Single particle combustion analysis of biomass fuels by using wire mesh reactor
Tel örgü reaktörü kullanarak biyokütle yakıtların tek parçacık yanma analizi
- Tez No: 699033
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FEYZA KAZANÇ ÖZERİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Bu tez, yüksek hızlı bir kamera ile birleştirilmiş yeni geliştirilen bir tel örgü reaktörü kullanarak birkaç biyokütle yakıtının tek parçacık yanma davranışını araştırıyor. İncelenmekte olan yakıtlar Türkiye'ye özgüdür ve halihazırda yakılan linyit kömürlerini elektrik üretimi için aşamalı olarak değiştirme potansiyeli sunmaktadır. Bu değişiklik, büyük ölçüde veri gerektirir; böylece, zaman zaman bağımsız yakıtlar, uygun şekilde birlikte ateşlenebilir. Çalışmanın bilimsel sonucu, yakıt türü, partikül büyüklüğü ve termal ön işlemin, ateşleme gecikme süresi ve yanma süresi gibi birlikte ateşleme amaçları için çok önemli olan parametreler üzerindeki etkisi olacaktır. Kullanılacak tel örgü reaktörü, büyük ölçekli yanma sistemlerinde bulunanlara (örneğin, yüksek sıcaklıklar ve yüksek ısıtma hızları) benzeyen koşulları sağlar. Farklı kütlelere sahip yakıt partikülleri, 900ºC/s ısıtma hızıyla radyasyonla 1000 ºC'ye ısıtıldı. Termal ön işlemin etkilerini anlamak için yakıtlar kavruldu, yavaş ve hızlı bir şekilde piroliz edildi. Zaman analizi, partikül kütlesinin ve boyutunun tutuşma gecikme süresini etkilemediğini göstermiştir; fakat, yavaş piroliz, tutuşma gecikme süresi üzerinde önemli bir etkiye sahipti. Yavaş pirolizden (~10 s) üretilen çarlar için tutuşma gecikme süresi, ham (~3 s) ve diğer ısıl işlem görmüş partiküllere (~4 s) kıyasla, tüm yakıtlar icin muazzam derecede artmıştır. Tüm yakıtların yanma süreleri partikül kütlesi ile orantılı olarak artmıştır. Hızlı ve yavaş piroliz genellikle çar yanmasını ve yanma sürelerini artırmıştır. Biyokütlenin hızlı ve yavaş pirolizinden oluşan çarların ortalama tükenme süreleri sırasıyla ~20 s ve ~29 s iken, ham biyokütleninki ~9 s idi. 2 mg partiküller karşılaştırıldığında, linyitin hızlı ve yavaş pirolizinden oluşan çarların ortalama yanma süreleri sırasıyla ~20 s ve ~53 s iken, ham linyitinki ~19 s idi. Her iki biyokütlenin hızlı pirolizinden elde edilen çarlar, ham linyit (~19 s) ile karşılaştırıldığında benzer tükenme sürelerine (~20 s) sahipti. Bu, linyitin hızlı pirolizden üretilen biyokütle çarları ile birlikte yakma potansiyelini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the single particle combustion behavior of a Turkish lignite and two agricultural biomass fuels using a recently developed wire mesh reactor coupled with a high-speed camera. The fuels under investigation are endogenous of Turkey and present potential to gradually replace the currently burned lignite coals for electricity generation. This change requires a large amount of data so that the oftentimes disparate fuels can be properly co-fired. The scientific outcome of the study will be understanding the influence of fuel type, particle size and mass, and thermal pre-treatment on parameters such as the ignition delay time and burnout time which are of extreme importance for co-firing purposes. The wire mesh reactor to be used enables conditions that resemble those found in large scale combustion systems (i.e., high temperatures and high heating rates). The fuel particles with different masses were heated to 1000 ºC by radiation with a heating rate of 900ºC/s. To understand the effects of thermal pre-treatment, fuels are torrefied, slow and fast pyrolyzed. The time analysis demonstrated that the particle mass and size did not affect ignition delay time; however, slow pyrolysis had a significant effect on the ignition delay time. The ignition delay time was tremendously increased for the chars produced from slow pyrolysis (~10 s) compared to raw (~3 s) and other heat-treated particles (~4 s) for all fuels. Burnout times of all fuels increased proportionally with particle mass. Fast and slow pyrolysis generally increased the char combustion and burnout times. The average burnout times for chars from fast and slow pyrolysis of biomass was ~20 s and ~29 s, respectively, while those of raw biomass was ~9 s. The average burnout times for chars from fast and slow pyrolysis of lignite was ~20 s and ~53 s, respectively, while those of raw lignite was ~19 s, when 2 mg particles were compared. Chars from fast pyrolysis of both biomasses had similar burnout times (~20 s) compared to the that of raw Tunçbilek Lignite (~19 s). This depicts the potential of co-firing TL with biomass chars produced from fast pyrolysis.
Benzer Tezler
- Bıyokütle-kömür karısımlarının yanmasının incelenmesi
Investigation of co-firing coal and biomass blends
CANSU DENİZ CANAL
Doktora
Türkçe
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
PROF. DR. ALİ CEMAL BENİM
- Biyokütle ve kömür birlikte yakma sistemlerinde sinerji araştırması
Synergy research in biomass and coal cofiring systems
SİNEM ÖZSOY AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Enerjide politika modelleme ve eniyileme
Policy modeling and optimization in energy
HALİL AKBAŞ
Doktora
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN ÖZDEMİR
- Kömürün mineral içeriğinin yanma özelliklerine etkisi
The Effect of mineral matter content of coal on its combustion properties
HANZADE AÇMA
- Quantifying the ignition delay of single wall carbon nanotube emulsified marine fuel oil influencing the combustion and diesel engine efficiencies
Tek duvarlı karbon nanotüp ile emülsifiye edilmiş dizel yakıtı tutuşma gecikmesinin yanma ve dizel makinesi verimleri üzerine olan etkisinin değerlendirilmesi
TOLUNAY KAYAARASI
Doktora
İngilizce
2021
DenizcilikPiri Reis ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZKAYNAK