Pamuk çiğidi pres küspesinin pirolizi ve sıvı ürünlerinin karakterizasyonu
Pyrolysis of cotton seed cake and characterization of liquid products
Yazar: NURGÜL ÖZBAY
Danışman: DOÇ.DR. AYŞE EREN PÜTÜN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1998
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Biyokütle = Biomass ; Küspe = Pulp ; Pamuk çekirdeği = Cotton seed ; Piroliz = Pyrolysis ; Yakıtlar = Fuels

Özet:
Ülkemizde ve Dünya Ülkelerinde, sosyal ve ekonomik kalkınmanın en önemli girdisi olan enerji, 70' li yıllardan bu yana tüm dünya ülkelerinin gündemini ağırlıklı olarak işgal etmektedir. Birincil enerji kaynaklarının tüketiminin hızla artması ve çevre konularında artan duyarlılık, biyokütlenin değerlendirilmesini ve biyokütle enerji üretiminin artırılmasını gündeme getirmiştir. Yapılan bu çalışmada, endüstri bitkisi olan pamuğun çekirdek pres küspesi biyokütle olarak seçilmiş, sabit yataklı Heinze reaktöründe, 7-40°C/dk ısıtma hızlarında ve 300, 400, 450, 500, 550, 700°C sıcaklıklarında piroliz işlemi gerçekleştirilmiş, piroliz sıcaklığı ile ısıtma hızlarının piroliz ürün verimlerine etkisi araştırılmıştır. İkinci aşamada, sürükleyici gaz (N2) ortamında yapılan deneylere,7-40°C/dk ısıtma hızlan; 400, 450, 500, 550, 700°C piroliz sıcaklıkları; 50, 100, 200, 400 cm3/dk gaz akış hızları uygulanmış olup, piroliz sıcaklığı ve sürükleyici gaz akış hızlarının piroliz ürün verimlerine etkisi incelenmiştir. Üçüncü aşamada ise, subuharı ile piroliz işlemi gerçekleştirilmiş,7°C/dk ısıtma hızında; 400, 500, 550, 700°C piroliz sıcaklıklarında ve 0,6; 13; 2,7 cm/sn buhar akış hızlan denenmiştir. En uygun koşullarda elde edilen piroliz sıvı ürünlerinin, elementel analizleri yapılmış, FTIR ve 'H-NMR spektrumları alınmış, benzetimli distilasyon ile fraksiyonlandırılarak,petrol ürünleri olan kerosen ve dizele benzerlikleri gaz kromatografisi sonucu elde edilen distilasyon eğrileri kullanılarak araştırılmıştır. Daha sonra sıvı ürünlere sütun kromatografisi uygulanmış ve alt fraksiyonların verimleri hesaplanmış, elementel analizleri gerçekleştirilerek elde edilen H/C oranlan petrol ürünleri ile karşılaştırılmıştır. Alt fraksiyonla rın FTIR ve 1H-NMR spektrumları, n-pentan alt fraksiyonlarının ise gaz kromatogramları ve gaz kromatografisi/kütle spektroskopisi alınmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, piroliz koşullarının uygun seçimi ile pamuk çekirdeği pres küspesinden petrole eşdeğer piroliz sıvı ürünü elde edilmiştir.

Abstract:
Since 1970's, energy is one of the most important issue discussed all over the world and it is accepted as a measure of social and economic development. Because of a rapid increase in the use of primary energy resources and the concerns about the environment, biomass is thought to be used as an alternative energy resource In this study, the seed cake of the industrial plant cotton is chosen as a biomass resource and in a Heinze reactor, it is pyrolysed at 300, 400, 450, 500, 550, 700°C with a 7-40°C/min heating rate. The effect of pyrolysis temperature and heating rates on the production rate have been investigated. In the second part, the effect of sweeping gas flow rates 50, 100, 200, 400 cm3/min, along with pyrolysis temperature 300, 400, 450, 500, 550, 700°C and heating rate. 7-40°C/min, on the production yield have been studied In the third part, the pyrolysis process was carried out using water vapour with 7°C/min heating rate, at temperatures of 400, 500, 550, 700 °C and for vapour flowing speed of 0,6; 13; 2,7 cm/sec. Liquid pyrolise products obtained at most appropriate conditions were examined using elemental analysis technique, FTIR and 1H-NMR. The liquids were also compared with currently utilised transport fuels by simulated distillation. By using column chromatography on liquid product, the yield of subfractions were calculated. The H/C ratios obtained from elemental analysis were compared with the petroleum products. FTIR and 1H-NMR spectra of subfractions were taken, whereas n-pentane was analysed by gas chromatography/mass spectroscopy. According to results obtained, it is found that petroleum- like liquid pyrolysis i products can be obtained from cotton seed cake by selecting suitable pyrolysis conditions.