Yüksek karbonlu ferrokrom üretiminde karbondioksit emisyonu azaltılması için fosil esaslı redükleyiciler yerine karbonize biyoatıkların kullanılması
Use of carbonized bio-waste instead of fossil-based reductants to reduce carbon dioxide emissions in high-carbon ferrochrome production
- Tez No: 989578
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BURAK BİROL, PROF. DR. MUSTAFA BOYRAZLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Metalürji endüstrisindeki fosil yakıtlardan kaynaklanan sera gazı emisyonları, alternatif olarak çevre dostu karbon kaynaklarına doğru bir kaymaya yol açmıştır. Doğada atık halde bulunan bitki bazlı biyokütlelerin karbonizasyonu sonucu elde edilen biyokömürler, yüksek karbon içerikleri, düşük kükürt seviyeleri nedeniyle metalürjik koka umut vadeden bir alternatiftir. Bu çalışmada, yüksek karbonlu ferrokrom üretiminde kromit cevherinin indirgenmesinde farklı biyokütlelelerden elde edilen biyokömürlerin kullanılabilirliği, redüksiyon davranışı ve sera gazı emisyonları incelenmiştir. Bu kapsamda çalışmanın ilk aşamasında 5 farklı biyokütleye farklı sıcaklık ve sürelerde karbonizasyon işlemi uygulanmıştır. Karbonizasyon işlemlerinden elde edilen biyokömürlerin karbon ve kükürt değerleri karşılaştırılarak optimum biyokömür seçilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise seçilen optimum biyokömür ve kok kömürü ile aglomerasyon çalışmaları yapılmıştır. Aglomerasyon çalışmaları kapsamında stokiyometrik oranın farklı katlarında biyokömür ve kok kömürü, sodyum silikat, melas içeren peletler üretilmiştir. Üretilen peletlerin mukavemet değerleri ölçülmüştür. Üçüncü aşamada ise farklı oranlarda (st1, st1,5, st2) ve çeşitlerde (biyokömür ve kok kömürü) indirgeyici içeren kromit peletlere farklı sıcaklık ve sürelerde redüksiyon işlemi uygulanmıştır. Bu deneylerden elde edilen veriler ile redüksiyon dereceleri hesaplanmış ve biyokömür ve kok kömürü arasında redüksiyon farkı ortaya konmuştur. Redüksiyon derecelerine göre difüzyon ve kimyasal reaksiyon kontrollü model kullanılarak biyokömür ve kok kömürünün redüksiyon kinetiği incelenmiştir. Hesaplamalardan elde edilen veriler ile reaksiyonların hız sınırlayıcı faktörleri ve aktivasyon enerjileri belirlenmiştir. Tez çalışmasının son aşamasında ise farklı oranlarda biyokömür ve kok kömürü içeren peletlerin 900-1500 °C sıcaklık aralığında gerçekleşen redüksiyon deneyleri esnasında ortama salınan sera gazı (CO, CO2, NO2, SO2) miktarları ppm seviyesinde ölçülmüştür.
Özet (Çeviri)
Greenhouse gas emissions from fossil fuels in the metallurgical industry have led to a shift towards alternative, environmentally friendly carbon sources. Biochar obtained by carbonization of plant-based biomass, found in natural waste, are a promising alternative to metallurgical coke due to their high carbon content and low sulfur levels. This study investigated the usability, reduction behavior, and greenhouse gas emissions of biochar obtained from different biomasses in the reduction of chromite ore in the production of high-carbon ferrochrome. In this context, in the first phase of the study, carbonization processes were applied to five different biomass samples at different temperatures and durations. The optimum biochar was selected by comparing the carbon and sulfur values of the biochar obtained from the carbonization processes. In the second phase of the study, agglomeration studies were conducted with the selected optimum biochar and coke. As part of the agglomeration studies, pellets containing biochar, coke, sodium silicate, and molasses at various multiples of the stoichiometric ratio were produced. The strength values of the produced pellets were measured. In the third stage, reduction processes were applied to chromite pellets containing different reductant ratios (st1, st1.5, st2) and types (biochar and coke) at different temperatures and times. Using the data obtained from these experiments, the degrees of reduction degree were calculated, and the reduction behavior differences between biochar and coke were revealed. The reduction kinetics of biochar and coke were investigated using diffusion and chemical reaction-controlled models according to the degrees of reduction. The rate-limiting factors and activation energies of the reactions were determined using the data obtained from the calculations. In the final stage of the thesis study, the amounts of greenhouse gases (CO, CO2, NO2, SO2) released into the environment during the reduction experiments of pellets containing different proportions of biochar and coke at a temperature range of 900-1500 °C were measured at ppm level.
Benzer Tezler
- Türkiye'de ferrokrom üretimi ve uluslararası pazarlamada karşılaşılan pazarlama sorunları
Başlık çevirisi yok
CEVDET YERLİKAYALAR
- Muğla yöresi kromitin karbotermal redüksiyonuna mekanik aktivasyonun etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of mechanical activation on the carbothermal reduction of chromite from Muğla region
FATİH APAYDIN
Doktora
Türkçe
2010
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KENAN YILDIZ
- Mangan ve niyobyum alaşım elementlerinin FE-CR-C esaslı sert dolgu kaplamalarının mekanik özelliklerine ve korozyon davranışına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of manganese and niobium alloying elements on the mechanical properties and corrosion behavior of fe-CR-C based hardfacing coatings
MUHAMMED CAN GÜLTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLAY ÇÖMEZ
- Eti krom konsantreleri kullanılarak kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile düşük karbonlu ferrokrom alaşımlarının üretilmesi
Low carbon ferrochromium production from Eti krom concentrate via self propagating high temperature synthesis
MERYEM GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Fındık kabuğu külü ve yüksek karbonlu ferrokrom üretim fırınlarında ortaya çıkan baca külünün asfalt betonunda filler olarak kullanımı
The use of hazelnut shell ash and chimney ash released in high carbon ferrochrome production furnaces as files in asphalt concrete
HÜSEYİN GÜNDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
UlaşımAdana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET BEYCİOĞLU