Classification and evaluation of biomass in Turkey regarding to conformity aspect of thermo-chemical technologies
Türkiye'deki biyokütlelerin termo-kimyasal teknolojilere uygunluğunun değerlendirilmesi
- Tez No: 545544
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya, Energy, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 51
Özet
Bu çalışmada, termokimyasal işlemler için potansiyellerini değerlendirmek üzere on farklı gıda vasfı taşımayan biyokütle örneği seçilmiştir. Bu hammaddeler portakal filtre keki, nar filtresi keki, kavak dalı, mısır sapı, şeker kamışı küspesi, zeytin keki, fındık kavuzu, fındık kabuğu, ceviz kabuğu ve Antep fıstığı kabuğu. Numunelerin elementel analizleri ile karbon, hidrojen, azot ve kükürt içeriği gravimetrik olarak belirlenmiştir. Oksijen içeriği hesaplama yoluyla bulunmuştur. Numunelerin uçucu madde, sabit karbon ve kül içeriklerini belirlemek üzere yaklaşık analizler yapılmıştır. Biyokütle örneklerinin kül içerikleri karşılaştırılarak, termokimyasal dönüşüm süreçlerinde gösterecekleri muhtemel topaklaşma eğilimleri değerlendirilmiştir. Lignoselülozik biyokütlenin her bir bileşeni, farklı mekanizmalar ve yollar ile farklı oranlarda bozunmaktadır. Tez kapsamında incelenen örneklerin ısıl bozunma davranışını görmek için, örnekler inert gaz atmosferi altında kademeli olarak ısıtılmış ve ağırlık kayıpları sürekli olarak takip edilmiştir. Yakma verimi, bozunma hızı, bozunmanın gerçekleştiği maksimum sıcaklıklar TGA analizi ile belirlenmiştir. Bozunma hızı, termogravimetrik analiz ile elde edilen ağırlık kaybı eğrilerinin birinci türevi alınarak hesaplanmıştır. Tüm numunelerin piroliz reaktiviteleri, Coats and Redfern gibi model yöntemle hesaplanmıştır. portakal filtre keki ve nar filtresi keki en düşük aktivasyon enerjisine sahip numuneler olarak tespit edilmiştir. Ancak, bu numuneler yüksek nem içeriğine sahip oldukları için değerlendirme dışı bırakılmıştır. Mısır sapı, fındık kavuzu ve fındık kabuğunun bozunma reaksiyonu için aktivasyon enerjileri 60 kJ/mol civarında bulunmuştur. Bu örnekler, portakal filtre keki ve nar filtresi keki hariç, en düşük aktivasyon enerjisine sahip örneklerdir. Bu örnekler ile yüksek piroliz reaktiviteleri elde edilmiş olmasına karşın, bu numunelerin en yüksek yakma verimlerini (900 °C sıcaklıkta %20 civarında) sahip oldukları görülmüştür. Toplanan tüm veriler bir arada değerlendirildiğinde, kavak dalı, şeker kamışı küspesi, fındık kabuğu, ceviz kabuğu ve fıstık kabuğunun, termokimyasal dönüşüm teknoloji gerekliliklerini sağlayan örnekler olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Ten different non-edible biomass feedstocks were chosen to evaluate their potential for thermochemical processes. These feedstocks were orange filter cake, pomegranate filter cake, poplar branch, corn stalk, sugarcane bagasse, olive pomace, hazelnut glume, hazelnut shell, walnut shell and pistachio shell. These feedstocks were first characterized by ultimate and proximate analysis. Carbon, hydrogen, nitrogen and sulfur content were gravimetrically determined and oxygen content was calculated. In order to have the volatile, fixed carbon and ash content of the samples, proximate analysis was conducted. The agglomeration tendency of biomass feedstocks were evaluated by the comparison of the ash contents. To compare the thermochemical reactivities of the samples, thermogravimetric analysis (TGA) testing of biomass samples were carried out under pyrolysis conditions. Lignocellulosic biomass is devolatilized at different rates by different mechanisms and pathways. To measure the devolatization rates, the samples were heated stepwise under inert gas atmosphere and weight loss trends were followed. Char yield, devolatilization rate, devolatilization maximum temperatures were determined through the analysis of TGA plots. Devolatilization rates were measured from the thermogravimetric analysis through the first derivative of the weight loss plots. The reactivity to pyrolysis for all samples was calculated by a model-fitting method, namely Coats and Redfern. For this reason, decomposition kinetics were determined on this region and was found that orange filter cake and pomegranate filter cake were the samples with the lowest activation energies. However, these samples were eliminated because of having their high moisture content and the remaining ones were evaluated. It was seen that corn stalk, hazelnut glume and hazelnut shell were the samples with lowest activation energies around 60 kJ/mol. Although high pyrolysis reactivities were obtained, these samples also gave the highest char yields, around 20% at 900 °C. By compiling all collected data together, poplar branch, sugarcane bagasse, hazelnut shell, walnut shell and pistachio shell were chosen as the suitable choices according to the requirements of thermo-chemical conversion technologies.
Benzer Tezler
- Yumurta tavukçuluğunda inert koi ve kirletici yüklerin belirlenmesi
Assessment of inert cod and pollution loads in layers industry
EVREN ÇEKYAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATOŞ GERMİNLİ
- Türkiye'de stabilizasyon havuzu uygulamaları için bilgisayar programı geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
HAKKI GÜLŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATİLLA ALTAY
- Uydu görüntü verileri kullanılarak orman yangın şiddeti ve yangın sonrası durumun zamansal olarak incelenmesi : Akdeniz bölgesi örneği
Using satellite image data for detecting forest burn severity and evaulating post-fire temporal status: Mediterrenean region sample
HASAN TONBUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞİNASİ KAYA
- Evsel atıksularda biyolojik arıtma sonrasında kimyasal fosfor giderimi
Chemical phosphorus removal in domestic wastewaters after biological treatment
NURHAN ÇELİK
- Üç aşamalı örnekleme metodu ve bölgesel (Doğu Marmara bölgesi) orman envanterinde uygulanması
Three phase sampling method and its application in the regional (East Marmara region) forest inventory
İBRAHİM ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2003
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNAL ASAN