Kömürlerin tetralinde UV ışınları ve mikrodalga enerji ile sıvılaştırma mekanizmalarının kesikli zaman modelleri kullanılarak belirlenmesi


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

Tezin Onay Tarihi: 2012

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Hakan KAVUŞTU

Danışman: EMİR HÜSEYİN ŞİMŞEK

Özet:

Bu çalışmada UV ışınları ve mikrodalga enerji kullanılarak tetralinde sıvılaştırılmış 4/1, 8/1 çözücü/kömür oranında altı farklı Türk kömürünün ve 30, 60, 90, 120, 150, 180 Watt UV ışık kaynakları kullanılarak tetralinde sıvılaştırılmış 5/1 çözücü/kömür oranındaki bir Türk kömürünün sıvılaşması üzerine tersinir ve/veya tersinmez basamaklar içeren on farklı mekanizma önerilmiştir. Önerilen mekanizmaların birinci mertebeden lineer kesikli zaman modelleri oluşturularak deneysel verilere uygunluğu ve tepkime hız sabitleri Kalman filtresi kullanılarak MATLAB’da (ver 7.11, The MathWorks Inc. Natick, MA, USA) yazılmış programla belirlenmiştir. Önerilen modellerin en uygununa, deneysel veriler ile modelden hesaplanan değerlerin kareleri farklarının toplamına bakılarak karar verilmiştir. Tersinir basamaklar içeren modellerin deneysel verilere daha iyi uyum sağladığı görülmüştür. En iyi uyum sağlayan modellerde tepkime hız sabitlerinin büyüklüğüne bakılmıştır. Genellikle en büyük hız sabitine kömüràyağ ve yağàkömür; en küçük hız sabitine ise kömüràasfalten ve kömüràpreasfalten tepkime basamaklarının sahip olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar yağın büyük bir kısmının tersinir olarak kömüre dönüştüğünü ve yağın büyük kısmının doğrudan kömürden oluştuğuna ek olarak kömürden asfalten ve preasfalten oluşumunun yavaş gerçekleştiğini göstermiştir. Abstract In this study, ten different mechanisms that contain reversible and irreversible steps on liquefaction of six different Turkish coals of 4/1, 8/1 solvent/coal ratio liquefied in tetralin with the use of UV Irradition and Microwave Energy and a Turkish coal of 5/1 solvent/coal ratio liquefied in tetralin with the use of 30, 60, 90, 120, 150, 180 Watt of UV light sources are suggested. Compliance of the suggested mechanisms are determined by forming first order linear discrete time models with the experimental data and reaction rate constants are determined with the program written in MATLAB (ver 7.11, The MathWorks Inc. Natick, MA, USA) with the use of the Kalman Filter. The most appropriate suggested model is determined by looking at the sum of the experimental data and squared differences of the values calculated with the model. Models containing reversible steps are seen to provide better fit to the experimental data. The magnitude of the reaction rate constants are examined for the models that best fit. It is observed that generally coalàoil and oilàcoal reaction steps have maximum rate constant; coalàasphaltene and coalàpreasphaltene reaction steps have minimum rate constant. The obtained results show that a large portion of the oil is transformed to coal as reversible and in addition to the fact that majority of the oil is formed directly from coal, formation of asphaltene and preasphaltene from coal takes place slowly.