Sustainable energy recovery from green waste, treatment plant sludge, and olive pomace via gasification technology: Evaluation of gasification products for beneficial usage alternatives
Gazlaştırma teknolojisi ile yeşıl atık arıtma çamuru ve zeytin pirinasından sürdürülebilir enerji geri kazanımı: Yararlı kullanım alternatifleri için gazlaştırma ürünlerinin değerlendirilmesi
- Tez No: 828472
- Danışmanlar: PROF. DR. AZİZE AYOL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Çevre Mühendisliği, Energy, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 302
Özet
Bu doktora tez çalışmasının ana amacı; yeşil atık, arıtma çamuru ve zeytin pirinasının gazlaştırma potansiyellerinin araştırılmasıdır. Bu amaçla, laboratuvar ölçekli sabit yataklı yukarı akışlı bir gazlaştırıcı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Gazlaştırma ajanı olarak farklı debilerde kuru hava ve saf oksijen uygulanmıştır. Araştırma sonuçları gazlaştırma ajanı olarak kuru hava kullanıldığında, yeşil atık, arıtma çamuru ve zeytin pirinasından üretilen sentez gazındaki maksimum hidrojen içeriğinin sırasıyla %52, %42 ve %48 hacimsel olduğunu göstermiştir. Ayrıca daha kaliteli sentez gazı üretmek için hidrojen gazının zenginleştirilmesi ve katran içeriğinin azaltılması için farklı katalizörler (kırmızı çamur, beyaz çamur ve AlNi alaşımı) kullanılmıştır. Katalizör ilavesinin sentez gazı kalitesi üzerindeki olumlu etkileri belirlenmiştir. Gazlaştırma işleminin bir yan ürünü olarak üretilen biyoçar külünün faydalı kullanımında, fosfor geri kazanımı ve adsorban olarak değerlendirilmesi araştırılmıştır. Biyoçar külünün adsorban olarak kullanımında renk giderme verimliliği metilen mavisi çözeltisi ile değerlendirilmiş ve biyoçar külü karışım numunesi ve aktif karbon numuneleri ile giderim verimleri sırasıyla %89,7ve %94,3 olarak belirlenmiştir. Diamonyum fosfat olarak fosfor geri kazanımı, karışım numunesi külünde %99,55 olarak bulunmuştur. Prosesin çevresel etkileri bütüncül bir yaklaşımla Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) ile belirlenmiştir. Sentez gazından enerji eldesinde farklı senaryolar karşılaştırılmış; katran giderimi ve fosfor geri kazanımı için de detaylı değerlendirmeler yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
The main objective of this PhD thesis was to investigate the gasification potential of green waste, treatment plant sludge, and olive pomace. To accomplish this, a laboratory-scale fixed-bed updraft gasifier was designed and constructed, using both dry air and pure oxygen as gasification agents with varying flowrates. Catalysts such as red mud, white mud, and AlNi alloy were also used to enhance the quality of the syngas produced by reducing its tar content and enriching the hydrogen component. Results showed that using dry air as a gasification agent, the maximum hydrogen content in the syngas produced from green waste, sewage sludge, and olive pomace were 52%, 42%, and 48% vol., respectively. In addition, the positive effects of the catalyst addition on the syngas quality were determined. The beneficial usage of the biochar produced as a by-product of the gasification process was also investigated through phosphorus recovery and adsorbent usage. The color removal efficiency was evaluated through methylene blue solution for its evaluation as an adsorbent, with the mixed biochar sample and activated carbon samples showing 89.7% and 94.3%, color removal efficiency, respectively. Furthermore, the phosphorus recovery efficiency as diammonium phosphate was found to be 99.55% in the mixed biochar ash sample for all methods. The environmental impacts of the process were evaluated by using Life Cycle Assessment (LCA) methodology with a holistic approach. Different scenarios were compared to obtain energy from the syngas, and in addition to these scenarios, detailed evaluations were made for tar removal and phosphorus recovery.
Benzer Tezler
- Organize sanayi bölgelerinde endüstriyel simbiyozun enerji verimliliğine etkisi
Effects of industrial symbiosis on energy efficiency in organized industrial zones
ARZU MÜYESSEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERMİN ONAYGİL
- Emerging approaches for non-thermal modification of proteins isolated from de-oiled sunflower cake
Yağsız ayçiçek küspesinden izole edilen proteinlerin modifikasyonu için yenilikçi ısıl olmayan yöntemler
BÜŞRA GÜLTEKİN SUBAŞI
Doktora
İngilizce
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- Design and life cycle assessment of integrated organosolv based biorefinery: Simulated case studies utilizing sessile oak (Quercus petraea) coppices and industrial wood sawdust from Bursa/Turkey region
Entegre organosolv bazlı biyorafineri tasarımı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi: Bursa/Türkiye bölgesinden sapsız meşe (Quercus petraea) ve endüstriyel odun talaşı kullanarak durum çalışmaları simülasyonu
MERVE NAZLI BORAND
Doktora
İngilizce
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
- Büyük ölçekli tekstil sektörleri için yeşil üretim ve atık yönetimi
Green production and waste managemetfor large scale textile industries
ERCİH KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ÇELEBİ
- Production of functional food ingredient by enzyme and ultrasound assisted extraction from lemon waste
Limon atıklarından enzim ve ultrason destekli ekstraksiyon ile fonksiyonel gıda bileşeni üretimi
NİHAL DURMUŞ
Doktora
İngilizce
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ