Bir kentsel katı atık termal işleme tesisinin yakıt üretim ve enerji verimliliğinin araştırılması
Investigation of fuel production and energy efficiency of a municipal solid waste thermal processing plant
Yazar: MERT KILINÇEL
Danışman: DOÇ. DR. ETHEM TOKLU
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Fosil ve yeraltı kaynaklarının hızlı bir biçimde tükenmesi içinde bulunduğumuz yüzyılın kaçınılmaz bir gerçeği olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu hızlı tüketim ülkemizde ve dünyada alternatif enerji arayışlarını kaçınılmaz hale getirmektedir. Bu arayış bilim insanlarını çeşitli enerji kaynaklarını yeni teknolojiler üreterek kullanmaya teşvik etmektedir. Bunun yanında geçmişten günümüze kadar, insanoğlunun doğası sebebiyle düzenli bir tüketim yapması sonucu, büyük ve engellenemeyen bir atık oluşumu ve birikimini beraberinde getirmektedir. Bu atıkların termal yöntemler ile bertarafının sağlanması ise, enerji kaynağı arayışına bir alternatif olarak kendini göstermektedir. Termal işleme (Tİ) yöntemlerinden birisi olan piroliz işleminin gerçekleştirildiği bu çalışmada, piroliz teknolojisi olaraksabit yataklı ve döner yataklı iki ayrı sistem kullanılmıştır. Çalışmada öncelikle kentsel katı atıkları (KKA) oluşturan temel bileşenler belirli oranlarda karıştırılarak farklı menüler elde edilmiştir. Bir sonraki adımda menülere ısıl aktif katalizörler (sepiyolit ve boksit) eklenmiştir. Eklenen katalizörlerin piroliz işlemi sonucunda elde edilen son ürünlerin nitelik ve niceliklerine olan etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Elde edilen katı ve sıvı son ürünlerinin ısıl değer tayinleri kalorimetre bombasında hesaplanmıştır. Bu sayede her iki sistemin ısıl verimlilikleri ve proses verimlilikleri hesaplanmıştır. Ayrıca farklı oranlarda eklenen polimer ve selüloz içerikli malzemelerin, piroliz işlemi son ürünleri üzerine etkileri de gözlemlenmiştir.

Abstract:
The rapid depletion of fossil and underground resources is one of the main issues of the century. This rapid consumption makes the search for alternative energy crucial in our country and the world. This search encourages scientists to use different sources of energy by using and developing different technologies. Besides, from past to present, due to the results of a regular consumption of human, it brings with a large and unavoidable waste generation and accumulation. Disposal of these wastes by thermal methods provides an alternative solution to the search for energy sources. In this study, a rotary kiln pyrolysis reactor and a fixed bed pyrolysis reactor used as the thermal treatment method. First, the basic constituents of municipal solid waste (MSW) were mixed at certain ratios and different menus were obtained. In the next step thermally active catalysts (sepiolite and bauxite) were added to these menus. Thus the effect of catalysis on qualities and quantities of final products of pyrolysis was experimentally investigated. The calorific values of the end products (for solid and liquid phases) were calculated with a bomb calorimeter. Thermal and process efficiency analysis were performed depending on the calorific values of the end products. Besides the effect of different ratios of polymer and cellulose on final products of pyrolysis process is observed.