Geri Dön

Mikrodalga enerjisinin kömür reaksiyonlarındaki etkilerinin incelenmesi

Investigation of microwave energy in the reactions of coal

  1. Tez No: 84131
  2. Yazar: GÜLHAN ELSAMAK (GÜLLÜ)
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YUDA YÜRÜM
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Linyit, Kükürtsüzleştirme, Mikrodalga radyasyonu, Isısal kükürtsüzleştirme, Lignite, desulfurization, microwave radiation, thermal desulfurization
  7. Yıl: 1999
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 187

Özet

IV ÖZET Bu çalışmada kalorifik değeri düşük, kükürt içeriği zengin olan Beypazarı Çayırhan linyit kömürü ve HC1-HF ile yıkanıp, demineralize edilmiş kömür örneklerinin, su, derişik hidroiyodik asit (% 57'lik) ve (1:1), (1:2), (1:4) (v/v) seyreltilmiş hidroiyodik asit çözücü ortamlarında mikrodalga radyasyonu ve ısısal koşullarda kükürtsüzleştirme incelenmiştir. Ham kömürün, su çözücü ortamında mikrodalga radyasyonunda 2, 10 ve 20 dakikalık etkileşimi sonunda, toplam kükürt içeriğinde % 1 1.8'lik azalma gözlenirken, piritik kükürt içeriğindeki azalma % 44.7 olmuştur. HC1-HF ile yıkanmış (demineralize edilmiş) kömürde ise sırasıyla % 15.8'lik ve % 61.5'lik azalmalar gözlenmiştir. Ham kömürün hidroiyodik asit çözücü ortamında, 2, 10, 20 dakikalık mikrodalga radyasyonuyla etkileşimi sonunda ise toplam kükürt içeriğindeki azalma % 43.0 iken, piritik kükürt içeriğindeki azalma % 95.7 olarak belirlenmiştir. Demineralize edilmiş kömür örneğinde ise sırasıyla % 61.5 ve % 96' lık azalmalar gözlenmiştir. Asit derişiminin etkisini gösterebilmek için (1:1), (1:2), (1:4) seyreltilmiş hidroiyodik asit çözücü ortamlarıyla kömür, 2, 10 ve 20 dakika mikrodalga radyasyonunda etkileştirilmiştir ve ham kömürün toplam kükürt içeriğindeki azalmalar % 29.1 - 24.6 arasında değişirken, piritik kükürt içeriğindeki azalmalar % 75.7 - 78.6 arasında olmuştur. Demineralize edilmiş kömür örneğinde ise sırasıyla 49.5 - 33.3 arasında ve % 80.0 - 76.0 arasında değişmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, mikrodalga radyasyonunun etkisini göstermek için ısısal koşullarda kükürtsüzleştirme deneyleri yapılmıştır. Deneyler, geri soğutucu altında bir balonda tekrarlanmıştır. Isısal koşullarda kükürtsüzleştirme deneyleri, 10, 20, 30, 45, 60, 90 ve 120 dakikalık sürelerde ve su, derişik hidroiyodik asit (% 57'lik) ve (1:1), (1:2), (1:4) seyreltilmiş hidroiyodik asit çözücü ortamlarında yapılmıştır. Ham kömürün su çözücü ortamında, ısısal koşullardaki 120 dakikalık kükürtsüzleştirme deneyleri sonunda, toplam kükürt içeriğindeki azalma % 6.8 olurken, piritik kükürt içeriğindeki azalma % 28.6 olarak belirlenmiştir. Demineralize edilmiş kömür örneğinde ise sırasıyla % 7.3 ve % 64'lük azalmalar bulunmuştur. Ham kömürün hidroiyodik asit çözücü ortamında ısısal olarak 120 dakika etkileşimi sonunda, toplam kükürt içeriğindeki azalma %25.1 iken, piritik kükürt içeriğindeki azalma % 37.5 olarak gözlenmiştir. Demineralize edilmiş kömür örneğinde ise sırasıyla % 27.5 ve % 72.2'lik azalmalar elde edilmiştir. Asit derişiminin etkisini gösterebilmek için, (1:1), (1:2) ve (1:4) seyreltilmiş hidroiyodik asit çözücü ortamında ısısal olarak 10, 20, 30, 45, 60, 90,120 dakikalık etkileşimin sonunda toplam kükürt içeriğindeki azalamalar % 19.5 - 12.8 arasında değişirken, piritik kükürt içeriğindeki azalmalar % 31.1 -23.2 arasında gözlenmiştir. Demineralize edilmiş kömürde ise sırasıyla % 19.2 -13.5'lik ve % 64.4 - 60.0 arasında azalmalar elde edilmiştir. Mikrodalga radyasyonu ve ısısal koşullarda kükürtsüzleştirme sonunda elde edilen kömür örneklerinin FT-IR spekturumu alınırken kömür süzüntülerinin UV ve FT-IR spektrumları çekilmiştir. Kükürsüzleştirme sırasında kömür yapısından uzaklaşabilen ve şiddetleri etkileşimsonunda azalan yapıların belirlenmesi için FT-IR spektrumlarında, 1500 - 400 cm"1 bölgesinde çalışılmıştır. Mikrodalga radyasyonu ve ısısal koşullarda kükürtsüzleştirme demineralize edilmiş kömürde en iyi randımanı vermiştir. Demineralize kömürde, kükürtlü bileşiklerin ve piritik kükürtün uzaklaşabildiği bulunmuştur. UV ve FT-IR spektrumlarında da kükürtlü bileşiklerin genelde aynı dalga boylarında absorpsiyon yaptığı gözlenmiştir. Kömürün mikrodalga radyasyonu ve ısısal koşullarda yapılan kükürtsüzleştirme deneylerinde asit derişiminin değiştirilmesi ile iyi bir verim elde edilememiştir. En iyi sonuçlar derişik hidroiyodik çözücü kullanıldığında alınmıştır. Kömürün mikrodalga radyasyonu ve ısısal koşullarda etkileşimi sonunda örneklerin elementel ve BET yüzey analizleri yapılmıştır. Elementel analizlerinden de görüldüğü gibi kömür örneklerinin kükürt içerikleri etkileşim sonucunda azalmıştır. BET yüzey analizi sonunda ise ham ve demineralize kömürün arıtım sonuncunda yüzey alanları ve ortalama gözenek çaplan azalmıştır.

Özet (Çeviri)

VI ABSTRACT Desulfurization of the Beypazarı Çayırhan lignite which is typical with low calorific value and high sulfur content, has been examined in this study under thermal and microwave radiation conditions by using water and concentrated and diluted* hydroiodic acid as a dissolver. By using microwave radiation, total sulfur content of the raw coal after 20 minute reaction of coal and water has been decreased by about 11.8 %, whereas the pyritic sulfur content of it has been decreased by about 44.7 %. With microwave radiation, the total and pyritic sulfur content of the washed coal with HC1-HF acid mixture, after 20 minute reaction of coal and water has been decreased by about 15.8 % and 61.5 %, respectively. By using microwave radiation, total sulfur content of raw coal after 20 minute reaction of coal and hydroiodic acid has been decreased by about 43.0 %, whereas the pyritic sulfur content of it has been decreased by about 95.7 %. With microwave radiation, the total and pyritic sulfur content of the washed coal with HC1-HF acid mixture, after 20 minute reaction of coal and hydroiodic acid has been decreased by about 61.5 % and 96 %, respectively. In order to show the effect of dilution rate of hydroiodic acid on the efficiency of desulfurization, (1:1), (1:2) and (1:4) diluted acid were used. Bu using diluted hydroiodic acid, the reduction of total and pyritic sulfur content of the raw coal samples were about 29.1-24.6 % and 75.7-78.6 %, respectively. For the HC1-HF washed coal samples, the reduction of total and pyritic sulfur content of the raw coal samples were about 49.5-33.3 % and 80.0-76.0 %, respectively. To compare the efficiency of the microwave radiation, under same conditions the experiments were repeated in the second part of the study with thermal energy. Experiments were conducted in a glass balloon connected to a cooler. Desulfurization under thermal condition experiments were conducted 10, 20, 30, 45, 60, 90 and 120 minutes by using water, concentrated and diluted hydroiodic acid as a dissolver. By using thermal energy, total sulfur content of raw coal after 120 minute reaction of coal and water has been decreased by about 6.8 %, whereas the pyritic sulfur content of it has been decreased by about 28.6 %. With thermal energy, the total and pyritic sulfur content of the washed coal with HC1-HF acid mixture, after 120 minute reaction of coal and water has been decreased by about 7.3 % and 64.0 %, respectively. By using thermal energy, total sulfur content of raw coal after 120 minute reaction of coal and hydroiodic acid has been decreased by about 25.1 %, whereas the pyritic sulfur content of it has been decreased by about 37.5 %. With thermal energy, the total and pyritic sulfur content of the washed coal with HC1-HF acid mixture, after 120 minute reaction of coal and hydroiodic acid has been decreased by about 27.5 % and 72.2 %, respectively. In order to show the effect of dilution rate of hydroiodic acid on the efficiency of desulfurization, (1:1), (1:2) and (1:4) diluted acid were used. Bu using diluted hydroiodic acid, the reduction of total and pyritic sulfur content of the raw coal samples were about 19.5-12.8 % and31.1-23.2 %, respectively. For the HC1-HF washed coal samples, the reduction of total and pyritic sulfur content of the raw coal samples were about 13.5-19.2 % and 60.0-64.4 %, respectively. From the desufurization experiments under both thermal and microwave radiation conditions, the best performance has been obtained more earlier and efficiently at the microwave radiation compared to thermal radiation. In order to determine the structure of coal due to the removed and decreased content of some compounds after desulfurization, the residual desulfurized coal samples has been analyzed with FT-IR spectrometer, and also the filtrate has been analyzed with UV and FT-IR spectrometers. During the desulfurization of coal both with the thermal and microwave radiation conditions, the ester and ether groups in coal were hydrolized and converted to carboxylic acid and alcohol structure. At the end of treatment, the amount of CH3, CH2 groups were increased. The best performance has been obtained for the demineralized coal for both microwave and thermal radiation conditions. It has been seen that, the total and pyritic sulfur has been removed from the demineralized coal. The absorption of sulfur compounds has been seen generally on the same wave length at the UV and FT-IR spectrums. At the microwave radiation and thermal desulfurization experiments, the efficiency obtained by using the diluted hydroiodic acid has been lower than the concentrated hydroiodic acid. The best performance has been obtained by using concentrated hydroiodic acid. The desulfurized samples after both thermal and microwave radiation has been analyzed with BET surface scanning microscope and elemental analysis of the samples has been done. From the results of elemental analysis, the amount of the sulfur compounds has been reduced after treatment. From the results of the BET surface analysis, it has been seen that there is a reduction of surface area and mean pore diameters after treatment.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    566221

    Linyitlerin karakterizasyonu ve mikrodalga ile kükürt giderimi

    Characterization of lignites and removal of sulphur with microwave

    ERMAN KIRAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Maden Mühendisliği ve MadencilikZonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE DİLEK CUHADAROĞLU

  2. Tez No

    453681

    Linyitlerin karekterizasyonu ve mikrodalga ile kükürt giderimi

    Characterization of lignites and removal of sulphur wiih microwave

    CEMİL EMRE YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Maden Mühendisliği ve MadencilikBülent Ecevit Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE DİLEK CUHADAROĞLU

  3. Tez No

    126754

    Mikrodalga enerjisi ile kurutma

    Drying with microwave energy

    MELİH KAĞAN ÇALIŞKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TANER DERBENTLİ

  4. Tez No

    434092

    Güneş enerjisiyle çalışan bir sistem tasarlanarak kömürlerin kurutulması ve kalitelerinin arttırılması

    Drying and quality improvement of coals by designing a system powered by solar energy

    İSMAİL DEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞAFAK GÖKHAN ÖZKAN

  5. Tez No

    348487

    Mikrodalga ekstraksiyon yöntemiyle Zonguldak kömürünün N-metil-2-prolidon(NMP) içindeki çözünürlüğünün araştırılması

    The investigation to solubility of Zonguldak coal in N-methyl-2-pyyrolidone(NMP) with microwave extraction method

    TURAN ÇEVİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    KimyaMersin Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BELGİN GÖZMEN

Geri Dön