Endüstriyel biyokütle atıklarının pirolizi ve ürünlerin karakterizasyonu
Pyrolysis of wastes of industrial biomass and characterization of products
- Tez No: 425805
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. SELİM CEYLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyokütle, antep fıstığı kabuğu, piroliz, kinetik, sabit yatak reaktör, TGA, Biomass, pistachios shells, pyrolysis, kinetics, fixed bed reactor, TGA
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Bu çalışmada bir tarım endüstrisi atığı olan Antep fıstığı (AF) kabuklarının termal bozunma karakteristiği ve piroliz kinetiği incelenmiştir. Termogravimetrik analiz (TGA) cihazı ile farklı ısıtma hızlarında (5, 10, 20 oC/dk) ve 80 mL/dk hızla beslenen inert azot atmosferinde piroliz işlemi gerçekleştirilmiş ve AF kabuklarının termal davranışı belirlenmiştir. TGA'dan alınan veriler izodönüşümsel Modifiye Kissinger-Akahira-Sunose, Ozawa-Flynn-Wall ve Dağılımlı Aktivasyon Enerjisi Modeli kullanılarak AF kabuklarının piroliz reaksiyonu kinetik parametreleri (aktivasyon enerjisi, frekans faktörü) hesaplanmıştır. Aktivasyon enerjisi ve frekans faktörü için ortalama değerler sırasıyla 127,9; 131,5; 128,3 kJ/mol ve 3,78E+07; 3,88E+07; 2,119E+13 dk-1 olarak hesaplanmıştır. Düşük enerji içeriğine sahip linyit kömürünün kullanımının yol açtığı sorunları azaltmak amacıyla AF kabukları farklı oranlarda kömüre eklenmiş ve her karışım için piroliz reaksiyonu kinetik parametreleri incelenmiştir. İki yakıt arasında birlikte pirolizde sinerjik etkinin varlığı belirlenmiştir. Ayrıca birlikte yanma sırasında aktivasyon enerjisinde net bir azalma gözlemlenmemiş olsa da büyük ölçüde artan frekans faktörü kömürün piroliz reaksiyonu hızının arttığını göstermiştir. Piroliz reaksiyonu ürünlerinin belirlenmesinde sabit yatak reaktör kullanılarak sıvı biyo-yakıt ve katı biyo-kok ürünler elde edilmiştir. Sıcaklığın etkisinin incelenmesi amacıyla 450 oC ve 650 oC'de piroliz gerçekleştirilmiş ve ürünler GC-MS ile karakterize edilmiştir. Yüksek sıcaklıkta elde edilen sıvı üründe fenolik madde oranının azaldığı gözlenmiştir. Bu yakıtın kalitesini arttıran önemli parametrelerdendir. Piroliz işlemi sırasında oluşan gaz ürünlerin belirlenmesi amacıyla TG-FTIR analizleri gerçekleştirilmiş ve yüksek sıcaklık bölgesinde CH4 oluşumu belirlenmiştir. AF kabuklarının pirolizi ile elde edilen ürünler başka kimyasalların üretiminde ya da direk yakıt olarak kullanım potansiyeline sahiptir. Ayrıca linyit kömürü ile birlikte kullanımı sera gazı salınımı gibi çevresel sorunları da azaltabilir.
Özet (Çeviri)
In this study the thermal decomposition characteristics and kinetics of pistachios shells (PSs), a agricultural industrial waste, was investigated. With thermogravimetric analyzer (TGA), pyrolysis was performed at different heating rates (5, 10, 20 oC/min) at 80 mL/min inert nitrogen flow rate and thermal behavior of PSs were determined. The data from TGA were used with isoconversional Modified Kissinger-Akahira-Sunose, Ozawa-Flynn-Wall and Distributed Activation Energy Model to calculate PS pyrolysis reaction kinetic parameters. The average values for activation energy and frequency factor were 127.9, 131.5, 128.3 kJ/mol and 3.78E+07, 3.88E+07, 2.119E+13 min-1, respectively. To reduce problems related with consumption of lignite coal which has low energy content, PSs were mixed with coal at different blend ratios and the kinetic parameters for pyrolysis reaction for all blends were investigated. A synergetic effect between fuels was detected. Although, a net reduction in activation energy couldn't observed, the enormous enhancement in frequency factor demonstrated increase in reaction rate. The fixed bed reactor was used to produce bio-oil and bio-char products. To investigate effect of temperature, pyrolysis reaction was carried out at 450 oC and 650 oC and products were characterized by GC-MS. In bio-oil obtained at high temperature, phenolic content was lower. To determine formed gas products, TG-FTIR analysis was conducted. At high temperatures formation of CH4 was observed. The products obtained with the pyrolysis of PS pyrolysis has potential that to be used in production of different chemicals or directly as fuel. Co-pyrolysis with lignite coal can reduce environmental problems such as greenhouse gas emissions.
Benzer Tezler
- Orman ürünleri atıklarının gazlaştırılması ile yakıt üretimi
Fuel producti̇on by gasi̇fi̇cati̇on of forest waste products
SALİH ÇAMUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
EnerjiGedik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUNULLAH ÖZBEK
- Endüstriyel atklarin yeniden kullanimi: deri sanayi örneği
Industrial waste reuse: A case of tannnery industry
BÜŞRA KONCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NUSRET KARAKAYA
- Polietilen ve orta yoğunluklu sunta karışımının kopiroliz kinetiğinin ve termal davranışının termogravimetrik analiz yöntemiyle incelenmesi
Co-pyrolysis kinetics and thermal behaviour of polyethylene and medium density fiber board mixture using thermogravimetric analysis
EBRU PIÇAKÇI ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖZDE GÖZKE AÇIKALIN
- Organik atıklardan sürdürülebilir enerji geri kazanımı: Biyolojik ve termal geri kazanım proseslerinin analizi
Sustainable energy recovery from organic wastes: Analysis of biochemical and thermal processes
HASAN SUPHİ ALTAN
Doktora
Türkçe
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVAL SÖZEN
- Belediye katı atıklarının termal yöntemlerle bertarafı teknolojik ve ekonomik incelenmesi
Thermal disposal methods of municipal solid wastes technological and economical way
FATİH AVCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN