Polietilen atığın ve ceviz kabuğunun birlikte su buharı gazlaştırmasıyla hidrojence zengin sentez gazı üretimi
Production of hydrogen-rich syngas from steam co-gasification of polyethylene waste and walnut shell
- Tez No: 441894
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZKAN MURAT DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Gazlaştırma, polietilen, ceviz kabuğu, sentez gazı, Gasification, polyethylene, walnut shell, syngas
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Günümüzde her ne kadar enerjinin büyük bir kısmı fosil kökenli kaynaklardan karşılanıyor olsa da, bu kaynakların tükenir ve çevre sorunlarına neden olması alternatif ve temiz enerji kaynakları arayışını gündeme getirmiştir. Alternatif enerji kaynakları arayışı kapsamında yapılan çalışmalarda atıkların, özellikle plastik ve biyokütle atıklarından farklı dönüşüm teknolojileri ile daha temiz enerji üretilmesinin ve ekonomiye katkı sağlayabileceğinin mümkün olduğu görülmüştür. Bu teknolojiler içerisinde gazlaştırma teknolojisi önemli bir yere sahiptir. Gazlaştırma sonucunda üretilen sentez gazından değerli kimyasal maddelerin de (hidrojen, amonyak ve metanol gibi) üretilmesi mümkündür. Bu amaçla polietilen atığı ve ceviz kabuğunun gazlaştırma işlemi ile hidrojen üretimine yönelik olarak bu çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada, dolaylı olarak ısıtılan ve gazlaştırma ajanı olarak su buharı kullanılan, kuartz'dan yapılmış 40 mm çapında sabit yataklı reaktör sistemi kullanılmıştır. Gazlaştırma için gerekli sıcaklık bir fırın yardımı ile, su buharı ise buhar jeneratörü vasıtası ile sağlanmıştır. Çalışmada plastik atık olarak polietilen (PE) atık ve biyokütle atık olarak ceviz kabuğu (CK) kullanılarak gazlaştırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Gazlaştırma işlemi yapılacak plastik ve biyokütle atığı ilk önce öğütülerek kaba ve elementel analizleri yapılmıştır. Ortalama çapı 1,15 mm olan polietilen atık ve ceviz kabuğu kütlece değişik yüzde oranlarda, farklı sıcaklık (600oC, 650oC, 700oC, 750oC, 800oC ve 850oC), farklı su buharı akışı (5, 10 ve 15 g su/dk ) ve farklı katalizörler (MgO, CaO ve K2CO3) kullanılarak gazlaştırma işlemine tabi tutulmuştur. Atık karışım oranının, sıcaklığın, su buharı akış hızının ve katalizörlerin gazlaştırma sonucu oluşan sentez gazı bileşimi üzerine etkileri araştırılmıştır. Gaz bileşimi gaz kromatografi cihazında analiz edilmiş ve hidrojen, metan, karbonmonoksit ve karbondioksit için gaz verimliliği belirlenmiştir. Deneyler sonucunda, gaz ürün içerisinde bulunan H2 ve CO hacimce yüzdeleri katalizörsüz çalışmalarda H2: %13 – %69, CO: %14 –76, katalizörlü çalışmalarda ise H2: %2 – %70, CO: %18 - %64 aralığında bulunmuştur. H2/CO mol oranı ise 0,05 – 4,6 aralığında değiştiği görülmüştür. Çalışma şartlarına göre en verimli gazlaştırmanın %100 ceviz kabuğunun K2CO3 katalizörüyle 800oC sıcaklıkta, 15 g su/dk buhar akış hızında yapılan deneyde olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Nowadays, although big part of our energy demands are meet by fossil-based sources, due to the facts that these kind of sources are exhaustible and cause environmental problems, investigating alternative and clean energy sources has been major concern. Researches carried out within the scope of investigating alternative energy sources show that from wastes particularly from plastic and biomass wastes, with the help of different conversion technologies production of new and cleaner energy, which will contribute economy in great extent, is possible. The gasification technology as one of these technologies has specific importance, as it is possible to produce valuable chemicals such (as hydrogen, ammonia and methanol) from syngas which is the product of that technology. For this purpose these studies were performed for hydrogen production with gasification proses of polyethylene waste and walnut shell. In this study, fixed bed reactor system with 40 mm diameter is used which is made of quartz and heated indirectly and where the water vapor is used as the gasification agent. The temperature required for gasification is supplied by furnace and the steam is provided by steam generator. Gasification was performed using polyethylene as a plastic waste and walnut shell as a biomass waste. First these wastes were grinded, then quartz and elemental analyses were carried out. Polyethylene waste and walnut shell mass in which average diameter of pieces were 1,15 mm, were subjected to different percentages, different temperatures (600oC, 650oC, 700oC, 750oC, 800oC and 850oC), different steam flow (5, 10 and 15 g water/min) and different catalysts (MgO, CaO, K2CO3) during gasification process. Effects of waste mixture ratio, temperature and steam flow rate on syngas, product of gasification, were investigated. The gas composition was analyzed in gas chromatography equipment and gas efficiency was determined for hydrogen, methane, carbon monoxide and carbon dioxide. As a result of the experiments, volume percentages of H and CO that were in the gas products, were within the range of H2: %13 – %69, CO: %14 – %76 and H2: %2 – %70, CO: %18 – %64, in studies without catalysts and with catalysts, respectively. H2 / CO molar ratio was found to range from 0,05 to 4,6. According to conditions of this study, most efficient gasification was observed in experiment which 100% of walnut shell was used, in 800oC temperature and 15 g water/min steam flow ratio, with the presence of K2CO3 as a catalyst.
Benzer Tezler
- MDF tozu ve pirinç sapı atıklarının termoplastik kompozitlerin üretiminde değerlendirilmesi
Evaluation of MDF dust and rice straw wastes in the thermoplastic composites production
HALİME ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Ağaç İşleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERTUĞRUL ALTUNTAŞ
PROF. DR. MEHMET HAKKI ALMA
- Synthesis and characterization of STA incorporated mesoporous materials as catalysts for polyethylene pyrolysis
Polietilen pirolizi için katalizör olarak STA içerikli mezogözenekli malzemelerin sentezi ve karakterizasyonu
NERİMAN ERDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NAİME ASLI SEZGİ
- Farklı habitatlarda yaşayan değişik trofik statüdeki balıkların mide içeriklerindeki mikroplastik varlığının araştırılması
Investigation of the presence of microplastics in the stomach contents of fish from different trophic status that lives in different habitats
SERCAN BÖYÜKALAN
- Plastikler ve mermer çamuru atıklarına simbiyotik bir çözüm olarak katalitik piroliz
Catalytic pyrolysis as a symbiotic solution to plastic and marble sludge wastes
AFRA ÖZGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA YEL
- Polietilenin oksidatif ve inert atmosferde bozunma ürünlerinin araştırılması
Structural identification of thermal degredation products obtained from polyethylene under inert and oxidative atmospheres
OYA KORKMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ Y. BİLGESÜ