Çeşitli bitkisel atıkların karbonizasyon yoluyla değerlendirilmesi
Evaluation of various vegetable residues by carbonization
Yazar: DİDEM ÖZÇİMEN
Danışman: PROF.DR. AYŞEGÜL ERSOY MERİÇBOYU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Aktif karbon = Activated carbon ; Biyokütle = Biomass ; Biyokütle enerjisi = Biomass energy ; Karbonlaştırma = Carbonization

Özet:
Bu çalısmada, kayısı çekirdegi, fındık kabugu, üzüm çekirdegi ve kestane kabugubiyokütle numunelerinin, Jenkner tipi karbonizasyon retortu ve TermogravimetrikAnaliz (TGA) cihazı kullanılarak, iki farklı sistemde karbonizasyonugerçeklestirilmistir. Sıcaklık, ısıtma hızı, tanecik boyutu ve azot gazı debisininkarbonizasyon katı ürün verimleri üzerine olan etkisi arastırılmıstır. Biyokütlenumunelerinin retortta gerçeklestirilen karbonizasyonları için istatistikseldegerlendirme yapılmıs ve karbonizasyon kosullarının katı ürün verimine etkisinigösteren ve korelasyon katsayıları 0.91-0.95 arasında degisen farklı ampirik esitliklertüretilmistir. Biyokütle numunelerinin termogravimetrik analiz cihazındakikarbonizasyonları, izotermal olmayan kosullarda gerçeklestirilmis ve karbonizasyondeneyleri sonucunda elde edilen veriler kullanılarak, BASIC dilinde yazılmıs birbilgisayar programı ile karbonizasyon kinetik parametreleri hesaplanmıstır.Hesaplanan kinetik parametrelerin, numuneden numuneye ve kullanılan hesaplamayöntemi ile karbonizasyon kosullarına baglı olarak degistigi belirlenmistir Çalısmanınson kısmında, farklı hammadelerden farklı aktivasyon kosullarında aktif karbonüretimi gerçeklestirilmistir. Kayısı çekirdegi, fındık kabugu, üzüm çekirdegi ve kestanekabugu hammaddelerinden üretilen aktif karbonların, sıvı çözeltiden bakıradsorpsiyonu amacıyla kullanılabilirlikleri arastırılmıs ve adsorpsiyon deney verilerininFreundlich ve Langmuir izotermlerine uydugu belirlenmistir.Anahtar Kelimeler: Biyokütle, Karbonizasyon, Karbonizasyon Kinetigi, Aktivasyon veAdsorpsiyon

Abstract:
In this study, carbonization process has been conducted on the samples of apricot stone,hazelnut shell, grapeseed and chestnut shell to determine the effects of carbonizationtemperature, heating rate, particle size and sweep gas flow rate on the solid productyields. The carbonization process is carried out in two different systems namely aJenkner type fixed bed carbonization retort and Thermogravimetric Analyzer (TGA).To investigate the effect of carbonization parameters, a statistical design tecnique wasapplied to the experimental results obtained in retort system. Empirical equations whichhave high regression coefficients ranging from 0.91 to 0.95 were developed between thecarbonization conditions and solid product yield. A computer program in BASIC wasused to calculate the carbonization kinetic parameters from experimental nonisothermalthermogravimetric data of biomass samples. It was determined that thevalues of the kinetic parameters showed differences depending on the method ofcalculation, sample type and carbonization conditions. In the last part of study,activated carbon production from different raw materials at different activationconditions was achieved. The utility of apricot stone, hazelnut shell, grapeseed andchestnut shell activated carbons for the adsorption of copper ions were investigated. Itwas observed that the experimental adsorption results were successfully represented byFreundlich and Langmuir adsorption isotherms.Keywords: Biomass, Carbonization, Carbonization Kinetics, Activation and Adsorption