Anaerobik fermantasyon yöntemi ile tar giderimi
Tar removal with anaerobic fermantation
Yazar: PINAR BÜYÜK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AHMET ERYAŞAR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Gazlaştırma ve piroliz gibi termokimyasal dönüşüm sistemlerinin en temel

sorunlarından biri olan tar, sistemde büyük zararlara sebep olan hidrokarbonların

karışımından oluşan aromatik kirleticiler olarak bilinmektedir. Tar sisteme

yerleşmekte ve sistemde ısı kayıplarına, korozyona, yanma sırasında is

oluşumuna, sistemdeki katalizörlerin zehirlenmesine, boru ve kanallarda

tıkanıklığa sebep olmaktadır.

Bu tez çalışmasında, piroliz esnasında oluşan tar kirleticilerinin arıtılması

için mevcut çalışmalar incelenerek biyogaz sistemleri ile piroliz sisteminin hibrit

çalıştırılması ile oluşacak yeni bir tar arıtım prosesi tasarlanmıştır. İlk aşamada

piroliz için uygun materyal; sığır atığı, tavuk atığı, okaliptüs ve odun talaşı

içerisinden odun talaşı olarak belirlenmiştir. Deneylerin ikinci aşamasında çıkan

gaz içeriğindeki tarın gravimetrik ölçümünün belirlenmesi için çözücü kimyasal

aseton ve izopropil alkol içeren gaz yıkama serisi (diğer bir adı ile Cold-Trapping

yöntemi) piroliz reaktöründen sonra sisteme eklenmiştir. Bu gaz yıkama serisinde

aseton ile tar tutumu üç parelel deney sonucunda sırasıyla 0.158, 0.194, 0.165 g/l

olarak hesaplanarak ideal çözücü olarak aseton belirlenmiştir. Gravimetrik ölçüm

sonrasında gaz yıkama şişelerindeki tar emilim miktarlarının belirlenmesi için 285

nm dalga boyunda 1. gaz yıkama şişesinden 5. şişeye kadar absorbans değerleri

Lambert-beer yasasına göre sırasıyla 0.3514, 0.1545, 0.1195, 0.0976 ve 0.025

olarak belirlenmiştir. Deneylerin 3. aşamasında 25 m 3' lük Torbalı tesisinden temin

edilen fermente atık piroliz reaktöründen sonra sisteme eklenmiştir ve fermente

atıktan sırası ile 10, 20 ve 30 L gaz geçişi sağlanmıştır ve elde edilen tar miktarları

sırası ile 0.159, 0.089 ve 0.075 g/L olarak tespit edilmiştir. Tar arıtım verimi

%56.09 olarak bulunmuştur. Gravimetrik ölçümden sonra dalga boyu analizi 285

nm'de gerçekleştirilmiş ve absorbans değerleri 1.şişeden 5.şişeye kadar 0.3068,

0.2741, 0.2449, 0.1701 ve 0.1249 olarak belirlenmiştir. Gaz geçirilerek tar tutumu

gerçekleştirilen fermente atık şişeleri 35˚C sıcak odada 12 gün bekletilmiştir.

Gaz çıkış miktarı gözlemlenmemiştir. Fermente atığa uygulanan pH ve alkalinite

analizlerinin etkisi yorumlanmıştır.

Anahtar sözcükler: piroliz, fermente atık, tar, biyogaz, sentez gazı, hibrit sistem

Abstract:
Tar is one of the major problems of the thermochemical conversion systems such as

gasification and pyrolysis. It is composed of aromatic hydrocarbons which cause severe

damage in the system. These damages include heat loss, corrosion, soot, deactivation of

catalysis and fouling in the pipes and lines.

In this study, current literature is searched for present tar removal technics and a new

system is designed as a hybrid of biological and thermochemical systems. The experiments

are completed in three steps. Firstly, suitable material for the pyrolysis is determined as wood

chips among the samples of cow manure, chicken manure, eucalyptus and wood chips

pyrolysed at 500-600˚C. Secondly, gravimetric analysis of pyrolysis gas is occured by

washing with chemical solvents, aceton and isopropil alcohol (this process also known as

Cold-Trapping Method). This method is applied after pyrolysis. Gravimetric analysis results

are found as 0.158, 0.194, 0.165 g/l, respectively. According to the results of three

experiments, aceton is determined as the ideal solvent. Wave length analysis is carried out at

285 nm. Absorbance values are established as 0.3514, 0.1545, 0.1195, 0.0976 and 0.025 from

the 1st bottle to the 5th respectively, with regard to Lambert-beer law.

On the 3rd step, fertilizer waste is obtained from Torbalı plant with the capacity of 25

m 3 is added to the system after the pyrolysis reactor. 10, 20 and 30 L syngas is passed through

the fertilizer waste and gravimetric tar amounts are observed as 0.159, 0.089 and 0.075 g/L,

respectively. According to these results, tar removal yield is calculated 56.09%. Absorbance

values are established as 0.3068, 0.2741, 0.2449, 0.1701 and 0.1249 from the 1st bottle to the

5th, respectively. Finally, fertilizer waste which treated by syngas is incubated at 35 ˚C for 12

days. There isn't any gas generation observed. Alkalinity and Ph analysis are applied to

fertilizer waste and results are evaluated.


Key word: pyrolysis, fertilizer waste, tar, syngas, hybrid system