The assessment of pyrolysis as a thermal technology for the utilization of biodegradable municipal solid waste to obtain valuable products
Biyobozunur kentsel atıklardan değerli ürünlerin eldesi için bir termal teknoloji olarak pirolizin değerlendirilmesi
- Tez No: 842263
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖRKEM ŞEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, 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: 250
Özet
Bu araştırma, atık kalitesi ve su içeriğine odaklanarak, kentsel biyolojik olarak parçalanabilir ve yerel biyokütle atıklarının piroliz yoluyla kullanımını değerlendirmeyi amaçlamıştır. Heterojenlikten kaynaklanan standart sapmayı en aza indirmek amacıyla, biyolojik olarak parçalanabilir atıkların pirolizi için ideal koşulları belirlemek üzere ayrıntılı içerikleri analiz edilen kuru köpek/kedi maması kullanılmıştır. Su salınımından sonra birincil devolatilizasyon 200-500°C arasında ve ekzotermik yanma yaklaşık 280°C'de gerçekleşmiştir. Ön deneyler, daha yüksek nihai sıcaklıklarla biyokömür üretim veriminin azaldığını ve biyokömür yüzey alanının arttığını (213,11 m2/g'a kadar) göstermiştir. FT-IR, biyokömür üretimi sırasında bazı fonksiyonel grupların uzaklaştırıldığını ve karbondioksit, metan ve hidrojen oluşumunu doğrulamıştır. 700°C'de, 10°C/dk ısıtma hızında ve 40 dakikalık alıkoyma süresiyle gerçekleştirilen deneyler, piroliz sürecinin nihai ürün miktarlarına göre en uygun sonuçları vermiştir. Atıkların başlangıçtaki su içeriğinin (% 25, 40 ve 55) veya partikül boyutunun (5-10, 10-15, 15-20 mm) önemli bir etkisi gözlenmemiştir. Biyolojik olarak parçalanabilir belediye atıklarının atık biyokütlelerle birlikte pirolizi biyokömür yüzey alanını (170,18 m2/g) ve n-alkanlar bakımından zengin sıvı ürün miktarını (%34,6) arttırmıştır. Regresyon analizi, artan nihai sıcaklıkların biyokömürlerde daha yüksek BET yüzey alanlarını sağladığını doğrulamıştır (r:0.490, p≤0.01). Atık neminin biyokömür kalitesi üzerinde bir etkisi olmamış, ancak sıvı ürün oluşumunu arttırmıştır. Temel Bileşen Analizi, atık özelliklerinin (%28,95) ve işletme koşullarının (%26,68) biyokömür kalitesi üzerinde etkili başlıca faktörler olduğunu ortaya koymuştur. Piroliz tekniği, küresel iklim değişikliğine karşı biyobozunur ve biyokütle atıklarının yönetimi için tercih edilebilir ve elde edilen biyokömür karbon tutumu için kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
This research aimed to assess the utilization of municipal biodegradable and local biomass wastes through pyrolysis, focusing on waste quality and water content. In order to minimize the standard deviation due to heterogeneity, dry dog/cat food, whose detailed contents were analyzed, was used to identify the ideal conditions for pyrolysis of biodegradable waste. Primary devolatilization after water release occurred between 200-500°C and exothermic combustion at about 280°C. Preliminary experiments showed decreasing biochar yield and elevated biochar surface area (up to 213.11 m2/g) with higher final temperatures. FT-IR confirmed functional groups removal and carbondioxide, methane, and hydrogen generation during char production. The experiments conducted at 700°C, 10°C/min heating rate, and 40 minutes of retention time yielded with optimal results regarding the final products of the pyrolysis process. Any significant impact of initial water content (25, 40 and 55%) of wastes or their particle size (5-10, 10-15, 15-20 mm) was not observed. Co-pyrolysis of biodegradable municipal waste with waste biomasses enhanced biochar surface area (170.18 m2/g) and the amount of liquid product (34.6%), rich in n-alkanes. Regression analysis verified that increasing final temperatures results with higher BET surface areas in biochars (r:0.490, p≤0.01). Waste humidity had no impact on biochar quality, but enhanced liquid product formation. Principal Component Analysis revealed that waste characteristics (28.95%) and operating conditions (26.68%) were the major factors on biochar quality. Pyrolysis technique can be preferred for the management of biodegradable and biomass wastes against global climate change and the biochar obtained can be used for carbon sequestration.
Benzer Tezler
- Sabit yataklı yakma sistemlerinde yanmada kömür neminin emisyonlara etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigations of effect of moisture on the emissions in fixed bed compustion appliances
NALAN ERDÖL AYDIN
- Belediye katı atıklarının termal yöntemlerle bertarafı teknolojik ve ekonomik incelenmesi
Thermal disposal methods of municipal solid wastes technological and economical way
FATİH AVCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Malkara linyitinin ve yer altı gazlaştırma katı kalıntılarının polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) içeriğinin araştırılması
Investigations on PAHs in Malkara lignite and its ex-situ gasification char residues
YUNUS EMRE ÜTNÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ALPER AYDIN
- Konya bölgesi için alternatif biyokütle esaslı enerji sistemlerinin tekno-ekonomik değerlendirilmesi
Tecno-economic evulation of alternative energy systems based on biomass for Konya region
MUHAMMET ER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK