Kızılçam talaşı ve fındık kabuğundan biyokömür üretim sürecinin incelenmesi ve en uygun proses parametrelerinin belirlenmesi
Investigation of biochar production process from pine shavings and nut shells and determination of optimum process parameters
Yazar: GÖKHAN DEVEKIRAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN SARPTAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı / Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Tez çalışması, kızılçam talaşı ve fındık kabuğunun biyokömürleştirilmesi sürecinde en uygun sıcaklık ve zaman parametreleri değerlerinin belirlenmesini amaçlamaktadır. Biyokömürleştirme, 200 °C ile 300 °C sıcaklık değerleri aralığında, 10 ile 60 dakika aralığında bekleme sürelerinde gerçekleşen bir termal prosestir. Bu işlem sonucunda hidrofobik, enerji yoğunluğu artırılmış, öğütülebilirliği yüksek biyokömür elde edilir. Elde edilen biyokömür, kömür yakma sistemlerinde kömür ile beraber veya gazlaştırma sistemlerinde yakıt olarak kullanılabilir. Sıcaklık, parçacık boyutu, bekleme süresi, ısı akışı, kullanılan biyokütlenin biyolojik özellikleri süreci etkileyen parametrelerdir. 216M348 nolu TÜBİTAK projesinin kapsamında gerçekleştirilen bu çalışmada, TÜBİTAK MAM'dan temin edilen kızılçam talaşı ve fındık kabuğu, çalışma sıcaklık aralığı 0-1500 °C ve ısı akış hızı 0-10 °C/dk olan bir kül fırınında biyokömürleştirme çalışmaları yapılmıştır. Deneyler 3 biyokömürleştirme sıcaklığında (260 °C, 280 °C, 300 °C) ve her sıcaklık değeri için 30 dakika ile 60 dakika bekleme sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık ve bekleme süresi arttıkça her iki biyokütle için de kütle veriminde ve uçucu madde oranında azalma ile ısıl değer ve sabit karbon oranında artış gözlenmiş olup sıcaklığın bekleme süresine göre daha etkili bir parametre olduğu tespit edilmiştir. Kızıl çam talaşı ve fındık kabuğu için 300 °C ve 60 dakika işlem koşullarının kömür ile biyokömürün akışkan yatakta birlikte yakılması açısından en uygun üretim koşulları olacağı görüşüne varılmıştır.

Abstract:
The study aims to investigate the torrefaction of wood chips and nut shells and the identification of optimimum temperature and residence time parameters. Torrefaction is a thermal process with a temperature range between 200 °C-300 °C and residence time 10 to 60 minutes. As a result of this process, hydrophobic biochar with increased energy density and with high grindability, is obtained. This biochar can be used in a coal combustion system with coal or as fuel in gasification systems. Temperature, particle size, residence time, heat flow, biological properties of biomass are the parameters that affecting the process. In this study, torrefaction of pine shavings and nut shells which sent by TÜBİTAK MAM E.E. was carried out in a muffin furnace which has 0-1500 °C temperature range and 10 ° C/d heat flow. The experiments were carried out at 3 torrefaction temperatures (260 °C, 280 °C, 300 °C) with 30 and 60 minutes residence time for each temperature value. As the temperature and residence time increased, the mass yield and the volatile matter ratio decreased and the thermal value and the fixed carbon ratio increased for both feedstocks. The effect of temperature is greater than the effect of residence time. It was concluded that 300 °C and 60 minutes residence time processing conditions for wood chips and nut shells would be the most suitable production conditions for co-combustion of coal and biochar in the fluidized bed.