Kömürlerin tetralinde UV ışınları ve mikrodalga enerji ile sıvılaşma mekanizmalarının kesikli zaman modelleri kullanılarak belirlenmesi
Determination of coal liquefaction mechanisms tetralin with UV irradition and microwave energy using discrete time models
Yazar: HAKAN KAVUŞTU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EMİR HÜSEYİN ŞİMŞEK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Kalman filtre = Kalman filter ; Kinetik modelleme = Kinetic modelling ; Kömür = Coal ; Sıvılaşma = Liquefaction

Özet:
Bu çalışmada UV ışınları ve mikrodalga enerji kullanılarak tetralinde sıvılaştırılmış 4/1, 8/1 çözücü/kömür oranında altı farklı Türk kömürünün ve 30, 60, 90, 120, 150, 180 Watt UV ışık kaynakları kullanılarak tetralinde sıvılaştırılmış bir Türk kömürünün sıvılaşması üzerine tersinir ve/veya tersinmez basamaklar içeren on farklı mekanizma önerilmiştir. Önerilen mekanizmaların birinci mertebeden lineer kesikli zaman modelleri oluşturularak deneysel verilere uygunluğu ve tepkime hız sabitleri Kalman filtresi kullanılarak MATLAB'da (ver 7.11, The MathWorks Inc. Natick, MA, USA) yazılmış programla belirlenmiştir. Önerilen modellerin en uygununa, deneysel veriler ile modelden hesaplanan değerlerin kareleri farklarının toplamına bakılarak karar verilmiştir. Tersinir basamaklar içeren modellerin deneysel verilere daha iyi uyum sağladığı görülmüştür. En iyi uyum sağlayan modellerde tepkime hız sabitlerinin büyüklüğüne bakılmıştır. Genellikle en büyük hız sabitine kömür-yağ ve yağ-kömür; en küçük hız sabitine ise kömür-asfalten ve kömür-preasfalten tepkime basamaklarının sahip olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar yağın büyük bir kısmının tersinir olarak kömüre dönüştüğünü ve yağın büyük kısmının doğrudan kömürden oluştuğuna ek olarak kömürden asfalten ve preasfalten oluşumunun yavaş gerçekleştiğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, ten different mechanisms that contain reversible and irreversible steps on liquefaction of six different Turkish coals of 4/1, 8/1 solvent/coal rate liquefied in tetralin with the use of UV Irradition and Microwave Energy and a Turkish coal liquefied in tetralin with the use of 30, 60, 90, 120, 150, 180 Watt of UV light sources are suggested. Compliance of the suggested mechanisms are determined by forming first order linear discrete time models with the experimental data and reaction rate constants are determined with the program written in MATLAB (ver 7.11, The MathWorks Inc. Natick, MA, USA) with the use of the Kalman Filter. The most appropriate suggested model is determined by looking at the sum of the experimental data and squared differences of the values calculated with the model. Models containing reversible steps are seen to provide better fit to the experimental data. The magnitude of the reaction rate constants are examined for the models that best fit. It is observed that generally coal-oil and oil-coal reaction steps have maximum rate constant; coal-asphaltene and coal-preasphaltene reaction steps have minimum rate constant. The obtained results show that a large portion of the oil is transformed to coal as reversible and in addition to the fact that majority of the oil is formed directly from coal, formation of asphaltene and preasphaltene from coal takes place slowly.