Farklı demir içerikli cevherlerin ve atıkların kimyasal döngülü yanma prosesinde oksijen taşıyıcı olarak kullanılması ve performanslarının karşılaştırılması
Utilization of various iron-containing ores and wastes as oxygen carriers in the chemical looping combustion process and comparison of their performances
- Tez No: 817173
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NESİBE DİLMAÇ, DOÇ. DR. ÖMER FARUK DİLMAÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çankırı Karatekin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
Bu çalışmada farklı demir içerikli cevherlerin ve atıkların gaz yakıtlar (CO, H2 ve sentez gazı) kullanılarak laboratuvar ölçekli programlanabilir mantık kontrol sistemine bağlı kesikli akışkan yatak reaktörde kimyasal döngülü yanma (KDY) performansları incelenmiştir. Atık olarak kırmızı çamur, bakır konverter cürufu, ve proses atığı (nikelin laterit cevherinden ayrılması sonrası kalan kısım), cevher olarak siderit ve laterit kullanılmıştır. Ayrıca aktif faz olarak kırmızı çamur ve hematit, destek fazı olarak kolemanit ve çinko borat kullanılarak mekanokimyasal yöntem ile sentezlenen oksijen taşıyıcıların programlanabilir mantık kontrol sistemine bağlı TGA'da kimyasal döngülü yanma performansı da incelenmiştir. Kalsine kırmızı çamur, kalsine bakır konverter cürufu, kalsine siderit ve kalsine proses atığı ile yapılan deneyler sonucunda tüm gaz bileşimleri için ortalama gaz dönüşüm verimi sırasıyla %86, %87, %92 ve %88 olarak elde edilmiştir. Mekanokimyasal sentez ile elde edilen oksijen taşıyıcılarda kullanılan ve miktarına bağlı olarak bor içerikli destek fazlar, aktif fazların kimyasal döngülü yanma performansını ya hiç etkilememiş ya da aglomerasyona sebep olarak performansının düşmesine sebep olmuştur. Laterit cevheri ham ve kalsine olarak denenmiş ancak her iki formu için de yeterli gaz dönüşüm verimi elde edilememiştir. Kalsine proses atığı için termodinamik kısıtlamalara uygun indirgenme derecesinin elde edilebilmesinde gerekli şartlar uygulanabilir bulunmamıştır. Bu çalışmada oksijen taşıyıcı olarak kullanılan kırmızı çamur, bakır konverter cürufu ve siderit cevherinin ucuz olması ve laboratuvar ölçekli sistemdeki kimyasal döngülü yanma performansı göz önüne alındığında büyük ölçekli kimyasal döngülü yanma sistemlerinde kullanımı açısından umut vericidir. Ayrıca endüstriyel atıkların tekrar kullanımı kimyasal döngülü yanma sisteminin oksijen taşıyıcı açısından da çevreci bir yakma prosesi olmasını sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, chemical looping combustion (CLC) performances of iron-containing ores and wastes were investigated using gaseous fuels (CO, H2 and syngas) in a laboratory-scale batch fluidized bed reactor connected to a programmable logic control system. Red mud, copper converter slag, and process waste (remaining after the extraction of nickel from laterite ore) were used as wastes, siderite and laterite were used as ores. In addition, the chemical looping combustion performance of oxygen carriers synthesized by mechanochemical method using red mud and hematite as active phases and colemanite and zinc borate as support phases in TGA connected to the programmable logic control system was also investigated. As a result of experiments with calcined red mud, calcined copper converter slag, calcined siderite and calcined process waste, the average gas conversion efficiency for all gas compositions was obtained at 86%, 87%, 92% and 88%, respectively. Depending on the amount of boron-containing support phase used in the oxygen carriers obtained by mechanochemical synthesis, it either did not affect the chemical looping combustion performance of the active phases at all or caused agglomeration and decreased their performance. Laterite ore was tried as raw and calcined, but sufficient gas conversion efficiency could not be obtained for both forms. Necessary conditions for obtaining the reduction degree suitable for thermodynamic constraints for calcined process waste were not found applicable. In this study, red mud, copper converter slag, and siderite ore used as oxygen carriers are promising in terms of use in large-scale chemical looping combustion systems considering their cheap and their performance in experiments with gaseous fuels in laboratory-scale chemical looping combustion systems. Moreover, the reuse of industrial wastes provides that the chemical looping combustion system is an environmentally friendly combustion process in terms of the oxygen carrier.
Benzer Tezler
- Esan - Eczacıbaşı Milas Feldspat tesisi atıklarından titanyum mineralleri kazanılması olanaklarının araştırılması
Investigation of recovery possibilities of titanium minerals from Esan - Eczacibasi Milas Feldspar plant wastes
MERT TERZİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLGİN KURŞUN
- Hematit karakterli demir cevherinden ve yüksek fırın baca tozundan sünger demir üretilebilirliğinin araştırılması
Investigation of hematite iron ores and blast furnace dusts's availability in the sponge iron production
GÖKHAN DOĞANTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYRETTİN AHLATCI
- Characterization and recovery of rare earth elements from iron mining sludge
Demir madenciliği çamurundan nadir toprak elemanlarının karakterizasyonu ve geri kazanımı
AZMAT FATIMA SIDDIQUI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. İSMAİL KOYUNCU
Assist. Prof. Dr. BÖRTE KÖSE MUTLU
- Investigation of the pre-concentration possibility of scandium ores
Skandiyum içerikli cevherlerin ön-zenginleştirilebilme olanaklarının belirlenmesi
YİĞİT ALTINSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NACİ EMRE ALTUN
PROF. DR. YAVUZ ALİ TOPKAYA
- Renkli metal içeren kompleks sülfürlü yapıdaki hammaddelerin kavrulma karakteristiklerinin belirlenmesi
Determination of roasting characteristics of complex sulphide material containing colourful metal
MUSTAFA ÖZER
Doktora
Türkçe
2012
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN AÇMA
PROF. DR. GÜNDÜZ ATEŞOK