustion of waste wood as well as the phasesduring combustion processes are important to eliminate these wastes without anypossible damage to environment. In the present study, combustion mechanisms,activation energy and pre-exponential constants, and phases of combustion wereinvestigated for untreated natural pine and treated Medium Density Fiberboard(MDF), plywood and particleboard samples that involve some chemicals andadditives. Waste wood samples were heated in air at 10, 20 and 30oC/minheating rates in a Thermo Gravimetric Analyzer (TGA) from room temperatureto 900oC. Thermogravimetry (TG) and Derivative Thermogravimetry (DTG)curves for all samples were obtained. The gases formed during combustionreactions were directly fed to a Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)instrument coupled to TGA. Emission characteristics of the samples weredetermined in-situ by using the FTIR spectrums.As a result of TG analysis, thermal decomposition of treated samples was observed at lowertemperatures as compared to the untreated pine sample because of the catalyzing effects of thechemicals in the treated samples.Therefore, there were less flammable products, lower weight losses in the main oxidationregion, decrease in the max. weight loss temperatures and formation of more char for treatedsamples as compared to untreated pine sample. In other words, chemicals used duringproduction of these samples lead to decrease in the combustibility of the treated samples.Thermal kinetic constants for the samples were calculated by using Coats Redfern and BroidoMethods. In order to find out the mechanisms responsible for the oxidation of the waste woodsamples in different regions, six solid state mechanisms of Coats Redfern Method were tested.As a result of FTIR analysis of the emitted gases from TG analysis, several chemical groupswere detected from pine and treated samples. Combustion of all samples revealed some gasescontaining aromatics, C-H groups, CO2 and CO. However, there were some toxic andcarcinogenic gases like formaldehyde, isocyanate group, ammonia, phenyl group andbenzoylbromide among the emissions of treated samples which need utmost attention whenrecovering energy from treated waste woods.
Benzer Tezler
- Lignoselülozik biyokütlenin inorganik bileşenlerinin uzaklaştırılmasının kül özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect on ash properties of removal of inorganic components from lignocellulosic biomass
ÖVÜL HALİL ÇÖP
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Afşin Elbistan linyit kömürü ve RDF'den üretilen yarıkok karışımlarının yanma davranımlarının belirlenmesi
Determination combustion behavior of chars produced from Afsin Elbistan lignite coal and RDF
GÜLŞEN KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Biyokütle yarıkoku- kömür karışımlarının yanma davranımlarının incelenmesi
Investigation of the combustion behaviour of biomass char-coal blends
EDA YILMAZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU
- Investigation of the non-isothermal combustion kinetics of some agricultural residues
Bazı tarımsal atıkların izotermal olmayan durumda yanma kinetiklerinin incelenmesi
FİKRİYE SEDA YÜCEL
- Büyük ölçekli biyogaz tesisindeki biyometan üretim potansiyelinin ve kinetiğinin incelenmesi
Investigation of biomethane production potential and kinetics in large-scale biogas plant
BURCU SEKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİDEM ÖZÇİMEN
