Orman biyokütlesinden (Paulownia elongota ağacı) aktif karbon ve katalitik piroliz ile biyoyakıt üretiminin incelenmesi
Investigation of activated carbon and bio-oil production by catalytic pyrolysis from forest biomass (Paulownia elongota tree)
- Tez No: 397192
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SAİT YORGUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 199
Özet
Enerji tüketimi ülkelerin gelişmişlik düzeyinin en önemli göstergelerinden biridir. Günümüzde petrol, doğal gaz ve kömür (fosil yakıtlar) enerji üretiminde en büyük paya sahiptir. Fosil yakıt rezervlerinin tükenmekte oluşu ve çevre sorunlarına neden olması yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi hızla artırmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında olan biyokütleden sıvı yakıt ve aktif karbon üretimi bu çalışmanın temelini oluşturmaktadır. Bu çalışmada bir orman biyokütlesi olan Paulownia (P. elongota) ağacı biyokütle kaynağı olarak seçilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, sıvı yakıt ve kimyasal hammadde üretimi amacıyla değişik koşularda sabit yatak reaktöründe odunun pirolizi gerçekleştirilmiştir. Statik piroliz ortamında hammaddenin pirolizi yapılmış, ısıtma hızı (10, 50°C/dk) ve piroliz sıcaklığının (300, 400, 500, 600°C) piroliz ürün verimlerine etkisi araştırılmıştır. Sürükleyici gaz (azot) ortamında hammaddenin ısıl pirolizi yapılarak sürükleyici gaz akış hızı (50, 100, 200, 300 ml/dk) ve parçacık boyutunun (0,224-1,8 mm) piroliz ürün verimlerine etkisi araştırılmıştır. Katalitik piroliz ortamında ise katalizör (Sodyumkarbonat, ZSM-5, sepiolit) ve katalizör oranının (% 10, 20, 40, 60, 80) piroliz ürün verimlerine etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sıvı ürünün yapısının aydınlatılması amacıyla FT-IR ve 1H-NMR, GC-MS spektrumları alınmış, elementel analizleri gerçekleştirilmiş ve ısıl değerleri belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında Paulownia odunundan fosforik asit kimyasal aktivasyonu ile aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiş, emdirme oranı (1-4) ve karbonizasyon sıcaklığının (300, 400, 500, 600°C) aktif karbon verimine, BET yüzey ve mikro/mezogözenek alanı ve toplam gözenek ve mikro/mezogözenek hacmine etkisi incelenmiştir. Ayrıca aktif karbonların FT-IR spektrumları alınarak yüzey fonsiyonel grupları belirlenmiş, SEM görüntüleri ile gözenek yapıları incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Energy consumption is one of the most important indicators of the development level of the countries. Today, crude oil, natural gas and coal (fossil fuels) have the largest shares of energy production. The windling of the fossil fuel reserves and environmental problems resulted from their combustion is increasing the approach to the renewable energy sources rapidly. The production of liquid fuel and activated carbon from biomass, which is among the renewable energy sources, is the aim of this study. In this study, Paulownia (P. elongata) tree which is a forest biomass was chosen as a source of biomass. In the first phase of the study, the pyrolysis of wood was carried out in the fixed bed reactor under various conditions in order to increase the production of liquid fuels and chemical raw materials. The pyrolysis of raw material was performed in the static atmosphere and the effects of the heating rate (10, 50°C/min) and the pyrolysis temperature (300, 400, 500, 600°C) on pyrolysis product yields were investigated. The pyrolysis of the raw material was performed in the nitrogen atmosphere and the effects of the sweep gas flow rate (50, 100, 200, 300 ml/min) and the particle size (0.224-1.8 mm) on the pyrolysis conversion and product yields were investigated. In the catalytic pyrolysis, the effects of the catalyst (sodium carbonate, ZSM-5, sepiolite) and the catalyst ratio (% 10, 20, 40, 60, 80) on the product yields were investigated. In order to elucidate the structure of the obtained liquid product, the FT-IR, 1H-NMR and GC-MS spectra were taken, thermal and elemental analyses were performed and the heating values were determined. In the second stage of the study, the production of activated carbon by chemical activation of phosphoric acid from paulownia wood was achieved, the effect of the impregnation ratio (1-4) and carbonization temperature (300, 400, 500, 600°C) on the yield of activated carbon, BET surface micro/mesogopore area and total pore and micro/mesopore volumes were investigated.
Benzer Tezler
- Coupling ozone with GAC, AIX and biochar: Removal of pharmaceuticals from the biologically treated wastewater and fate of their transformation products
Ozonun granüler aktif karbon, iyon değişimi veya biyokömürle kombinasyonu ile farmasötiklerin biyolojik arıtılmış atıksudan giderilmesi ve transformasyon ürünlerinin akıbeti
MALHUN FAKIOĞLU KUTLU
Doktora
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Ormangülü biyokütlesinden (Rhododendron Ponticum L.) mdf (orta yoğunlukta lif levha) üretimi olanaklarının araştırılması
The manufacture of medium density fiberboards using rhododendron (R. Ponticum L.) biomass
OSMAN ÇAMLIBEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Ormancılık ve Orman MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET AKGÖL
- Orman ekosistemlerindeki karbon birikiminin zamansal ve konumsal değişiminin analizi: Hisar planlama birimi örneği
Analysis spatiotemporal changes of carbon storage in forest ecosystems: A case study in Hisar planning unit
ÖZDEN TUYOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA MUMCU KÜÇÜKER
- Hızlı gelişen bir tür olarak duglas göknarının (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco var. viridis) batı Karadeniz bölgesindeki doğal türlerle büyüme ve ekosistemdeki besin maddesi dağılımı açısından karşılaştırılması
Comparison of tree growth and ecosystem nutrient distribution of douglas fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco var. viridis) and the native tree species of the western black sea region of Turkey
MEHMET ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Ormancılık ve Orman MühendisliğiDüzce ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKTAY YILDIZ
- Mor çiçekli ormangülü (Rhododendron ponticum L.) toprak üstü ve toprak altı biyokütlesinin belirlenmesi
Determining above and below ground biomass of Rhododendron ponticum
MİMAR SİNAN ÖZKAYA
Doktora
Türkçe
2016
Ormancılık ve Orman MühendisliğiArtvin Çoruh ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN TÜFEKÇİOĞLU