Odun talaşı ve tozundan pelet biyoyakıt üretilmesi ve yanma analizi
Production of pellets biofuel from wood shavings and dust and combustion analysis
Yazar: ALİ TÜPLEK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. FARUK KÖSE
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Emisyon = Emission ; Melas = Molasses ; Nişasta = Starch ; Talaş = Sawdust

Özet:
Ülkemizde Orman Genel Müdürlüğü'nün yıllık endüstriyel odun üretimi ortalama 16 milyon metreküptür ve bu orman ürünlerinden binlerce metreküp artık odun tozu ve talaşı meydana gelmektedir. Oluşan bu odun artıklarını pelet yaparak yakıt olarak değerlendirmek mümkündür. Ancak, peletlerin yakılması uygun koşullar altında yapılmazsa atmosfere önemli miktarda kirletici atılmaktadır. Bu çalışmada, çam talaşı ve MDF (orta yoğunlukta fiber) tozundan pelet numuneleri oluşturulmuştur. Bu numunelerin kimyasal analizleri yapılarak; uçucu madde, alt ısıl değer, üst ısıl değer, kül, toplam nem ve kükürt oranları tespit edilmiştir. MDF tozu ve çam talaşından elde edilen pelet numunelerinin laboratuar şartlarında yakılmasıyla oluşan yanma gazlarının (CO, CO , SO , NO, NO ) emisyon değerleri ölçülmüştür. Pelet numunelerine belirli oranda (%9) bağlayıcı madde olarak kullanılan zeolit, melas ve nişastanın baca gazı emisyon değerleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, pelet numunelerin yanma hızlarını tespit edebilmek için sabit yatak yakma deney cihazı tasarlanmış ve yapılmıştır. Pelet numuneleri, deney cihazında 550 `de yakılarak yanma hızları tespit edilmiştir. Bağlayıcı maddelerin, pelet numunelerinin yanma hızına etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak, çam talaşı pelet numunesinin kül içeriği % 0,26 bulundu ve bünyesinde kükürt içermemektedir ve alt kalori değeri de 4.521 cal/gr bulunmuştur. Buna göre pelet yakıtının linyit türü kömürlere göre daha temiz ve yüksek verimli alternatif bir yakıt olduğu tespit edilmiştir. Mdf tozu pelet numunesi, bünyesindeki yanmayı geciktirici kimyasallardan dolayı kalorifik değeri 3.857 cal/gr çıkmıştır. Bu tür mdf tozu peletlerin, konutsal yerleşimden uzak sanayi bölgelerinde yakılarak değerlendirilmesi uygundur. Mdf tozu pelet numuneleri, yakıldığı zaman bileşiminde bulunan azotlu kimyasallardan dolayı, doğal çam talaşı pelet numunelerine göre daha yüksek NO ve NO emisyonlarına sebep olmuştur. En düşük emisyon değerleri, %9 oranında zeolit bağlayıcılı çam talaşı pelet numunesinde görülmüştür. Çam talaşının zeolit ile birlikte yakılmasının, yanma hızını düşürerek, yanma verimini artırdığı ve baca gazı emisyon değerlerini (NO , NO ve CO) sırasıyla %79,6, %79,4 ve % 59,4 oranında düşürdüğü tespit edilmiştir.

Abstract:
Annual industrial wood production of Directorate General of Forestry in our country is an average of 16 million m . Thousands of cubic meters of waste wood dust and sawdust is produced besides these forest products which are processed in accordance with the purpose of use. It is possible to make use of this wood waste as fuel by pelletizing them. However, unless burning of pellets is done under proper circumstances, large amounts of pollutants are thrown into the atmosphere.İn this study, samples of pine wood dust and mdf (medium density fiber) dust pellets have been obtained. After carrying out chemical analyses on these samples; the ratio of volatile matter, minimum calorific value, maximum calorific value, ash, total humidity rate and sulfur rates have been identified.The emission values of the exhaust gases (CO, CO , SO , NO, NO ) forming as a result of the pellet samples obtained from medium density fiber dust and pinewood dust burning in laboratory environment have been measured. The effects of zeolite, molasses cane, starch which are used as binding materials in a specified percentage ( 9% ) in pellet samples on the emission values have been studied.In addition, in order to identify the burning rate of the pellet samples, a fixed-bed experimental singeing machine has been devised in this study. The pellet samples were burnt at 550 C, in the experimental machine and their burning rates have been determined. The effect of the binding materials on pellet samples has been studied.As a conclusion, as pinewood dust pellet samples has 0,26 % ash content, doesn?t contain any sulfur and its minimum calorific value can reach a value of 4.521 cal/gr; it has been found to be a cleaner and more efficient alternative to coal of lignite type. The calorific value of medium density fiber dust pellet samples have reached a value of 3.857 cal/gr as a result of the fire retardant materials in it. This type of medium density fiber dust pellets could be utilized in industrial regions far from inhabited areas. When burnt, medium density fiber dust pellet samples led to a higher NO and NOx emission rates in comparison to the natural pinewood dust pellet samples due to the nitrous chemicals they contain. The lowest emission values have been observed in pinewood dust pellet sample which has 9% zeolite as a binding material. It has been found out that pinewood dust burning with zeolite reduces the burning rate and thus increasing the efficiency and also reducing the stack gas emission. It has lowered NOx, NO and CO emissions respectively with a percentage of 79,6%, 79,4% and 59,4%.