Patates atığından termokimyasal gazlaştırma ile hidrojen üretimi ve modellenmesi
Hydrogen generation through thermochemical gasification of potato waste and modelling
- Tez No: 405965
- Danışmanlar: PROF. DR. NEZİHE AYAS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 230
Özet
Bu tez kapsamında cips fabrikası patates atığının (biyokütle) süperkritik su koşullarında gazlaştırılması ile H2 eldesinde uygun reaksiyon koşulları araştırılmıştır. Gazlaştırma sırasında gerçekleşen temel reaksiyonlardan biri olan su-gaz yer değiştirme reaksiyonunun kinetiği incelenmiştir. Reaksiyon parametrelerinden hızlandırıcı/katalizör tipinin (Ca(OH)2, Ru/C, Ru/C:Ca(OH)2, CaCO3), sıcaklık (400, 450, 500, 550, 600oC), basınç (220, 270, 290 bar), süre (20, 30, 60 dk), Ca(OH)2 oranı (%10, 20, 30, 50, 70 (% a/a hızlandırıcı/biyokütle)) ve biyokütle oranının (%1,00, 1,75, 2,00, 5,00 (% a/a biyokütle/su)) hidrojen verimine etkisi belirlenmiştir. Uygun reaksiyon koşulu 600oC, 270 bar, 30 dk, %20 Ca(OH)2 ve %1,75 biyokütle oranı olarak tespit edilmiştir. Bu koşullarda H2 verimi ve gazlaştırma etkinliği sırasıyla 34,88 mol/kg biyokütle ve %98,93 olarak belirlenmiştir. Aynı koşullarda Ru/C varlığında 41,77 mol H2/kg biyokütle verim elde edilirken reaksiyon ortamına Ca(OH)2 eklenmesiyle maksimum verime (44,02 mol H2/kg biyokütle) ulaşılmıştır. Planckett-Burman deney tasarım yöntemi kullanılarak CaCO3 varlığında optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. %1,75 biyokütle oranında sıcaklık (400, 500, 600oC), süre (10, 20, 30 dk) ve CaCO3 oranı (%10, 20, 30) değişken olarak seçilmiş olup optimum gazlaştırma koşulu 600oC, %30 CaCO3 oranı ve 30 dk olarak belirlenmiştir. Minitab 14 paket programı kullanılarak belirlenen teorik H2 verimi 29,79 mol/kg biyokütle iken deneysel olarak 32,16 mol/kg biyokütle sonucuna ulaşılmıştır. H2 verimini doğrudan etkileyen su-gaz yer değiştirme reaksiyonunun farklı sıcaklık (350, 400, 450oC) ve 3:1 H2O:CO molar oranında kinetiği incelenmiştir. Katalizörsüz ve Ru/C ile gerçekleştirilen çalışmalar sonrasında aktivasyon enerjisinin sırasıyla 158,42 ve 69,45 kJ/mol olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to determine the suitable gasification reaction conditions of potato waste (biomass), supplied from a chips factory, in order to enhance the hydrogen yield in a gas product. In addition kinetics of water gas shift reaction which is one of the basic reactions in biomass gasification was investigated. The effect of various reaction parameters such as promoter/catalyst type (Ca(OH)2, Ru/C, Ru/C:Ca(OH)2, CaCO3), temperature (400, 450, 500, 550, 600oC), pressure (220, 270, 290 bar), time (20, 30, 60 min), Ca(OH)2 ratio (0, 10, 20,30, 50, 70 (wt/wt promoter/biomass)) and biomass concentration (1.00, 1.75, 2.50, 5.00 (wt/wt biomass/water)) on H2 yield were investigated. Suitable reaction conditions were determined as 600oC, 270 bar, 30 min and 1.75% biomass concentration in the presence of 20% Ca(OH)2 with the H2 yield of 34.88 mol/kg biomass and gasification efficiency of 98.93%. While hydrogen yield was 41.77 mol/kg biomass in the presence of Ru/C, it increased to 44.02 mol/kg biomass by adding Ca(OH)2 into the reaction media at the same reaction conditions. Plackett-Burman design was applied to evaluate the effect of reaction parameters such as temperature (400, 500, 600oC), time (10, 20, 30 min) and CaCO3 ratio (10, 20, 30 %) at a constant biomass concentration of 1.75 %. Optimum condition is defined as 600oC, 30% CaCO3 and 30 min. While the experimental yield of 32.16 mol H2/kg biomass was achieved, theoretical yield of 29.79 mol H2/kg biomass was determined using Minitab 14 package. Kinetics of water gas shift reaction which is directly affects the yield of H2 was investigated at the temperature from 350 to 400oC and 3:1 H2O:CO molar ratio. The activation energies of non-catalytic and catalytic (Ru/C) reactions were determined as 158.42 and 69.45 kJ/mol, respectively.
Benzer Tezler
- Patates atığında Aureobasidium pullulans ile pullulan üretimi ve cevap yüzey yöntemi ile proses koşullarının optimizasyonu
Production of pullulan from potato waste by Aureobasidium pullulans and optimization of process parameters by response surface methodology
PÜRLEN UZUNOĞULLARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YEKTA GÖKSUNGUR
- Erzurumda üretici ve tüketici açısından patates pazarlaması üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
BUKET SERGİLİ (AYDIN)
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
ZiraatAtatürk ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEVKATİ GÜLTEN
- Sandıklı (Afyonkarahisar) çevresinde yetiştirilen patates (Solanum tuberasum L.) çeşitlerinin ekolojik istekleri
The ecologycal demands of the potatoes (Solanum tuberasum L.) grown around Sandıklı (Afyonkarahisar)
KEZİBAN GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyolojiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET SERTESER
- Patates ve mısır nişastalarının farklı oranlarda karışımlarının jelly üretimi üzerindeki tekstür ve duyusal özelliklerinin araştırılması
Investigation of textures and sensory characteristics of jelly production of mixtures potato and corn starches in different ratios
CENGİZ TOP
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL YILMAZ
- Patates çeşitlerinin dondurulmasında ön işleme teknikleri ve kaliteye etkileri
Başlık çevirisi yok
Y.BİROL SAYGI
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Teknolojisi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SUZAN KINCAL