Tütün atığından hidrojence zengin gaz üretiminde termokimyasal dönüşüm parametrelerinin belirlenmesi
Determination of thermochemical conversion parameters in hydrogen rich gas production from tobacco waste
Yazar: SERKAN KARADENİZ
Danışman: PROF. DR. NEZİHE AYAS
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Her geçen yıl giderek artan dünya nüfusu ve gelişen teknoloji ile birlikte enerjiye
olan ihtiyaç da artmaktadır. Fosil kaynakların kullanımı çevreye ve insan sağlığına büyük
zararlar verdiğinden, bu kaynaklara alternatif olarak yenilenebilir enerji kaynakları önem
kazanmaktadır. Hidrojen temiz, çevreye zararı olmayan bir enerji taşıyıcısı olup fosil ve
biyokütle gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilmektedir. Bu biyokütle
türlerinden biri de tütün atığıdır. Türkiye'de yıllık 7.000 ila 10.000 ton arasında tütün
atığı açığa çıkmaktadır. Bu atıklar gazlaştırma yöntemi ile hidrojence zengin ürün gazına
dönüştürülebilir. Bu tezde tütün atığının yukarı akışlı reaktörde hava ortamında
gazlaştırılmasıyla hidrojen eldesi araştırılmıştır. Gazlaştırma verimine etki eden
reaksiyon süresi (10, 15, 20 dk.), reaksiyon sıcaklığı (650, 750, 850 oC), katalizör oranı
(0, 20, 40 a/a), katalizör türü (Na2CO3, CaCO3, CaO, Ca(OH)2, NaOH, K2CO3, Ni/Al2O3)
hava besleme hızı (2, 3, 4 L/sa), tütün atığının parçacık boyutu (56 μm, 374 μm ve
öğütülmemiş) ve kurutma işleminin katı, sıvı ve gaz ürün verimlerine etkisi incelenmiştir.
En yüksek hidrojen verimi (5,90 mol H2/kg biyokütle) 56 μm ortalama parçacık
boyutundaki tütün atığından %20 a/a Na2CO3 katalizörlüğünde, 3 L/sa hava besleme hızı
ve 15 dk. reaksiyon süresinde elde edilmiştir. Elde edilen gaz ürün içerisindeki hidrojen
saflaştırılabilir veya bu gaz ürün elektrik ve ısı eldesinde kullanılabilir.

Abstract:
With the ever-growing population of the world and technological developments, the need
for energy is also increasing. Since the use of fossil fuels causes major damage to the
environment and the human health, renewable energy sources as an alternative to these
gains importance. Hydrogen is a clean, environmentally friendly energy carrier and it can
be produced from renewable energy sources such as biomass. One of these biomasses is
tobacco waste. 7,000 to 10,000 tons of tobacco waste gets produced annualy in Turkey.
This waste can be converted into hydrogen-rich product gas through gasification. In this
thesis, hydrogen production by gasification of tobacco waste in an updraft gasifier using
air as the gasifiying medium was studied. Effect of reaction time (10, 15 20 min), reaction
temperature (650, 750, 850 oC), catalyst ratio (0, 20, 40 w/w), catalyst type (Na2CO3,
CaCO3, CaO, Ca(OH)2, NaOH, K2CO3, Ni/Al2O3) air feed rate (2, 3, 4 L/h), particle size
of tobacco waste (56 μm, 374 μm and untreated) and effect of drying on the yields of
solid, liquid and gaseous products were investigated. Highest hydrogen yield (5,90 moles
H2/kg biomass) was obtained with a particle size of 56 μm, 20% w/w Na2CO3, 3 L/h air
feed rate and 15 min. reaction time. Hydrogen in the obtained gas product can be purified
or gas product can be used in generating heat or electricity.