Sorbentlerin ısıl bozunma tepkime kinetiğinin incelenmesi
Investigation of the thermal decomposition kinetics of sorbents
- Tez No: 83104
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞEGÜL ERSOY-MERİÇBOYU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1999
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
ÖZET Kömürle çalışan güç santrallerinde üretilen ve büyük oranda kükürtdioksit içeren baca gazlan hava kirliliğinin en önemli kaynaklarından birisidir. Fosil yakıtların yakılması sonucu atmosfere olan zararlı kükürtdioksit yayınımının kontrol edilmesi önemlidir. Kireç taşı, dolomit ve trona gibi doğal sorbentler kömürün yakılmasından kaynaklanan kükürtoksitlerin giderilmesi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Kükürtdioksit ile doğal sorbentler (kireç taşı, dolomit ve trona) arasındaki tepkimenin iki kademede gerçekleştiği bilinmektedir. Sorbent tanecikleri önce yakıcıdaki yüksek sıcaklık nedeniyle ısıl bozunmaya uğramakta ve bozunma sonucu oluşan ürün, kükürtdioksit ile tepkimeye girmektedir. Bu çalışmanın amacı, 7 kireç taşı, 2 dolomit ve bir trona numunesinin ısıl bozunma tepkimelerinin kinetik parametrelerini deneysel TG ve DTG verilerinden saptamaktır. Katı faz bozunma tepkime kinetiği ve mekanizmasının belirlenmesinde termoanalitik yöntemler kullanılmaktadır. Kinetik çalışmalar, termogravimetri (TG) ve diferansiyel termogravimetri (DTG) gibi termogravimetrik tekniklerle, basit ve hızlı deneysel yöntemler kullanılarak yapılabilmektedir. Termogravimetrik analizde örnek ağırlığının değişimi (ağırlık kaybı veya artışı), sıcaklığın ve/veya zamanın fonksiyonu olarak belirlenir. Diferansiyel termogravimetride ise ağırlık değişiminin zamana veya sıcaklığa bağlı türevi (dm/dt veya dm/dT), zamanın veya sıcaklığın fonksiyonu olarak kaydedililir. Kireç taşları ve tronanm ısıl bozunma tepkimelerine ait DTG eğrileri bir maksimumu olan eğri şeklindedir. Dolomitlerin DTG eğrilerinde ise magnezyum karbonat ve kalsiyum karbonat bileşenlerinin ayrışmasına karşılık gelen iki pik ayırt edilebilmektedir. Dolomit ve kireç taşlarının TG ve DTG eğrilerinin şekli, ısıl bozunmanın gerçekleştiği atmosferde bulunan karbondioksidin kısmi basıncından etkilenmiş, ancak bu etki tronanm TG ve DTG eğrilerinde görülmemiştir. Sorbent numunelerinin ısıl bozunma tepkimelerinin başlangıç ve bitiş sıcaklıkları, elde edilen TG eğrilerinden saptanmıştır. Bu sıcaklıkların da kireç taşı ve dolomitler için gaz atmosferindeki karbondioksit derişiminden etkilendiği bulunmuştur. Bu sıcaklıkların herbir numune için farklı olduğu da saptanmıştır. Sorbent numunelerinin ısıl bozunma tepkimelerine ait kinetik parametreler deneysel TG ve DTG verileri kullanılarak hesaplanmıştır.Bu amaçla, BASIC dilinde yazılmış regresyon analizi yaparak TG ve DTG eğrilerinden kinetik parametreleri hesaplayan iki bilgisayar programı kullanılmıştır. Kinetik parametrelerin kullanılan hesaplama yöntemine, gaz atmosferine ve numune özelliklerine bağlı olarak değiştiği görülmüştür. vn
Özet (Çeviri)
INVESTIGATION OF THE THERMAL DECOMPOSITION KINETICS OF SORBENTS SUMMARY One of the major sources of atmospheric pollution is the coal-fired power plants which produce flue gases containing large amounts of sulfur dioxide. It is important to control potentially harmful sulfur dioxide emitted into atmosphere by the combustion of fossil fuels. Limestone, dolomite and trona are the natural sorbents which find extensive utilization for the removal of sulfur oxides resulting from the combustion of coal. The reaction between sulfur dioxide with natural sorbents (limestone, dolomite and trona) is assumed to occur in two steps: At first, sorbent particles undergo thermal decomposition due to the high temperature of the environment and the decomposed product reacts with sulfur dioxide. The scope of present investigation is to determine the thermal decomposition kinetic parameters of 7 limestones, 2 dolomites and one trona samples from their experimental TG and DTG data. Thermoanalitical methods are often used to study kinetics and mechanism of solid state decomposition reactions. Kinetic studies can be carried out with a simple and rapid experimental procedure using the thermogravimetric techniques, i.e. thermogravimetry (TG) and differential thermogravimetry (DTG). In conventional thermogravimetry the change in sample mass (mass loss or gain) is determined as a function of temperature and/or time. In differential thermogravimetry, the derivative of the mass change with respect to time (dm/dt) or with respect to temperature (dm/dT) is recorded as a function of time (t) or temperature (T). The DTG curves obtained for the thermal decomposition of limestones and trona generally take the form of a curve with one maxima. However, on the DTG curves of dolomite samples two different peaks can be distinguished which correspond to the decomposition of magnesium carbonate and calcium karbonate components. It was observed that the shape of TG and DTG curves of both limestone and dolomite samples is very sensitive to carbon dioxide partial pressure which was found in the furnace atmosphere. However, this effect was not seen on the TG and DTG curves of trona. Initial and final temperatures of the thermal decomposition reactions of the sorbent samples were determined from their TG curves. It was found that these temperatures for limestone and dolomites are also affected by carbon dioxide concentration in the gaseous atmosphere. Generally they were found different for each sample too. The kinetic parameters for the thermal decomposition reactions of sorbent samples were determined from their experimental TG and DTG data. Two computer programs in BASIC which enable regression analysis and determination of kinetic parameters from TG and DTG data were used. It was observed that the values of kinetic parameters showed differences depending on the calculation method, the gaseous atmosphere and the sample properties. viii
Benzer Tezler
- Doğal sorbentlerin rejenerasyon ve aktivasyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of activation and regeneration properties of natural sorbents
BURAK DÜRÜS
- Doğal sorbentlerin baca gazı desülfürizasyon proseslerinde kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigation the usage of the natural sorbents in flue gas desulphurization processes
AYŞE ARİFOĞLU
Doktora
Türkçe
2003
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTermodinamik ve Enerji Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU
- Alkali ortamda hidratlanarak aktiflenmiş uçucu Kül-Ca(OH)2 sorbentlerinin sülfatasyonu
Sulphation of fly ASH-Ca(OH)2 sorbents activated by hydration in an alkali media
ESRA GÜMÜŞKILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL ERSOY-MERİÇBOYU
- Elbistan linyitinin oluşturduğu kirleticilerin akışkan yataklı bir sistemde kontrolü
Control of pollutants occurred during the combustions of Elbistan lignite using of fluidised bed combustion systems
DERYA ERÇIKAN