Sıvı ve gaz atıkların sıfır atık prensibiyle imhası için yanma odası tasarımı ve analizi
Combustion chamber design and analysis for the disposal ofliquid and gaseous wastes with the zero waste principle
Yazar: BERKAY DERELİ
Danışman: DOÇ. DR. BARIŞ GÜREL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Atık bertaraf yöntemleri = Waste disposal methods ; Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) = Computational fluid dynamics (HAD) ; Sürekli yanma odası = Continuous combustion chamber ; Tehlikeli atıklar = Hazardous wastes

Özet:
Tehlikeli atıkların yakma işlemi ile insineratörlerde, yani yanma odalarında imhası ve bu yöntemle atıkların kalorifik değerini kullanarak enerji üretilmesi dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak atık madeni yağlardan, katma değeri yüksek baz yağların üretildiği rafinasyon işleminin yapıldığı fabrikalarda, bu geri dönüştürme işlemi sonrası ortaya çıkan sıvı ve gaz atıklar göz ardı edilmektedir. Bu atıklar geleneksel yöntemler ile bertaraf edilmekte ve özellikle gaz atıkların doğaya direkt olarak salınması ile ekosisteme zarar verilmektedir.
 
Bu tez çalışmasında, bir baz yağ rafinerisinde açığa çıkan sıvı atık ve gaz atıkların bertarafı için sıfır atık prensibi ile yanma odasında yakılması işlemi üzerinde çalışılmıştır. Çalışma için Türkiye'de bulunan Bilecik ili seçilmiştir. Atık sıvı ve gazların deneysel olarak elde edilen verileri ile yanma denklikleri tam yanma olacak şekilde analitik olarak sağlanmıştır. Elde edilen bulgular neticesinde atık yönetmeliği kapsamında yanma odası tasarımı yapılmıştır. Tasarımı ve yanma sonuçlarını doğrulamak için ise ANSYS Fluent 2022 yazılımı kullanılmış ve iki boyutlu sayısal incelemenin önemine vurgu yapılmıştır.

Deneysel veriler doğrultusunda elde edilen analitik sonuçlar, sayısal sonuçlar ile kıyaslanmıştır. Atık imha sistemleri üretiminde sayısal olarak sistemin incelenmesinin, birçok değişkenin hızlı ve güvenilir bir şekilde irdelenebilmesi açısından önemi gösterilmiştir. Rafinasyon işlemi sonrasında açığa çıkan sıvı ve gaz atıkların çevreye duyarlı bir şekilde doğrudan yakma yöntemi ile imhasının çevre ve enerji açısından önemi ispat edilmiştir.

Abstract:
The destruction of hazardous wastes in incinerators, that is, in combustion chambers, by incineration, and the generation of energy by using the calorific value of the wastes with this method are widely used in the world. However, liquid and gaseous wastes generated after this recycling process are ignored in the factories where the refining process is carried out, where base oils with high added value are produced from waste mineral oils. These wastes are disposed of with traditional methods and the ecosystem is harmed by the direct release of gaseous wastes into nature.

In this thesis, the process of incineration of liquid waste and gaseous wastes released in a base oil refinery with zero waste principle in the incinerator has been studied. Bilecik province in Turkey was chosen for the study. Experimentally obtained data of waste liquids and gases and combustion balances are theoretically provided in a way that complete combustion. As a result of the findings obtained, an incinerator was designed within the scope of the waste regulation. ANSYS Fluent 2022 software was used to verify the design and combustion results and the importance of two-dimensional numerical analysis was emphasized.

The theoretical results obtained in line with the experimental data were compared with the numerical results. Numerical analysis of the system in companies producing waste disposal systems has been shown to be important in terms of examining many variables quickly and reliably. The importance of the destruction of liquid and gaseous wastes released after the refining process by direct burning method in an environmentally friendly way has been proven in terms of environment and energy.

Keywords: Combustion, Waste Disposal, Computational Fluid Dynamics, Hazardous Wastes, Waste Mineral Oils, Combustion Chamber, Incinerator