Bazı Türk linyitlerinin ve polistirenle karışımlarının; termal parçalanma ve yanma kinetiklerinin termogravimetrik analiz cihazı kullanılarak incelenmesi
Investigation of thermal degradation and combustion kinetics of some Turkish lignites and their blends with polystyrene by thermogravimetric analyzer
Yazar: GAMZE BÜKER
Danışman: PROF.DR. TÜLAY DURUSOY
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
BAZI TÜRK LİNYİTLERİNİN VE POLİSTİRENLE KARIŞIMLARININ; TERMALPARÇALANMA VE YANMA KİNETİKLERİNİN TERMOGRAVİMETRİK ANALİZCİHAZI KULLANILARAK İNCELENMESİGamze BükerÖZBeypazarı, Çan, Elbistan ve Mengen linyitlerinin ve polistiren ile karışımlarının termalparçalanma deneyleri argon atmosferinde, yanma deneyleri ise hava atmosferinde298-873 K sıcaklık aralığında SETARAM termal analiz cihazı kullanılarakgerçekleştirilmiştir. Arrhenius ve Coats & Redfern kinetik modelleri ile deneyverilerinden kinetik parametreler hesaplanmıştır.Linyitlerin ve linyit ile polistirenin ağırlıkça 1/1 karışımlarının termal parçalanması veyanması 10 K/dak ısıtma hızında yapılan deneylerde incelenmiştir. Linyit örneklerinintermal parçalanması deneyleri sonucunda elde edilen TG eğrilerinin benzer profilleresahip olduğu gözlenmiştir. Linyit örneklerinin yanması sonucunda elde edilenverilerden ise TG eğrilerinin farklı yanma profillerine sahip oldukları gözlenmiştir.Linyitlere polistiren eklenmesiyle yanma ve termal parçalanma deneylerinden eldeedilen TG eğrilerinin ise polistiren ile elde edilen profile benzer profillere sahipoldukları gözlenmiştir.Termal parçalanma ve yanma deneyleri sonucunda elde edilen verilerden, Arrheniusile Coats ve Redfern modelleri kullanılarak kinetik parametreler hesaplanmıştır. Hemtermal parçalanma hem de yanma deneylerinde Arrhenius modeline görehesaplanan aktivasyon enerjileri ve hız sabitlerinde, linyitlere polistiren eklenmesiyleartış olduğu gözlenmiştir. Coats ve Redfern modeli ile gerçekleştirilen kinetik analizsonucunda tüm deneylerde reaksiyon derecesinin en iyi uyumun elde edildiği 1/2olduğu sonucuna ulaşılmıştır.Linyitler ile linyit-polistiren karışımlarının termal parçalanma ve yanma işlemlerisonucunda elde edilen Tm, TD ve E değerlerinin linyit tanımlama analizleri iledeğişimleri grafiksel olarak incelenmiştir.Anahtar kelimeler: linyit, polistiren, yanma, termal parçalanma, kinetikDanışman: Prof. Dr. Tülay DURUSOY, Hacettepe Üniversitesi, Kimya MühendisliğiBölümü, Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

Abstract:
INVESTIGATION OF THERMAL DEGRADATION AND COMBUSTIONKINETICS OF SOME TURKISH LIGNITES AND THEIR BLENDS WITHPOLYSTYRENE BY THERMOGRAVIMETRIC ANALYZERGamze BükerABSTRACTThermal degradation experiments under argon atmosphere and combustionexperiments under air atmosphere of Beypazarı, Çan, Elbistan and Mengen lignitesand their blends with polystyrene were accomplished by using SETARAM thermalanalyzer in the temperature interval of 298-873 K. The data arising from theexperiments were used to estimate the kinetic parameters through the Arrhenius andthe Coats & Redfern kinetic models.Thermal degradation and combustion of lignites and 1:1 lignite-polystyrene blends byweight were carried out in 10 K/min heating rate. TG curves obtained by thermaldegradation showed similar profiles for all lignite samples. When the TG curvesobtained from combustion of lignites were analyzed they showed different structures.The TG curves from the thermal degradation and combustion of the lignite-polystyrene mixtures showed similar behaviour to the curves obtained frompolystyrene alone.The kinetic parameters were estimated through the Arrhenius and theCoats&Redfern kinetic models by fitting data obtained from the thermal degradationand combustion experiments. After the addition of polystyrene to lignite both inthermal degradation and combustion experiments an increase in the activationenergy and reaction rates were observed. Kinetic analysis realized by using theCoats&Redfern model it was found that reaction degree 1/2 showed the bestconformity in the model.The Tm, TC and E datas obtained by the thermal degradation and combustion oflignites and lignite-polystyrene blends were compared with lignite properties.Keywords: lignite, polystyrene, thermal degradation, combustion, kineticsAdvisor: Prof. Dr. Tülay Durusoy,Hacettepe University, Department of ChemicalEngineering, Chemical Engineering Section