CO2 emisyonunun borlu çözeltiler ile tutulması ve ekonomik ürünlere dönüştürülmesi
Recovery of CO2 emission by boron solutions and conversion to conomically valuable products
Yazar: ORHAN YILMAZ
Danışman: PROF. DR. METİN GÜRÜ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Son yıllarda iyice kendini hissettiren ve küresel ısınmaya neden olan sera gazlarının en önemlisi olan CO2'in çevreye verdiği etkilerini azaltılması ve CO2'nin emisyonunun düşürülmesi için bir hammadde girdisi olarak kullanılması ülkemiz ve dünya sanayi açısından oldukça önemlidir. Bunun yanı sıra özellikle Ülkemizdeki en yüksek rezerve sahip olan bor cevherinin, bor ürünlerinin yanı sıra bor çözeltilerinin ve bor atık çözeltilerinin de ekonomiye kazandırılması ükemiz ve sanayi açısında önem arz etmektedir. Yapılan çalışmada günümüz gelişen ülkelerinin en önemli sorunu olan ve CO2 gazının salınımının azaltılarak sera gazı etkisinin çevreye olan zararlarının asgari düzeye indirilmesi amaçlanmıştır.Çalışma esnasında hem CO2'nin absorpsiyonu hem de özellikle cam sanayi hammaddesi olan NaHCO3 ve bor içeriğinin bir arada bulunduğu ürün karışımının üretilmesi amaçlanmıştır. Laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekte deneylerin gerçekleştrildiği bu çalışmada saf CO2 ve Bandırma Bor İşletme Müdürlüğü, Buhar Santrali baca gazı kullanılmıştır. Laboratuvar ölçekte 4 farklı deney düzeneğinde CO2 absorpsiyonu incelenmiş ve NaHCO3 içerikli Sodyum borat bileşikleri üretilmiştir. Elde edilen ürünlerin karekterizasyonu kimyasal anlizlerle ve XRD incelemeleri ile tespit edilmiştir. Laboratuvar çalışmalarında Maksimum % 92,4 saflaştırma sonucu ise % 98-99 NaHCO3 içerikli borat bileşikleri elde edilmiştir. Endüstriyel çalışmada ise Bor İşletme Müdürlüğü atık arıtma çözeltilerinden buha santralinin 100.000 m3/h'lik baca gazı farklı oranlarda geçirilerek CO2'nin tutulmasıyla % 99 CaCO3 içerikli katılar çöktürülmüştür. Geliştirilen endüstriyel çalışmada % 60, atık arıtma çözeltisi ile yapılan laboratuvar çalışmalarında ise % 97,6 CO2 tutma kapasitesine ulaşılmıştır. Daha sonra atık arıtma çözeltilerinden geçirilen gaz farklı oranlarda bor içeren çözeltiden geçirilerek % 99,5 CO2 tutma kapasitesine ulaşılmıştır.

Abstract:
It is very important for Turkish and World industry to use CO2, one of the major greenhouse gases causing global warming, as an ingredient to decrease CO2 emission level and so its hazardous effects on the environment. Besides, though Turkey has great boron reserves, it is also quite important to recover boron products from boron solutions and waste solutions for our economy and industry. In this study, the main purpose was to decrease emission of CO2 and lower the greenhouse gases effect on environment, which is the biggest problem of the developed countries nowadays.During this study, not only maxsimum CO2 absorption but also production of a mixture which can be used as ingredient in glass industry containing NaHCO3 and boron together were aimed. Flue gas taken from Bandırma Boron and Acid Plant and pure CO2 gas were used during laboratory, pilot and industrial scale works. CO2 absorption was investigated and sodium-borate solutions containing NaHCO3 were produced in four different systems in laboratory scale works. Products were characterized by XRD and chemical analysis. In laboratory scale works, borate solutions with 92,4 % NaHCO3 content was obtained and after purification this ratio was increased up to 98-99%. In industrial scale works, flue gas obtained from the steam station with flow rate of 100.000 m3/h was passed through the waste treatment solutions of the Eti Mine Boron Plant Works and solids containing 99 % CaCO3 was precipitated by absorbing CO2. In studies in which waste treatment solutions were used, 60% and 97,6 % CO2 absorption capacity was reached in the industrial scale and laboratory scale works respectively. Gas passed through the waste treatment solutions was than treated with the boron solutions and finally 99,5 % CO3 absorption capacity was reached.