Biyokütle kaynaklı yakma sistemlerinin baca gazından kükürt dioksit giderimi
Sulfur dioxide removal from flue gas of biomass-based combustion systems
- Tez No: 472679
- Danışmanlar: PROF. DR. BEKİR ZÜHTÜ UYSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Enerji üretimi amacıyla fosil yakıtların ve biyokütlenin yanması sonucu açığa çıkan kükürt dioksit, hava kirliliğinde rol oynayan en önemli kirleticilerden biridir. Hava kirliliğinin kontrolü için belirlenen yasal emisyon sınır değerlerinin düşürülmesiyle birlikte baca gazlarından gideriminin önemi artmıştır. SO2'in baca gazından tutulması için yaş ve kuru birçok teknoloji geliştirilmiştir. Yaş sistemlerin kuru sistemlere göre daha yüksek verimli olması ve partikül emisyonunu azaltma hususunda da etkin olması gibi avantajlarından dolayı bu çalışmada yaş sistem seçilmiştir. Çalışmada ilk olarak demir(II) hidroksit bulamacının kükürt dioksit tutulmasında kullanılabileceği ön deneylerle incelenmiş ve uygun olduğu kanıtlanmıştır. Demir(II) hidroksitin seçilmesinde en büyük etken, kükürt dioksit tutulması ile oluşan demir sülfatın sodyum hidroksit ile kolayca demir(II) hidroksite tekrar dönüştürülebilmesidir. Böylece rejenerasyonu mümkün bir kimyasal sistem elde edilmiştir. Devamında yapılan deneysel çalışmalarda demir(II) hidroksitin kükürt dioksit tutulmasında etkinliği kabarcıklı kolonda, dört farklı aşamada denenerek gerçekleştirilmiştir. Gaz olarak, biyokütle kaynaklı yakma sistemlerinin baca gazı içeriğine uygun 500 ppm kükürt dioksit içeren hava kullanılmıştır. Deneylerde kullanılan kolon 80 mm çaplı ve 585 mm aktif sıvı yüksekliğine sahiptir. Deneyler atmosferik şartlarda ve oda sıcaklığında yürütülmüştür. Kütlece %0,4'lük demir(II) hidroksit süspansiyonu kullanılmıştır. Tüm deney sistemlerinde gaz akış hızları 1,58-11,60 L/dk, sıvı akış hızları 0,54-1,5 L/dk aralığında değiştirilmiştir. Deneysel veriler kullanılarak kütle transfer katsayıları hesaplanmıştır. İlk deney aşamasında sıvıya göre kesikli kabarcıklı kolonda kimyasal reaksiyonlu absorpsiyon incelenmiştir. Bu sistemde %80'lere varan kükürt dioksit tutma verimlerine ulaşılmıştır. Çalışmanın sonraki aşamalarında gaz ve sıvıya göre sürekli sisteme geçilmiştir. İkinci aşamada sürekli kabarcıklı kolon deneyleri, üçüncü aşamada raflı kabarcıklı kolon denemeleri yürütülmüştür. Demir(II) hidroksitin yapısındaki Fe+2 iyonunun elektrik yüklü olmasından dolayı manyetik alanın etkisinde kalacağı öngörülmüş, bu nedenle dördüncü aşamada raflı kabarcıklı kolonda manyetik alan uygulanarak deneyler gerçekleştirilmiştir. Her sistem için gaz ve akış hızlarına bağlı kütle transfer katsayısı için korelasyonlar geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Sulfur dioxide, which is emitted from the combustion of fossil fuels and biomass for energy production, is one of the most important air pollutants. The importance of its removal from flue gases has increased with lowered legal emission limit values specified for air pollution control. Many wet and dry technologies have been developed to remove sulfur dioxide from flue gases. Because of the advantages such as the fact that wet systems are more efficient than dry systems and are also effective in reducing particulate emissions, the wet flue gas desulfurization (WFGD) was selected in this study. Firstly, the possibility of utilization of iron (II) hydroxide slurry for sulfur dioxide capture was investigated with preliminary experiments and its suitability was proven. The most important feature for selecting iron (II) hydroxide was that iron sulfate formed by sulfur dioxide capture can easily be converted back into iron (II) hydroxide with sodium hydroxide. Thus, a regenerable chemical system is obtained. In the subsequent experimental studies, the effectiveness of iron (II) hydroxide on sulfur dioxide removal was investigated in the bubble column at four different stages. Air containing 500 ppm sulfur dioxide was used as the gas phase in accordance with the flue gas content of biomass-based combustion systems. An 80 mm diameter column with active liquid height of 585 mm was used in the experimental study. Experiments were carried out at atmospheric pressure and room temperature. Iron (II) hydroxide slurry of 0.4% by weight was used as the liquid phase. The gas flow rate was varied from 1.58 to 11.60 L/min and the liquid flow rates from 0.54 to 1.5 L/min in the experiments. Mass transfer coefficients were calculated using experimental data. In the first stage of the experiments, the absorption with chemical reaction in the bubble column operated batchwise with respect to liquid was investigated. In this system, up to 80% sulfur dioxide capture efficiencies were achieved. In the next stages of the work, continuous system was employed with respect to both gas and liquid. In second stage, continous bubble column experiments, in third stage, experiments with bubble column with plates were carried out. It was anticipated that the flow of iron(II) hydroxide slurry could be affected under magnetic field because of the presence of electric charge of the Fe+2 ions, the magnetic field was applied to bubble column with plates in fourth stage of the experiments. For each system, correlations have been developed for the mass transfer coefficient in terms of gas and liquid flow rates.
Benzer Tezler
- Mathematical modeling of fbcs co-fired with lignite and biomass
Akışkan yataklı yakıcıların modellenmesi linyit ve biyokütlenin beraber yakılması
EKREM MEHMET MORALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVİN SELÇUK
YRD. DOÇ. DR. GÖRKEM KÜLAH
- Biyokütlenin piroliz reaktivitesinin farklı yöntemler kullanılarak incelenmesi
Determination of biomass pyrolysis reactivity by using different methods
MERVE ÖZFİDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Fındık kabuklarının gazlaştırılması ile hidrojence zengin sentez gazı üretiminin ekserji analizi
Exergy analysis of hydrogen-rich syngas production from gasification of hazelnut shells
EMİRHAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Development of QCM sensors for measuring particulate matter concentration
QCM sensörlerinin partikül madde konsantrasyonunu ölçmek için geliştirilmesi
MAJID JAVADZADEHKALKHORAN
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Thermodynamic analysis of steam reforming and partial oxidation of acetic acid and acetone
Asetik asit ve asetonun su buharı reformlama ve oksidatif su buharı reformlama proseslerinin termodinamik analizi
BÜŞRA GONCA KIZILPELİT
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
PROF. DR. ŞEYMA AYDINOĞLU