Kömür kükürt gideriminde drum tipi biyoreaktör uygulamaları
Drum type bioreactor applications in coal desulfurization
Yazar: BÜŞRA ŞENER
Danışman: PROF. DR. AHMET ÇABUK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji ve Biyogüvenlik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Kömür ülkemiz için, en önemli birincil enerji kaynakları arasında yer almaktadır. Özellikle ülkemizde yüksek oranda linyit rezervi bulunmaktadır. Ancak linyit rezervlerimizin düşük ranklı, yüksek kül ve kükürt içerikli olması kullanımlarında önemli bir sorundur. Kömür kalitesinde, kül yapıcı inorganik maddeler ve özellikle SO2 emisyonu ile büyük ölçüde hava kirliliğine neden olan kükürt, önemli etkenlerdir. Günümüzde temiz kömür teknolojileriyle bu sorunlara çözüm aranmaktadır.
Bu çalışmada, merkezi kompozit tasarımı kullanılarak kül ve kükürt içeriği yüksek olan düşük ranklı Çayırhan bölgesi linyit numunelerinde (-106 μm) Alternaria sp. Cf1 (Genbank no: KF564051) fungusu ile döner tamburlu biyoreaktörde biyodesülfürizasyon süreci ve optimizasyonu incelenmiştir. Deneylerde 4 parametrenin (katı oranı, inkübasyon süresi, inokulum miktarı, çalkalama hızı) 3 farklı yanıt değişkeni (kükürt giderimi, kül giderimi ve kükürt emisyon değerindeki azalma) üzerine etkisi merkezi kompozit tasarım ile belirlenen deney setleriyle gerçekleştirilmiştir ve yorumlanmıştır. Her üç parametre için de süreç matematiksel olarak modellenmiştir. Linyit numunelerine sürecin etkisini net olarak ortaya koymak amacı ile optimum koşullarda elde edilen numunelerde ileri analizler (FTIR, SEM, TGA-DTA, ısıl değer, major-minör element vb) de yapılmıştır. Verilen yanıt değişkenlerinin her birisi için yapılan deneysel çalışmalar sonucunda yaklaşık %20 kükürt giderimi, yaklaşık %21 kül giderimi ve kükürt emisyon değerinde ise yaklaşık %42'lik azalma elde edilmiştir. Yapılan analizler, piritik (%17 giderim) ve organik kükürtün (yaklaşık %19 giderim) her ikisinde de azalma gerçekleştiğini göstermiştir. Bunun yanısıra optimum koşullarda elde edilen numunelerde yapılan ileri analizlerde biyolojik işlemin linyitin kalitesinin arttırdığını kanıtlar niteliktedir.

Abstract:
Coal is one of the most important primary energy sources for Turkey. Coal is one of the most important primary energy sources for our country. Especially in our country, there is a high lignite reserve. However, the majority of our lignite reserves is low-rank, high ash and sulfur content and therefore this is an important problem which cause large amounts of air pollution, are important factors affecting coal quality, in their use. Nowadays, these problems are being solved with clean coal technology.
In this study, Alternaria sp. Cf1 (Genbank no: KF564051) fungus using Çayırhan region lignite (-106 μm) with high ash and sulfur contents investigated for  biodesulfurization process and its optimization with a rotary drum bioreactor. The effects of 4 parameters (solid ratio, incubation time, inoculum amount, agitation speed) on 3 different response variables (desulfurization, ash removal and reduction of sulfur emission value) were performed with the experimental set determined by the central composite design and interpreted. The process was modelled mathematically. Further analyzes were also performed on the coals under obtained optimum conditions to clarify the effect of the process on lignite samples. Experimental work on each of the given response variables resulted in about 20% desulfurization, about 21% ash removal, and about 42% reduction in sulfur emission. Analyzes made have shown that both pyritic 17% and organic sulfur about 19% removal were reduced. In addition, further analyzes carried out on coal samples under obtained optimum conditions are evidence that the biological process enhances the quality of the lignite.