Akışkan yataklı bir reaktörde Şırnak ve Hakkari asfaltitlerinin katalizör ile pirolizi


Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Samad MOGHANIRAHIMI

Danışman: Hüseyin Topal

Özet:

Bu çalışmada bir adet Şırnak bir ve iki adet Hakkari bölgesi asfaltit örneğinin piroliz özellikleri, bir dolaşımlı akışkan yataklı reaktörde katalizör eşliğinde sürekli beslemeli ve kesikli piroliz edilerek belirlenmiştir. Bu amaçla örnekler temin edilmiş ve 250, 500, 750 partikül çaplarına indirilerek örneklerin içeriği, XRF, kısa ve elementel analizleri yapılarak içerikleri belirlenmiştir. Ayrıca, temsili örnekler için FT-IR analizleri de yapılmıştır. Pirolizden elde edilen ürünlerin özelliklerini belirlerken sıvılar için GC-MS ve katılar için FT-IR analiz yöntemleri kullanılmıştır. Asfaltit örneklerinin pirolizi ile ilgili deneysel çalışmalarda etkin değişkenler, Dp, vakum miktarı, azot akış debisi, sıcaklık, besleme hızı, katalizör türü, piroliz süresi gibidir. Elde edilen ürünlerin analizleri yapıldıktan sonra deneyler sonuçlar karşılaştırılmış, pirolizde en yüksek sıvı ürün veriminin şartlarını bulmak üzere çeşitli parçacık çapı, vakum, azot debisi, sıcaklık, besleme hızı, katalizör türü ve süre gibi etkin değişkenlerin etkileri değerlendirilmiştir. Keskikli sistemde 200 mmHg da sıvı ürün miktarı 27% ye kadar artmıştır. Yapılan piroliz çalışmalarında, sürekli beslemeli reaktörde 700°C sıcaklıkta, 200 mmHg vakum, 2 g/dk besleme hızı ve 250 µm parçacık boyutunda, 16,5% maksimum sıvı ürün verimine ulaşılmıştır. Kesikli reaktör ve termo katalitik çalışmalarda 400°C sıcaklıkta %20 - %26 sıvı ürün verimine ulaşılmıştır. Partikül çapının artması sıvı ve gaz ürün veriminin artışına sebep olmuştur. Genelde sıcaklık etkisine bakınca, sıcaklık artışıyla doymuş hidrokarbonlarda azalma olup doymamış hidrokarbonlarda artış görülmüştür. Besleme hızının elde edilen sıvı ürün verimine büyük bir etkisinin olmadığı anlaşılmıştır. Deneylede katalizör kullanımının farklı etkileri görülmüştür. Genel olarak katalizörlü deneylerde sıvı fazda kükürtlü bileşiklerin azaldığı ve gaz oranının arttığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler : Akışkan yatak, asfaltit, piroliz, sıvı yakıt