Dolaşımlı akışkan yatakta düşük sıcaklıklarda orman ürünlerinden oluşan gaz ürünlerin deneysel incelenmesi
Experimental investgation of gasification products at low temperature from wood wastes in a circulating fluidized bed
Yazar: BURCU BOYACI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN TOPAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Akışkan yatak = Fluidized bed ; Biyokütle = Biomass

Özet:
Tüm fosil ve yenilenebilir enerji kaynakları günes kökenlidir. Güneste olusanhidrojen fizyon reaksiyonları ile açıga çıkan enerji ısıma yoluyla uzayayayılmakta, bu enerjinin dünyamıza ulasabilen kısmı fotosentez ve metabolizmasüreçlerinde rol oynamaktadır. Bitki yaprakları havadan karbondioksiti,yerden suyu ve mineralleri alarak bünyesindeki mineral kökenli katalizör etkisive günes ısınımı enerjisi ile bitkisel hidrokarbonları (CmHn) üretmekte veçevreye oksijen vermektedir. Bitkisel hidrokarbonlar, canlılar tarafındantüketilerek metabolizma süreçleri ile metabolik hidrokarbonlara ve yagadönüsmektedir. Bitkisel ve hayvansal hidrokarbonlar çesitli tektonik hareketlersonunda yer altında yüksek sıcaklık ve basınçlarda kalarak, milyonlarca yılsüren karbonizasyon süreçleri ile katı (kömür), sıvı (petrol) ve gaz (dogalgaz)fosil yakıtların olusumunu saglanmaktadır. Bu baglamda fosil yakıtlar tekrarolusum döngüsü milyonlarca yıl süren bir bakıma yenilenemeyen enerjikaynaklarıdır. Yeniden olusum döngüsü, çok daha kısa, yüz yılın altıda, olanfotosentezle olusan bitkisel hidrokarbonlar ve hayvansal metabolikhidrokarbonlardan olusan enerji kaynakları ise yenilenebilir enerji kaynaklarıolarak isimlendirilebilir. Bitkisel ve hayvansal, fosillesmemis artıklardan ya davkalıntılardan olusan bu enerji kaynaklarına genel olarak biyokütledenilmektedir.Bu arastırmada, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Isıl - Güçlaboratuarının altyapısı ve bilgi birikimi kullanılarak çam, gürgen agaç talası vegürgen agaç kabugu gibi biokütlelerin gazlastırılması için dolasımlı akıskanyataklı gazlastırma sistemi tasarımlanmıs ve imal edilmistir. Baslangıçtagazlasma da buhar kullanımı öngörülmüs, gerekli kaynak saglanamadıgı için,buhar kullanmaksızın gazlastırma arastırmaları yapılmıstır. Gazlastırma ısıkaynagı olarak yatak dıs yüzeylerine konumlanan elektrikli ısıtıcılar vebiyokütlenin eksik yanma ısıları kullanılmıstır. Gazlasma derecesini belirlemekiçin brüt gazlasma verimi tanımlanmıstır. Sisteme verilen elektrik enerjisidikkate alınmayarak, birim biyokütle basına üretilen sentetik gaz ısıl degeri,birim biyokütlenin alt ısıl degeri olarak kabul edilmistir. Tez çalısması, çam,gürgen agaç talası ve gürgen agaç kabugu üzerine yapılmıs, yapılan ölçüm vehesaplamalar sonucunda, çam, gürgen agaç talası ve gürgen agaç kabugunungazlasma verimleri sırasıyla %26,1, %26,7, %9,9 bulunmustur. Buradan dagörüldügü gibi biyokütle gazlasma potansiyelinin en az yararlanılan gürgenagaç kabugu, en fazla yararlanılan gürgen agaç talasıdır. Bunun nedenleriincelenmis, bu biyokütlelerde gazlasma verimlerini artırılması ile ilgiliyapılması gerekenler irdelenmistir.Anahtar Kelimeler : Gazlastırma, akıskan yatak, biyokütle.

Abstract:
All fossil fuels and renewable energy sources are solar based. The energygenerated in the Sun from the fusion of hydrogen is emitted to the spacecontinuously. The part of this energy, which reaches to the earth, plays an activerole in photosynthesis and metabolism processes. Plant leafs produces planthydrocarbons (CmHn) and emit oxygen to the environment by taking carbondioxide from air, water and minerals from ground through photosynthesis ofchlorophyll by using solar radiation. Plant hydrocarbons are converted tometabolic hydrocarbons and fat in food chains. Coal, petroleum and natural gashave been evolved hundreds of millions of years ago as plant and metabolicmatter decomposed and converted at conditions of high temperature andpressure under the earth?s surface in to the hydrocarbon compounds that iscalled, in general fossil fuels. Since the period of formation of fossil fuels is in theorder of millions, these energy sources are considered as non renewable.Biomass, on the other hand, refers to living and recently dead biologicalmaterial, hydrocarbons, for which the period of formation is relatively veryshort, less than hundred years. Biomass is a renewable energy source.In this study, a circulating fluidized-bed biomass gasification system has beendesigned and set up for investigating the gasification conditions and propertiesviiof biomass wastes from pine and hornbeam chips and barks, by using thefacilities of the Thermal Power Laboratory of Engineering Faculty, GaziUniversity. Due to some shortcomings, steam could not be used in gasification.The thermal energy for the gasification was obtained from the electricalresistance heaters located around the side walls of the bed, and from the heat,which is released in the incomplete combustion in the gasification process. Todetermine the degree of gasification gross gasification efficiency has beendefined. The heating value of the produced gas has been considered as the lowerheating value of the biomass, without taking the thermal energy from theelectrical heater into account. The research has been conducted for pine andhornbeam chips and hornbeam barks and the gasification efficiencies have beendetermined as 26,1%, 26,7% and 9,9%, respectively. The possible reasons ofinefficiencies in gasification process have been discussed and some methodsrecommended for increasing the efficiency.Key Words : Gasification, fluidized bed, biomass.