Ömrünü tamamlamış atık lastiklerin yeni kullanım alanlarının araştırılması
Evulation of spent automobile tires and investigation of new application area
Yazar: ELİFCAN YOZCU
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET HAKAN MORCALI
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, atık lastiklerden çevre dostu bir geri dönüşüm yöntemi olan piroliz yöntemiyle bir dizi çalışma yapılmış ve ticari bir ürün olan aktif karbon üretimi sağlanmıştır. Aktif karbon üretiminde; kesiciler yardımıyla granülleştirilmiş atık lastiklerdeki çelik şeritler bir mıknatıs vasıtasıyla ayrılmaktadır. Daha sonra, aktif karbon üretimini etkileyen parametreler atmosfer koşullarında incelenmiştir. Bütün piroliz deneylerinde 25 gr numune kullanılmıştır. Piroliz deneyleri atmosfer koşulları altında 350, 400, 450, 500 ve 550℃ sıcaklıklarda gerçekleştirilmiştir. Piroliz deneyinde reaktör sıcaklığı istenilen piroliz sıcaklığına kadar 15℃ /dk'lık bir ısıtma oranı ile arttırılarak istenilen sıcaklıkta 30, 60, 90 dk bekletilmiştir. Çalışmada 550℃'ye kadar farklı piroliz sürelerinde sıcaklık artışları yapılmıştır. Piroliz işlemi uygulanan atık lastik numuneleri FT-IR, TG/DTA/DTG, BET, XRD ve XRF teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda en iyi katı verimi 350℃ sıcaklık değerinde ve 30 dk piroliz süresinde elde edilmiştir. Ancak, elde edilen aktif karbonların BET analiz sonucu incelendiğinde en yüksek yüzey alanı 500℃ 30 dk'lık piroliz koşullarında 44,006 m²/gr olarak bulunmuştur. Bunun nedeni aktif karbonların yüzey alanlarının üzerinde etkili olan sıcaklık parametresidir.
XRF analizi sonucunda atık lastik külünde; (% 21,39) ZnO, (% 17.11) CaO, (% 13,65) SiO₂, (% 8,92) Fe₂O₃, (% 2,47) SO₃, (% 2,25) Al₂O₃, (% 1,08) MgO ve eser miktarda P₂O₅, CuO, TiO₂, K₂O, MnO, Sb₂O₃, Cr₂O₃, BaO, SrO, NiO, As₂O₃, ZrO₂ oksitli yapılar tespit edilmiştir. Ürünlerin dağılım ve özellikleri incelenmiştir. Bu çalışma, atık lastiğin farklı parçalarının birlikte pirolizinin daha spesifik uygulamalar için ve aktif karbon üretimi için umut verici bir yaklaşım olduğu ortaya konulmuştur.

Abstract:
In this thesis, a series of studies were carried out to obtain commercially used activated carbon from waste tires by using environmentally friendly pyrolysis method. In the production of activated carbon; the steel strips in the waste tires granulated by means of cutters were separated by a magnet. Afterward, the parameters influencing the production of activated carbon were examined under inert atmosphere conditions. 25 g of sample was used in each pyrolysis experiment. These pyrolysis experiments were carried out under inert conditions at temperatures of 350℃, 400℃, 450℃, 500℃ and 550℃. In the pyrolysis experiment, the reactor temperature was increased to the desired pyrolysis temperature with the ramp rate of 15℃/min and kept at the desired temperature for 30, 60, 90 minutes. In this study, temperature increases in different pyrolysis times up to 550℃ were made. Pyrolysed waste tire samples were characterized by using FT-IR, TG/DTA/DTG, BET, XRD and XRF techniques. As a result of the experiments, the highest solid yield was obtained at 350℃ temperature and 30 min. However, based on the BET analysis, the highest surface area of the activated carbon was found to be 44,006 m2/g under pyrolysis conditions of 500℃ and 30 min time. This is due to the temperature parameter acting on the surface areas of the activated carbon.
As a result of XRF analysis in waste rubber ash; (21.39 %) ZnO, (17.11 %) CaO, (13.65 %) SiO₂, (8.92 %) Fe₂O₃, (2.47 %) SO₃, (2.25 %) Al₂O₃, (1.08 %) MgO and trace amounts of P₂O₅, CuO, TiO₂, K₂O, MnO, Sb₂O₃, Cr₂O₃, BaO, SrO, NiO, As₂O₃, ZrO₂ oxide structures were determined. Distribution and properties of the products were examined. This study demonstrated that the combined pyrolysis of different parts of waste tire is a promising approach for more spesific applications and production of activated carbon.