Çeşitli biyokütle kaynaklarının termal davranımının incelenmesi
Investigation of thermal behaviour of various biomass sources
- Tez No: 255142
- Danışmanlar: PROF.DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Enerji ihtiyacımızın büyük bölümünü karşılayan fosil enerji kaynaklarının yakın bir gelecekte tükenecek olması, alternatif enerji kaynaklarının yaygın olarak kullanımını gerektirmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları güneş, rüzgar, hidrolik, jeotermal, dalga ve biyokütle enerjisi gibi kaynakları kapsamaktadır. Biyokütle enerji potansiyeli, bugünkü küresel ticari enerji kullanımının 10 katı ve besin enerjisi tüketiminin 200 katına eşdeğerdir. 1973' te gerçekleşen enerji krizinden sonra dünya enerji ihtiyacının karşılanması için biyokütle kullanımı üzerinde araştırmalar yapılmıştır. Biyokütle kaynakları, fotosentez yoluyla güneş enerjisini depolamaktadır. kaynaklanan büyük miktarda ısı açığa çıkmaktadır. Düşük yoğunluğa sahip olan güneş enerjisinin depolanması hassas kollektörler aracılığıyla bile zordur. Ancak, biyokütle bu enerjiyi yapısında depoladığından önemli bir alternatif enerji kaynağıdır. Biyokütle dönüşüm teknolojileri; fiziksel, termokimyasal ve biyokimyasal dönüşüm prosesleri olmak üzere üç temel kategoride sınıflandırılabilir. Fiziksel prosesler öğütme, kurutma, filtrasyon, ekstraksiyon ve briketlemedir. Termokimyasal prosesler (doğrudan yakma, gazlaştırma, piroliz ve karbonizasyon ve sıvılaştırma) uygulandığında sıvı ürünler (katran, pirolitik yağ), gaz ürünler (pirolitik gaz) ve katı ürünler (char, odun kömürü) elde edilmektedir. Biyokimyasal dönüşüm proseslerinin ana ürünleri ise biyogaz, hidrojen ve etanoldür. Kabonizasyon ve piroliz, biyokütlenin inert ortamda ısıtılarak sıvı, katı, yoğunlaşmayan gaz ürünlere dönüşmesini sağlayan termokimyasal dönüşüm prosesleridir. Prosesin amacı yüksek sıvı ürün verimi elde etmek ise düşük sıcaklık, yüksek ısıtma hızı; yüksek gaz ürün verimi elde etmek ise düşük ısıtma hızı uygulanmalıdır. Eğer yüksek katı ürün verimi elde edilmek isteniyorsa ısıl bozundurma işlemi, düşük sıcaklık ve düşük ısıtma hızında gerçekleştirilir ve proses karbonizasyon adını alır. Bu çalışmada, bitkisel biyokütle kaynakları olan şeftali çekirdeği, vişne çekirdeği ve melez kavağın farklı koşullardaki karbonizasyon davranımını incelemek amacıyla numunelerin termogravimetrik analiz cihazında karbonizasyonu gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık (723 K ve 823 K), tanecik boyutu (0.250-0.355 mm, 1-1.4 mm) ve azot gazı debisinin (0, 40 cc/dak) karbonizasyon katı ürün verimine etkisi incelenmiştir. Tüm deneyler 5 K/dak ısıtma hızında gerçekleştirilmiştir. Karbonizasyon koşullarının katı ürün verimine etkisini gösteren ampirik eşitlikler türetilmiştir. Biyokütle numunelerinin termogravimetrik analiz cihazında ve izotermal olmayan koşullarda gerçekleştirilen karbonizasyon deneyleri sonucunda elde edilen veriler kullanılarak karbonizasyon kinetik parametreleri BASIC dilinde yazılmış bir bilgisayar programı ile hesaplanmıştır. Hesaplanan kinetik parametrelerin, numuneden numuneye ve kullanılan hesaplama yöntemi ile karbonizasyon koşullarına bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir
Özet (Çeviri)
The fact that fossil fuels which meet most of our energy requirements will be depleted in near future, necessitates the usage of alternative energy sources extensively. Renewables cover sources of energy such as solar, wind, hydro, geothermal, wave, tidal and biomass. The theoretical potential of biomass sources is about 10 times the present global commercial energy use and 200 times food energy consumption. Since the energy crisis of 1973, considerable interest has developed in the use of biomass to help meet the energy budget of the world. When biomass is burned, it releases considerable amount of heat originating from deposition of the solar energy. It is very difficult to deposit solar energy with very low intensity even with sensitive collectors. However, biomass can deposit this energy in its structure. Therefore, biomass is considered as an important alternative energy source. The conversion technologies for utilizing biomass can be separated into three basic categories: physical processes, thermochemical processes and biochemical processes. Physical processes are grinding, drying, filtration, extraction and briquetting. When the thermochemical processes (direct combustion, gasification, pyrolysis and liquefaction) are applied, liquid products (wood tar, tar, oil, pyrolytic oil), gas products (wood gas, pyrolytic gas), solid products (char, charcoal) are produced.The major products of biological conversion processes are biogas, hydrogen and ethanol. Carbonization and pyrolysis are the thermochemical processes that converts biomass into liquid, charcoal and non-condensable gases, by heating the biomass in the absence of air. If the purpose is to maximize the yield of liquid products, a low temperature, high heating rate, short gas residence time process would be required. For high gas product yield, low heating rate, long gas residence time process would be required. If the purpose is to maximize the solid product yield, a low temperature, low heating rate process which is called carbonization would be chosen. In this study, carbonization process has been carried out in the thermogravimetric analysis system on the vegetal biomass samples of peach stone, sour cherry stone and hybrid poplar to determine carbonization behavior and the effects of carbonization temperature, particle size and sweep gas flow rate on the solid product yield. Particular variables investigated were temperature (723 K, 823 K), particle size (0.250-0.355 mm, 1-1.4 mm) and nitrogen gas flow rate (0, 40 cc/min). All experiments were performed at a heating rate of 5 K/min. Empirical equations were developed between the carbonization conditions and solid product yield. A computer program in BASIC was used to calculate the carbonization kinetic parameters from experimental non-isothermal thermogravimetric data of biomass samples. It was determined that the values of the kinetic parameters showed differences depending on the method of calculation, the gaseous atmosphere and the sample properties.
Benzer Tezler
- Linyit ve şeftali çekirdeği karışımlarının ısıl bozunma davranımlarının incelenmesi
Investigation of thermal decomposition behaviours of lignite and peach stone blends
TUĞÇE DALKIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU
- Biyokütle bileşenlerinin biyokütlenin temel davranımına etkileri
Effects of biomass constituents on the thermal behavior of biomass
HÜMEYRA ORAK YETER
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SERDAR YAMAN
- Thermolysis of solid residue from olive oil production
Zeytinyağı üretiminden kaynaklanan katı atığın termolizi
ÖZGÜR DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Çevre MühendisliğiMarmara ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER AKGİRAY
YRD. DOÇ. DR. NİLGÜN CILIZ
- Farklı biyokütle kaynaklarının biyokompozit malzeme üretimde kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usability of different biomass sources in biocomposite material production
SEVİM ÖZGÜL
- Simulation and life cycle assessment of combined bioheat and biopower plant using hungary oak (Quercus frainetto L.) coppices as a feedstock
Macar meşesi (Quercus frainetto L.) baltalıklarını hammadde olarak kullanan birleşik biyoısı ve biyogüç santralinin simülasyonu ve yaşam döngüsü analizi
FAHRİYE ENDA TOLON
Doktora
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU