Döngüsel ekonomi kapsamında hidrojence zengin sentez gaz üretimi için atıktan türetilmiş yakıt gazlaştırılması
Refuse derived fuel gasification for the production of hydrogen rich synthesis gas in the concept of circular economy
Yazar: ŞEYMA MERCAN
Danışman: DOÇ. DR. ATAKAN ÖNGEN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Sürdürülebilir bir atık yönetimi sağlamak ve enerjiye yönelik artan talebi karşılamak için,  atıktan türetilmiş yakıt (ATY) kapsamında bulunan atıkların sahip olduğu kalorifik değerden faydalanarak, atıktan enerji kazanımı sağlanabilir. Bu çalışmada, atıktan türetilmiş yakıtların termokimyasal yöntemlerden birisi olan gazlaştırma prosesi ile katma değeri yüksek ürünlere dönüştürülerek değerlendirilebilme olanakları araştırılmıştır. Atıktan türetilmiş yakıtlar gazlaştırılarak proses için en iyi şartlar değerlendirilmiştir. ATY karakterizasyonunu ortaya çıkarmak için nem tayini, kül miktarı tayini, uçucu organik madde tayini, sabit karbon miktarı, elementel analiz, FTIR, SEM-EDS ve TGA analizleri yapılmıştır. Deneyler, siklon ayırıcılı, yukarı akışlı sabit yataklı reaktörde, 700, 800 ve 900 °C sıcaklıklarda, kuru hava ve saf oksijenli ajanlar eşliğinde ve farklı ajan debilerinde ve katalizörlü ve katalizörsüz olarak yürütülen gazlaştırma seri deneyleri şeklinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, ATY örneğinin gazlaştırma deney parametreleri belirlenmiştir. Yürütülen gazlaştırma deneylerinden elde edilen veriler istatistiksel olarak anlamlandırılarak karşılaştırılmıştır. İdeal koşullarda yapılan katalizörsüz gazlaştırma çalışmaları bulgularına göre, en yüksek H2, CH4 ve CO konsantrasyonları sırasıyla %45, %21 ve %26 olarak tespit edilmiştir. Katalizör kullanılan gazlaştırma deneylerinde ise en yüksek H2, CH4 ve CO konsantrasyonları sırasıyla %67, %23 ve %20 olarak tespit edilmiştir.

Abstract:
In order to provide sustainable waste management and meet the increasing demand for energy, energy recovery from waste can be achieved by utilizing the calorific value of the wastes within the scope of refuse-derived fuel (RDF). In this study, the possibilities of converting refuse-derived fuels (RDF) into high value-added products with the gasification process, which is one of the thermochemical methods, were investigated. The best conditions for the process were evaluated by gasifying the refuse-derived fuels. In line with the results obtained, the optimum gasification test parameters for the RDF sample were determined. Moisture, ash content, volatile organic matter, fixed carbon content, elementel analysis, FTIR, SEM-EDS, and TGA analyses were performed to reveal the characterization of the samples.  Experiments were carried out in the form of gasification serial experiments carried out in an updraft fixed bed reactor with cyclone separator at temperatures of 700, 800 and 900 °C, in the presence of dry air and pure oxygenated agents, at different agent flow rates, with and without catalyst. In line with the results obtained, the gasification test parameters of the ATY sample were determined. The data obtained from the gasification experiments were statistically evaluated and compared. According to the findings of the gasification studies conducted without a catalyst under ideal conditions, the highest concentrations of H2, CH4, and CO were determined to be 45%, 21%, and 26%, respectively. In the gasification experiments using a catalyst, the highest concentrations of H2, CH4, and CO were determined to be 67%, 23%, and 20%, respectively.