Hurma çekirdeklerinin ani ve hızlı piroliz yöntemleriyle değerli ürünlere dönüştürülmesi
Conversion of date palm stones to valuable products via flash and fast pyrolysis methods
Yazar: BİRSEN YAŞAR
Danışman: PROF. DR. FUNDA ATEŞ
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, hurma çekirdeği biyokütle kaynağı olarak kullanılmıştır. Ani piroliz deneyleri azot ortamında sabit yatak reaktörde gerçekleştirilmiştir. Piroliz sıcaklığı ve alıkonma süresinin ürün verimlerine etkisi araştırılmış ve aynı sıcaklıklarda hızlı piroliz deneyleri yapılarak ürün özellikleri karşılaştırılmıştır. Piroliz sıcaklığı ve alıkonma süresi sırasıyla 400-700 °C ve 3-9 dakika aralığında uygulanmıştır. Maksimum char yüzey alanı, 500 oC ve 9 dakika alıkonma süresi ile elde edilmiştir. Maksimum bio-oil verimi, 500 °C piroliz sıcaklığında ve 7 dakika alıkonma süresinde elde edilmiş olup bio-oil verimi, özellikle 400 °C'den 600 °C sıcaklık aralığında artan sıcaklık ile birlikte artış göstermiştir. İkincil reaksiyonları azaltmak için 7 dakika alıkonma süresi en uygun süre olarak belirlenmiştir. Charların morfolojik görüntüleri taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiş, yüzey alanları Brunauer Emmett Teller cihazı yardımıyla belirlenmiştir. En yüksek yüzey alanına sahip charlar sulu çözeltilerden boyar madde adsorpsiyonu için kullanılmış, adsorpsiyon kapasiteleri ve kinetikleri incelenmiştir. Bio-oil'in içermiş olduğu bileşenler gaz kromatografisi/kütle spektrometresi ile incelenmiş, C,H,N ve O yüzdeleri ise elementel analiz ile belirlenmiştir. Bio-oil, artan sıcaklık ile birlikte düşük oksijen içeriği ile karakterize edilmiştir. Kimyasal olarak oldukça heterojen olduğu bulunmuştur ve içeriğinde fenoller, karbonil grupları ve yağ asitleri tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, date palm stones were used as a biomass source. Flash pyrolysis was carried out in a well-swept fixed-bed reactor under nitrogen atmosphere. The effects of pyrolysis temperature and retention time on the product yields were investigated and fast pyrolysis experiments were carried out at same temperatures to compare the product characteristics. The pyrolysis temperature and retention time were varied in the ranges of 400–700 °C, and 3-9 min, respectively. Maximum surface area of bio-chars was obtained at 500 oC and retention time of 9 min. The maximum oil yield was obtained at pyrolysis temperature of 500 ºC and retention time of 7 min. The bio-oil yield increased by increasing the temperature especially from 400 oC to 600 ºC. The retention time of 7 min is the most appropriate value to reduce forming secondary reaction. The morphology of chars were examined by scanning electron microscopy and surface areas were determined using Brunauer Emmett Teller device. Chars with maximum surface area were used for adsorption of dyes from aqueous solutions and adsorption capacities and kinetics of chars were determined. Components in which the bio-oil is contained were investigated by gas chromatography/mass spectrometry and percentes of C,H,N and O were determined by elemental analysis. The bio-oil was characterized by low oxygen content with increasing temperature. It was found to be chemically highly heterogeneous and mainly contained phenols, carbonyl groups and fatty acids.