Tavuk gübresi, gül posası ve yerli kale linyiti kullanılarak hazırlanan ham ve torefiye yakıt karışımlarının yanma karakteristiklerinin ve kinetiklerinin araştırılması
Investigation of kinetics and combustion characteristics of raw and torrefied fuel mixtures prepared by using chicken manure, rose pulp, and local kale lignite
- Tez No: 959867
- Danışmanlar: PROF. DR. SEMA YURDAKUL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Türkiye'nin yaklaşık olarak toplam yıllık ithalatının dörtte birini enerji ithalatı oluşturmaktadır. Bu ise Türkiye'nin enerji ihtiyacının dörtte üçüne denk gelmektedir. Dolayısıyla, ülkemiz, birincil enerji arzında yaklaşık %75 gibi yüksek bir oranla dışa bağımlı bir ülkedir. Bu nedenle fosil yakıt kaynaklı dışa bağımlılığın ve çevresel sorunların azaltılması açısından yenilenebilir enerji kaynakları ülkemiz açısından büyük önem arz etmektedir. Güneş, rüzgâr, hidrolik, dalga, biyokütle ve jeotermal enerjiler yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. Ham madde temin güçlüğü oluşturmaması, çevre dostu olması ve sera gazı emisyonlarını büyük ölçüde azaltması, yenilenebilir enerji kaynaklarının öne çıkan avantajları arasındadır. Biyokütle, yaşayan ya da yakın zamana kadar yaşamış olan ve fosilleşmesi gerçekleşmemiş olan bütün biyolojik malzemeleri kapsamaktadır. Biyokütle, bitki, odun ve hayvan atıklarının yakılması ile doğrudan yakıt olarak kullanılabildiği gibi; farklı biyoyakıtlara: katıya, sıvıya ve gaza dönüştürülmesi sonucu da kullanılabilmektedir. Biyokütle enerjisi ise Sürdürülebilirlik açısından önemli enerji kaynakları arasında yer almaktadır. Türkiye gerek coğrafyası ve gerekse konumu açısından yüksek biyokütle potansiyeline sahip bir ülkedir. Dünyada enerji talebinin artması ve bu enerjinin büyük bir çoğunluğunu karşılayan fosil yakıtların, hem sınırlı miktarda olması hem de çevreye verdiği olumsuz etkilerden dolayı, yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına olan talebin hızla arttığı görülmektedir. Biyokütle, diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına kıyasla uygulama alanı en geniş olanıdır. Avrupa Birliği, Kyoto Protokolü hedeflerini ve yüksek enerji talebini karşılamak için, biyoyakıtların kullanımını teşvik etmektedir. Bu nedenle, ülkemizin biyokütleye yönelerek sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynaklarını geliştirmesi büyük önem arz etmektedir. Tez kapsamında Tavuk gübresi (TG), gül posası (GP) ve yerli Kale Linyiti'nin (L) hem ham hem de torefiye edilmiş halleri ağırlıkça farklı oranlar kullanılarak yakıt karışımları hazırlanmıştır. Ham malzemeler %100TG, %100GP, %100L ve bunların üç farklı ham karışımı %40TG+%40GP+%20L; %37TG+%37GP+% 26L; %33TG+ %33GP+%34L ile aynı oranlar kullanılarak söz konusu malzemelerin torefiye hallerinden karışımları hazırlanmıştır. Hazırlanan yakıt karışımlarının Thermogravimetrik analizleri (TGA) için TG-1500 model Thermogravimetric analiz Cihazı kullanılmıştır. Analizler 25-1000 oC sıcaklık aralığında, 40 ml/dk. kuru hava atmosferinde ve 4 farklı (5oC/dk., 10oC/dk., 15oC/dk. ve 20oC/dk.) ısıtma hızında gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda elde edilen termogramlar kullanılarak, Flynn-Wall-Ozawa (FWO) yöntemi ile hazırlanan yakıt karışımlarının yanma kinetikleri ve yanma karakteristikleri belirlenmiştir. Bu çalışma kapsamında ele alınan yakıt karışımlarının torefikasyon işlemine tabi tutulması sonucunda; pik sıcaklıklarının, alev alma sıcaklıklarının, son yanma sıcaklıklarının ve kapsamlı yanma performanslarının arttığı görülmüştür. Bu durum, ham biyokütlenin yanma/yakıt performansını geliştirmek için torefikasyon işlemine tabi tutulmasının doğru bir yöntem olduğunu göstermiştir. Ayrıca torefiye edilmiş numunelere linyitin ilave edilmesiyle, tavuk gübresi ve gül posasının yanma davranışının, ham hallerine göre önemli derecede geliştiği tespit edilmiştir. Bu çalışmayla, ham tavuk gübresinin, gül posasının ve kale linyitinin ortalama aktivasyon enerjilerinin sırayla 127,14 kj/mol, 87,75 kJ/mol ve 40,50 kj/mol olduğu tespit edilmiştir. Torefikasyon işlemine tabi tulan malzemelerin aktivasyon enerjilerinde, ham hallerine göre düşüş gözlemlenmiştir. Çalışmada kullanılan Kale Linyitinin bulunan aktivasyon enerjisi literatürdeki düşük mertebeli linyitlere; yine linyit ve biyokütle karışımlarının aktivasyon enerjilerinin de literatürdeki değerlere yakın sonuçlar gösterdiği tespit edilmiştir. Ayrıca hem ham, hem de torefiye edilmiş biyokütlenin linyit ile beraber yakılması esnasında sinerjik bir etkinin olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Energy imports constitute approximately one-fourth of Turkey's total annual imports. This corresponds to three-fourths of Turkey's energy needs. Therefore, our country is a country that is highly dependent on foreign sources, approximately 75% of its primary energy supply. Therefore, renewable energy sources are of great importance for our country in terms of reducing foreign dependency on fossil fuels and environmental problems. Solar, wind, hydraulic, wave, biomass and geothermal energies are renewable energy sources. The prominent advantages of renewable energy sources are that they do not create difficulty in obtaining raw materials, are environmentally friendly and greatly reduce greenhouse gas emissions. Biomass includes all biological materials that are living or have lived until recently and have not been fossilized. Biomass can be used directly as fuel by burning plant, wood and animal waste; It can also be used as a result of converting it into different biofuels: solid, liquid and gas. Biomass energy is among the important energy sources in terms of sustainability. Turkey is a country with high biomass potential due to its geography and location. Due to the increasing energy demand in the world and the limited amount of fossil fuels that meet the majority of this energy and their negative effects on the environment, it is seen that the demand for new and renewable energy sources is increasing rapidly. Biomass has the widest application area compared to other renewable energy sources. The European Union encourages the use of biofuels to meet the Kyoto Protocol targets and high energy demand. For this reason, it is of great importance for our country to develop sustainable and renewable energy sources by turning to biomass. Within the scope of the thesis, fuel mixtures were prepared by using different ratios by weight of both raw and torefined states of Chicken manure (TG), rose pulp (GP) and local Kale Lignite (L). Raw materials 100% TG, 100% GP, 100% L and their three different raw mixtures 40% TG+% 40GP+% 20L; 37% TG+% 37GP+% 26L; 33% TG+% 33GP+% 34L were used and mixtures of the torefined states of the mentioned materials were prepared by using the same ratios. TG-1500 model Thermogravimetric analyzer was used for Thermogravimetric analyzes (TGA) of the prepared fuel mixtures. Analyzes were carried out in the temperature range of 25-1000 oC, 40 ml/min. The experiments were carried out in a dry air atmosphere and at 4 different heating rates (5oC/min, 10oC/min, 15oC/min and 20oC/min). Using the thermograms obtained as a result of the analyses, the combustion kinetics and combustion characteristics of the fuel mixtures prepared with the Flynn-Wall-Ozawa (FWO) method were determined. As a result of the torefining process of the fuel mixtures considered in this study, it was observed that peak temperatures, ignition temperatures, final combustion temperatures and comprehensive combustion performances increased. This situation showed that torefining raw biomass is a correct method to improve combustion/fuel performance. In addition, it was determined that the combustion behavior of chicken manure and rose pulp improved significantly compared to their raw forms by adding lignite to the torefined samples. In this study, it was determined that the average activation energies of raw chicken manure, rose pulp and kale lignite were 127.14 kJ/mol, 87.75 kJ/mol and 40.50 kJ/mol, respectively. A decrease was observed in the activation energies of the materials subjected to the torefining process compared to their raw forms. The activation energy of Kale Lignite used in the study was found to be close to the low-level lignites in the literature; and the activation energies of lignite and biomass mixtures were also found to be close to the values in the literature. In addition, it was observed that there was a synergistic effect when both raw and torefined biomass were burned together with lignite.
Benzer Tezler
- Gül posası ve tavuk gübresinin hidrotermal karbonizasyonu ve torefikasyonu
The hydrothermal carbonization and torrefaction of rose pulp and chicken manure
METEHAN KANYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ GÜREL
PROF. DR. SEMA YURDAKUL
- Gül işleme atıklarının kompostlaştırılmasında optimum C/N oranlarının belirlenmesi üzerine bir araştırma
A research on determination of optimum C/N ratio of composting of rose processing wastes
EMRAH ONURSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
ZiraatSüleyman Demirel ÜniversitesiTarım Makineleri Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. KAMİL EKİNCİ
- Tavuk gübresi biyoçarının biberde fide kalitesi üzerine etkisi
Effects of poultry litter biochar on seedling quality in pepper
MELTEM GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
ZiraatEge ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KADRİ BOZOKALFA
- Tavuk gübresinden biyogaz üretim potansiyelinin araştırılması
Investigation of biogas production potential from chicken manure
NAZMİYE GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. İSMAİL TOSUN
- II. ürün olarak yetiştirilen soyada (Glycine max (L.) Merr.) organik gübre uygulamalarının verim unsurları ve bazı kalite kriterleri üzerine etkisi
The effect of soybean growth as a second product on the efficiency cases of organic fertilizer applications and some quality criteria
SAMET GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞAHANE FUNDA ARSLANOĞLU