Farklı biyokütle atıklarının su buharı gazlaştırması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AGİEB ELNAZİR AGİEB HAMMAD

Danışman: ÖZKAN MURAT DOĞAN

Özet:

Günümüzde en önemli enerji kaynağı olan fosil yakıtların sahip olduğu öneme rağmen, neden olduğu çevresel sorunlardan dolayı ve buna paralel yükselen enerji arzını karşılamak için en verimli, temiz ve ekonomik çözüm yollarını bulunması yolunda yapılan araştırmalar hızla sürdürülmektedir. Bu araştırmalar çerçevesinde, çevreyi daha az kirleten, yenilenebilir enerji kaynağı olan biyokütle, fosil kaynaklara alternatif olabilecek en önemli enerji kaynaklarından biridir. Biyokütlenin, termal, biyolojik ve fiziksel proseslerle bir takım teknolojilerle çeşitli enerji kaynaklarına dönüştürülmesi mümkündür. Bu teknolojiler içeresinde gazlaştırma teknolojisi çok önemli yer kapsamaktadır. Biyokütlenin gazlaştırılması sonucunda üretilen sentez gazından hidrojen, amonyak ve metanol gibi değerli kimyasal maddelerin de üretilmesi söz konusudur. Bu çalışmanın amacı, biyokütle atığı olan pirina, fındık kabuğu ve odun talaşının gazlaştırma işlemi ile hidrojence zengin sentez gazı üretilmesidir. Deneysel çalışmada, laboratuvar ölçekli dolaylı ısıtmalı 40 mm çapında 1 m yüksekliğindeki sabit yataklı gazlaştırma reaktör sistemi kullanılmıştır. Gazlaştırma için gerekli sıcaklık dolaylı olarak bir fırın yardımı ile sağlanmakta, gazlaştırma ajanı olarak kullanılan su buharı ise buhar jeneratörü vasıtasıyla sağlanmıştır. Çalışmada biyokütle atık olarak kullanılacak olan pirina (P), fındık kabuğu (FK) ve odun talaşı (OT) ilk önce öğütülerek kaba ve elementel analizleri yapılmıştır. Ortalama partikül boyutu1 mm olan pirina, fındık kabuğu ve odun talaşı, farklı sıcaklık (600oC, 650oC, 700oC, 750oC, 800oC ve 850oC), farklı su buharı akışı (5, 10 ve 15 g su/dk) ve farklı katalizörler (MgO, CaO ve K2CO3) kullanılarak gazlaştırma işlemine tabi tutulmuştur. Gazlaştırma sıcaklığının ve su buharı akış hızının ve katalizörlerin elde edilen sentez gazı bileşimi üzerine etkileri araştırılmıştır. Sentez gazı bileşenlerinin analizi gaz kromatografi cihazı kullanılarak yapılmış ve karışım içerisinde hacimce yüzdeleri belirlenmiştir. Deneysel çalışmalarda en yüksek hidrojen konsantrasyonu hacimce %66 ile 750 oC sıcaklığında ve 0,25 g su/s buhar akış hızı koşullarında pirina atığı beslemesinde elde edilmiştir. Elde edilen en yüksek hidrojen/karbon monoksit oranı 5,4 olup pirina atığı ile yapılan deneyde elde edilmiştir.