Metal yüklü zeolit katalizörlerle plastik atıkların kimyasal geri kazanımı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: TUĞBA ALBAYRAK

Danışman: ALİ KARADUMAN

Özet:

Atıkları en aza indirmek temel amaç olmakla birlikte oluşmuş atıkları da bir şekilde çevreye zararlı olmaktan kurtarmak ve ayrıca ekonomiye katkı yapacak şekilde değerlendirmek gerekmektedir. Plastik atıkların kimyasal geri kazanımında en yaygın uygulanan yöntem pirolizdir. Piroliz, atığın genelde oksijensiz ortamda ısı etkisiyle bozundurulması işlemidir. Piroliz katalizörlü, katalizörsüz, indirgen veya yükseltgen ortamda yapılabilmektedir. Isı etkisi ile bozunan atıklar sıvı, katı ve gaz ürünlere dönüşmektedir. Piroliz, ürünleri yakıt veya kimyasal hammadde olarak kullanılması açısından, plastik atıklar için cazip ve alternatif bir geri dönüşüm tekniğidir. Bu çalışmada amaç, plastik atıkların metal yüklü zeolit katalizörlerle kimyasal geri kazanımının araştırılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda, polietilen ve polistiren plastik atıklar ZSM-5 sentetik zeoliti üzerinde yarı kesikli piroliz sisteminde piroliz edilmiştir. Katalizör olarak kullanılan zeolitlere metal yüklenmiştir. Katalitik piroliz sonucunda oluşan ürünlerin dağılımı ve miktarları belirlenmiştir. Ayrıca piroliz ürünlerinin bileşimi üzerine sıcaklık, süre, katalizör cinsi vb. gibi parametrelerin etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalar ve analizler sonucunda PS/AYPE oranı azaldıkça sıvı ve toplam dönüşüm değerlerinin azaldığı belirlenmiştir. Maksimum stiren veriminin elde edildiği en uygun deney şartları 450 °C'de yapılan ZSM-5 %10 Fe deney koşulları olarak belirlenmiştir. Sıvı ürünün büyük oranda stiren, etilbenzen, α metil stiren, benzen ve türevleri gibi aromatik hidrokarbonlardan oluştuğu belirlenmiştir. Elde edilen sıvı ürünün yakıt olarak kullanımının araştırılması kapsamında ise en fazla fraksiyon %50,8 ile 150-235 oC arasında PS/AYPE:1/5 ısıl bozundurma sıvısından elde edilmiştir. Fraksiyonun yoğunluğu 0,77 (g/cm³), anilin noktası 15,7 °C ve setan sayısı da 37 olarak elde edilmiştir.