• Ana Sayfa

AKIŞKAN YATAKLI BİR GAZLAŞTIRICIDA BİYOKÜTLENİN GAZLAŞMA PERFORMANSININ TERMODİNAMİK YAKLAŞIM VE HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ (HAD) YAKLAŞIMI İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MUSA YAZGI

Danışman: Hüseyin Topal

Özet:

Bu çalışmada, Türkiye’de önemli bir potansiyele sahip biyokütle atıklarının gazlaştırılması Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ve Termodinamik Denge Yaklaşım modelleri ile teorik olarak incelenmiştir. Bu doğrultuda ilk olarak Loha vd. (2013) tarafından kabarcık akışkan yatak gazlaştırıcıda yürütülen deneysel çalışma verileri ile model sonuçları karşılaştırılmıştır. Termodinamik denge yaklaşımı için oluşturulan modelin deneysel verilerle uygun sonuç vermediği belirlenmiştir. HAD modeli ise deneysel çalışma verileri ile doğrulandığından oluşturulana model ile biyokütlelerin (pirinç kabuğu, odun atığı ve fındık kabuğu) gazlaşma performansına işletim koşullarının etkisi parametrik çalışmalar adı altında teorik olarak incelenmiş ve 10 kata kadar ölçeklendirme çalışmaları yapılmıştır. Parametrik çalışmalarda gaz ürün bileşimi, H2/CO oranı ve alt ısıl değer (LHV), sıcaklık (T, 650 – 950 ℃), buhar/biyokütle oranı (S/B, 0,20 – 1,00) ve eşdeğerlik oranı (ER, 0,15 – 0,35) değerlerinin etkileri incelenmiştir. Sıcaklıktaki artış CO ve LHV değerini artırırken H2, CH4 derişimleri ile H2/CO oranını azaltmıştır. S/B değerindeki artış CO, CH4 ve LHV değerini azaltırken H2, CO2 derişimleri ile H2/CO oranını artırmıştır. ER değerindeki artış ise H2, CO, CH4, H2/CO ve LHV değeri azaltırken CO2 derişimi artırmıştır. Sentez gazı bileşimi ve LHV değeri açısından pirinç kabuğu diğer iki biyokütleden daha iyi performans vermiştir. Sıcaklığın 950 ℃, S/B değerinin 0,20 ve ER değerinin 0,15 olduğu koşullarda 10 MJ/Nm3 ile LHV değeri en yüksek gaz ürün pirinç kabuğu kullanılarak elde edilmiştir. Odun atığının kullanıldığı ölçeklendirme çalışmalarında ise ölçek oranının sentez gazı bileşimi ve LHV değerine önemli bir etki yapmadığı görülmüştür. Yürütülen çalışmalar sonucunda HAD yaklaşımının gazlaştırıcı optimizasyonu, tasarımı ve ölçeklendirmede kullanışlı olduğu değerlendirilmiştir.