Geri Dön

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

  1. Tez No: 181060
  2. Yazar: SEMA YURDAKUL YORULMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYSEL ATIMTAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Çevre Mühendisliği, Energy, Environmental Engineering
  6. 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
  7. Yıl: 2006
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2018

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HANZADE AÇMA

  2. 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

    Türkçe

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HANZADE AÇMA

  3. Biyokütle yarıkoku- kömür karışımlarının yanma davranımlarının incelenmesi

    Investigation of the combustion behaviour of biomass char-coal blends

    EDA YILMAZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU

  4. Investigation of the non-isothermal combustion kinetics of some agricultural residues

    Bazı tarımsal atıkların izotermal olmayan durumda yanma kinetiklerinin incelenmesi

    FİKRİYE SEDA YÜCEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Y.DOÇ.DR. SERDAR YAMAN

  5. 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

    Türkçe

    2022

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DİDEM ÖZÇİMEN