Endüstriyel atıklardan gazlaştırma ile sentez gaz eldesi
Production of synthesis gas from industrial wastes by gasification
Yazar: ATAKAN ÖNGEN
Danışman: PROF. DR. SEMİHA ARAYICI
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, termokimyasal işlemler ile organize deri sanayi atıksu arıtma tesisinden toplanan arıtma çamurlarından sentez gaz üretimi ile çamur hacim azaltımının incelenmesi amaçlanmıştır. Deneysel çalışmalar kapsamında, önce çamur numunelerinin karakterizasyonu yapılmıştır. Böylece, kek çamur numunesinin ağır metal içerikleri belirlenmiş ve Tehlikeli Atıkların Kontrolü Yönetmeliği Ek-11A ile karşılaştırılarak kullanılan numunenin tanımlaması yapılmıştır.Atıksu arıtma tesisinin biyolojik arıtma, kimyasal arıtma ve çamur susuzlaştırma ünitelerinden ayrı ayrı toplanan arıtma çamurları öncelikle kurutma işlemine tabi tutulmuşlardır. Boyutlandırılması yapılan numuneler havasız ortamda, kuru hava eşliğinde ve saf oksijen eşliğinde termal işlemlere tabi tutulmuşlardır. Oluşan sentez gazların analizleri yapılarak ısıl değerler hesaplanmıştır. Ayrıca, katı maddelerdeki kütlesel ve hacimsel azalmalar tespit edilmiştir. Oluşan sıvı ürünlerin hacim ve ağırlıkları ölçülerek elementel analizleri gerçekleştirilmiştir.Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, kuru hava debisi 0.5 L/dk olarak yürütülen deneylerde ortaya çıkan her bir sentez gaza ait hesaplanan ısıl değerlerin 1000 kcal/m3 mertebesine erişemediği gözlenirken, 0.1-0.2 L/dk kuru hava debisi aralığında yürütülen deneylerde en yüksek ısıl değere sahip gaz kompozisyonuna erişilmiştir. Kuru hava debisinin optimum değer olan 0.2 L/dk üzerine çıkmasıyla birlikte sentez gazları H2, CO ve CH4 gazlarının yüzdesel hacimlerindeki net azalma doğrulanmaktadır. Bu durum, kuru hava debisinin sentez gaz üretiminde etkin rolünü açıkca göstermektedir. Maksimum ısıl değerin 2500-3275 kcal/m3 aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Ajan türünde meydana gelen değişikliklerden dolayı ısıl değerlerde meydana gelen değişimi anlayabilmek için yürütülen ANOVA testi sonucunda saf O2 ile yürütülen deneylerde elde edilen ortalama ısıl değerin, kuru hava ile yürütülen gazlaştırma deneylerinde tespit edilen ısıl değerlere nazaran daha yüksek değerlere ulaştığı belirlenmiştir. Gazlaştırma deneyleri sonucunda çamur hacmininde azaldığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, both waste minimisation and sythesis gas production from organised tannery industry wastewater treatment sludge by thermochemical processes were aimed.During experimental studies firstly characterisation of sludge samples were made. So that, heavy metal content of dewatered sludge was determined and compared to Turkish Hazardous Waste Control Regulation Ad.-11A in order to identify the sludge samples.Sludges collected seperately from biological treatment, chemical treatment and sludge dewatering units of the facility and then dried. Samples were adjusted to the desired dimensions and thermochemical processes were applied in the existence of dried air, pure oxygen and oxygen free media. Producer gas was analysed and calorific values were calculated according to mathematical equations. Besides, weight and volume reductions of both solid and liquid products were determined. Related instrumental analysis were carried out.Evaluation of the results showed that calorific values of the synthesis gases in the existence of dried air (0.5 L/dk) were calculated approximately as 1000 kcal/m3. As the gas flow of dried air was between 0.1-0.2 L/dk, gas compositions with higher calorific values were achieved. The fact that the volume percentages of H2, CO and CH4 decreased related to gas flow over 0.2 L/dk was confirmed. This result expressed the effect of dried air gas flow on producer gas production. Malsimum calorific values were achieved in the range of 2500-3300 kcal/m3. Related to the ANOVA statistical analysis that was used to understand the change of calorific values due to variation of agent gases, it was seen that avarage calorific value was higher than the value achieved by dried air. Sludge volume reduction was also achieved during gasification experiments.