Naci Emre ALTUN
(Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Mustafa Ümit ATALAY
(Adres Yazılmamış)
Proje Grubu: TÜBİTAK MAG ProjeSayfa Sayısı: 0Proje No: 315M310Proje Bitiş Tarihi: 15.06.2018Türkçe

0 0
Yerli Enerji Kaynaklarımızdan Fosil Yakıt-Biyokütle Bazlı Hibrit Yakıt Biriketi Eldesi
Bu çalışmada pirina ile linyitin ağırlıkça çeşitli oranlarda (%10-50) karıştırılmasıyla hibrit bir fosil yakıt-biyokütle enerji kaynağı eldesi hedeflenmiştir. Çalışmanın en önemli amacı her iki yakıtın olumlu özelliklerinin bir araya getirilmesiyle, hem pirina hem de linyitin kullanımını olumsuz etkileyen özelliklerin rehabilite edilmesini sağlamaktır. Çalışmada öncelikle yakıt karışımlarının yakıt özellikleri ve yanma davranımları belirlenmiş, daha sonra karışımların hibrit bir yakıt formuna dönüştürülmesine yönelik olarak briketleme olanakları araştırılmıştır. Kısa ve elementer analizler, TG/DTG, DSC, TG-FTIR çalışmaları sonucunda, pirina ve linyitin karışım halinde kullanılmasının, yakıtların tek başlarına kullanılmalarına göre, yakıt özellikleri, yanma davranımları, SO2 emisyonları ve yanmaya olan yatkınlık bakımından önemli farklılıklar sağladığı belirlenmiştir. Pirina-linyit karışımlarının kükürt içerikleri ve SO2 emisyonlarında, tek başına linyit ile karşılaştırıldığında, belirgin iyileşmeler söz konusudur. Hibrit karışımlardaki pirina oranı arttıkça, karışımların S içeriği düşmekte, SO2 emisyonları azalmaktadır. Yanmaya olan yatkınlıklar incelendiğinde linyitin aktivasyon enerjisinin pirinaya göre ?2.5 kat düşük olduğu, yani linyitin pirinaya göre, yanmaya çok daha yüksek yatkınlık gösterdiği belirlenmiştir. Hibrit yakıt karışımlarının da aktivasyon enerjisi, tek başına pirinaya göre daha düşüktür ve karışımlar pirinaya göre yanmaya daha yüksek yatkınlık göstermektedirler. Pirinanın yakıt olarak tek başına kullanılmasındansa, linyit ile birlikte hibrit formda kullanılmasının çok daha olumlu olacağı, çünkü pirinanın yanmaya olan düşük yatkınlığının linyit katkısı ile rehabilite edilebildiği belirlenmiştir. Briketleme çalışmalarında, önce linyitin briketlenebilme davranımı incelenmiştir. Bağlayıcı olarak ağırlıkça %10 melas katkısı ile ve belirlenen ideal briketleme koşullarında linyit briketleri TS12055 standardında Sınıf 1 briketler için gerekli kırılma, aşınma ve düşme sağlamlıklarını sağlamaktadır. Hibrit pirina-linyit briketlerinin bağlayıcısız briketlenmesi aşamasında pirinanın sınırlı bağlayıcı etki gösterdiği ve pirina-linyit karışımlarının bağlayıcısız briketlenebildiği görülmüştür. Fakat, bağlayıcısız hibrit briketler ancak Sınıf 2 briketler için gereken aşınma sağlamlığını sağlayabilmekte, gerekli kırılma sağlamlığını büyük ölçüde karşılamaktadır. Hibrit briketlerin, TSE12055?de Sınıf 1 tipi briketler için geçerli dayanım koşullarını sağlaması amacıyla bağlayıcı ilavesiyle briketleme yapılmıştır. Karışımlar önce melas daha sonra melas+kireç kullanımıyla briketlenmiş, melas (ağırlıkça %5-15) ve kireç miktarlarına (ağırlıkça %4-6) göre, briketlerin dayanım özellikleri belirlenmiştir. %5 melas ilavesinde dahi, Sınıf 1 briketler için gerekli kırılma ve aşınma sağlamlığı tamamen, düşme sağlamlığı büyük ölçüde karşılanmaktadır. Yani, pirina gösterdiği sınırlı bağlayıcı etki ile, briketleme için gerekli bağlayıcı miktarını azaltabilmektedir. Melas ile birlikte kireç ilavesi ise dayanım özelliklerinde belirgin bir iyileşme sağlamamaktadır. Öte yandan, çalışmada elde edilen briketler hiçbir koşulda, suya dayanım gösterememiştir. Bu sorun linyitlerimizin çoğu için geçerli olup, hibrit briketlerin, TSE12055 standardında belirtildiği üzere kapalı ambalajlar içinde satılması bu duruma çözüm olarak önerilebilir. Sonuç olarak, pirina ve linyitlerimizin birlikte, hibrit yakıt formunda kullanılmaları yakıt özellikleri, yanma davranımları ve SO2 emisyonları bakımından önemli faydalar sağlamaktadır. Hibrit kullanım ile, iki yakıtın olumlu özelliklerinin öne çıkması ve olumsuz özelliklerinin rehabilite edilebilmesi çok önemli bir avantaj olup, her iki yakıtın daha yaygın, sürdürülebilir ve çevreye dost şekilde kullanımına yönelik önemli bir çözümdür. Pirina-linyit karışımlarının başarıyla briket formuna dönüştürülmüş olması da, önerilen hibrit yakıtın yaygın kullanımını sağlayabilecek önemli bir husustur.
  • Acarkan, N., Kural, O.,Önal, G.,Yıldım, A., Tuncel, Z., 1994.‘‘Çorum Bölgesi Kömürlerinin Zenginleştirilme ve Briketleme Yoluyla kükürdünün azlatılması’’ Türkiye 9. Kömür Kongresi, Zonguldak, 331-342.
  • Altun, N. E., Kok, M. V., Hicyilmaz, C. 2001. ‘‘Effect of Different Binders on the Combustion Properties of Lignite. Part II. Effect on Kinetics’’, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 65, 797-804.
  • Altun, N.E., Hicyilmaz, C., Bagci, S., 2003 ‘‘Combustion Characteristics of Coal Briquettes. 2. Reaction Kinetics’’, Energy and Fuels, 17, 1277-1282.
  • Altun, N.E., Hicyilmaz, C., 2006. Demineralization of Şırnak Asphaltites by Flotation. Oil Shale, 23(2), pp. 563-570.
  • Altun, N. E., Hicyilmaz, C., Kok, M. V. 2003. ‘‘Effect of particle size and heating rate on the pyrolysis of Silopi asphaltite’’, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 67, 369-379.
  • Al-Widyan, M. I., Al-Jalil, H. F., Abu-Zreig, M. M., Abu-Hamdeh, N. H. 2002. ‘‘Physical durability and stability of olive cake briquettes’’, Canadian Biosystems Engineering, 44, 3.41-3.45.
  • Başkan, A. E. 2010. Zeytinyağı işletmelerinin atıkları ve değerlendirme yolları. GEKA, Denizli.
  • Beker, U. G., Kucukbayrak, S., Ozer, A. 1998. ‘‘Briquetting of Afşin-Elbistan lignite’’, Fuel Processing Technology, 55, 117-127.
  • Boztepe, E., Karaca, A. 2003. “Yenilenebilir Enerji Kaynağı Olarak Tarımsal Atıklar”, 9. Türkiye Enerji Kongresi, İstanbul.
  • Buzkan, İ., Sahin, A. N. 1998. ‘‘Zonguldak Kömürlerinin Katkısız Briketlenmesi’’, Türkiye 11. Kömür Kongresi Bildiriler Kitabı, Zonguldak, 185-197.
  • Demiral, İ., Şensöz, S., 2004, “Zeytin (Olea Europea L.) küspesinden piroliz yöntemiyle Sentetik Sıvı Yakıt Üretimi”, 6. Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 7-10 Eylül, Bornova, İzmir.
  • Deniz, V., Kurt, M., 2001. ‘‘Kale (Denizli) Linyitleri île İthal Kömür Tozlarının Briketlenme Olasılığının Araştırılması’’, Türkiye 17. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, Antalya.
  • Deniz, V., Özsoy, T. 2002. ‘‘Saracaova (Nazilli- Aydın) Linyit Kömür Tozlarının Briketlenmesi’’, Türkiye 13. Kömür Kongresi Bildiriler Kitabı, Zonguldak, 197-204.
  • Hicyilmaz, C., Altun, N. E. 2006. ‘‘Improvements on combustion properties of asphaltite and correlation of activation energies with combustion results’’, Fuel Processing Technology, 87, 563-570.
  • Garcia-Ibanez, P., Sanchez, M., Cabanillas, A., 2005, “Thermogravimetric Analysis of Olive-Oil Residue in Air Atmosphere”, Fuel Processing Technology, 87, 103-107.
  • Keskin, Y., Cuhadaroglu, D. 1995. ‘‘Amasra kökenli kömürlerin birikete dönüştürülerek kaliteli konut yakıtı yapım olasılığının araştırılması’’, Türkiye 14. Madencilik Kongresi, 489-493.
  • Kural, O., Pişkin, S., 1988. “Asfaltitlerin Değerlendirilmesi ve Konya Ilgın Kömürlerinde Katkı Maddesi Olarak Kullanılması”, 6. Kömür Kongresi, Zonguldak, Türkiye.
  • Oktay, Z., 2006, “Olive Cake as a Biomass Fuel for Energy Production”, Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering and Architecture Balıkesir University, Balıkesir, Turkey.
  • Ozaki, J., Nishiyama, Y., Guy, P.J., Perry, G.J., Allardice, D.J. 1997 ‘‘Role of carboxyl groups in the disintegration of brown coal briquettes by water sorption’’, Fuel Processing Technology, 50, 57-68.
  • Ozbas, E., Hicyilmaz, C., Kok, M. V., Bilgen, S. 2000. ‘‘Effect of Cleaning Process on Combustion Characteristics of Lignite’’, Fuel Processing Technology, 64, 211-220.
  • Ozbas, K.E., Kök, M.V., Hicyilmaz, C., 2002. Comparative kinetic analysis of raw and cleaned coals. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 69 (2), pp. 541-549.
  • Özbayoğlu, G., 2013, “Status of Coal: Turkey”, XVII. Int. Coal Preparation Congress, Turkey, 41- 44.
  • Pütün, E. A., Uzun, B. B., Apaydın, E., Pütün, E., 2005, “Bio-oil from Olive Oil Industry Wastes: Pyrolysis of Olive Residue under Different Conditions”, Fuel Processing Technology, 87, 25-32.
  • Richards, S. 1990. ‘‘Physical testing of fuel briquettes’’, Fuel Processing Technology, 25, 89- 100.
  • Saraçoglu, M., Gencer, Z. 1990. ‘‘Briquetting of Soma and Tunçbilek Lignites with Various kinds of stalks and investigation of the combustion properties of such Briquettes’’, III. International Mineral Processing Symposium, Istanbul, Türkiye, 313 s.
  • Şensöz, S., Demiral, İ., Gerçel, H. F., 2006, “Olive Bagasse (Olea Europea L.) Pyrolysis”, Bioresources Technology, 97, 429-436.
  • TS12055. 1996. Kömür Briketi - Ev ve Benzeri Yerleri Isıtmada Kullanılan. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
  • Tunalıoğlu, R., Armağan, G. 2008. ‘‘Aydın İlindeki Zeytinyağı İşletmelerinde Elde Edilen Yan Ürünlerin Tarım-Sanayi ve Çevre İlişkileri Boyutunda Değerlendirilmesi’’, Türkiye 8. Tarım Ekonomisi Kongresi, Gıda İşletmeciliği Cildi, Bursa, 135-143.

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © 2019 Tüm Hakları Saklıdır.