Ömrünü tamamlamış pamuk içeriği zengin banknotların akışkan yatak reaktörde gazlaştırılması ve modellenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HAKAN KAVUŞTU
Danışman: Emir Hüseyin Şimşek
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sanayileşme ve nüfus artışı gibi nedenlerle tüketimi artmaya devam eden enerjinin çoğunluğunun fosil yakıtlardan elde edilmesi; enerji güvenliği ile çevresel ve insan sağlığına etkilerine yönelik kaygıları artırmaktadır. Bu doğrultuda, biyokütlenin içerisinde en büyük paya sahip olduğu yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi her geçen gün artmaktadır. Küresel bir ürün olan banknotların üretiminde kullanılan baskı malzemelerinin büyük çoğunluğunda pamuk kullanılmaktadır. Dünya genelindeki ömrünü tamamlamış banknot ve üretim atığı banknot miktarı toplamının yıllık 185.000 tonu geçtiği hesaplanmaktadır. Ömrünü tamamlamış pamuk içeriği zengin banknotlar; çoğunlukla yakma ve atık saha doldurma yoluyla bertaraf edilmektedir. Bu çalışmada, pamuk içeriği zengin banknotların daha etkin şekilde ekonomiye kazandırılması amacıyla banknot örneğinin karakterizasyonu, gazlaştırılması ve kinetiğinin modellenmesi araştırılmıştır. Karakterizasyon testleri kapsamında; ısıl değer, kısa, lignoselülozik, elementel, metal, termogravimetrik ve FTIR analizleri gerçekleştirilmiştir. Termal analizden elde edilen veriler kullanılarak Kissinger, Flynn-Wall-Ozawa ve Kissinger-Akahira-Sunose kinetik yöntemleri ile termal bozunma incelenmiştir. Akışkan yataklı gazlaştırıcıda su buharı-hava ile farklı işletim şartlarında (sıcaklık, parçacık boyutu, H2O/O2 oranı, eş-gazlaştırma, torrefikasyon ön işlemi) elde edilen gaz ürün bileşimi (CO, CO2, CH4, H2, O2) incelenmiştir. Gaz ürün bileşiminde etkili olabilecek gazlaştırma tepkimeleri araştırılmıştır. Modelleme çalışmasında, birinci mertebeden lineer kesikli zaman modeli önerilmiştir. Modelin deneysel verilere uygunluğu ve tepkime hız sabitleri Kalman filtresi kullanılarak MATLAB'da yazılmış programla belirlenmiştir. Karakterizasyon testlerinin sonuçları, ömrünü tamamlamış pamuk içeriği zengin banknotların, biyokütle çevrim yöntemlerinde kullanım için temel karakteristiğe sahip olduğunu göstermiştir. Gazlaştırma deneylerinde ise yüksek oranda CO (% 12,11) ve H2 (% 8,77) içeriğine sahip sentez gazı elde edilmiştir. Model için belirlenen en büyük hız sabitine, su buharı reformasyon tepkimesi sahip olmuştur.