Seçili atık ahşap örneklerinde partikül çapının ısıl bozunma karakteristiklerine ve yanma kinetiklerine olan etkisinin incelenmesi
Effect of particle size on the combustion characteristics of the selected waste wood samples
Yazar: ZELİHA EKİNCİ
Danışman: DOÇ. DR. SEMA YURDAKUL ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MİHRİBAN CİVAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Aktivasyon enerjisi = Activation energy

Özet:
Bu çalışmada, seçilen atık ahşap numunelerinin partikül çapının, malzemelerin ısıl ayrışma özellikleri ve aktivasyon enerjileri üzerindeki etkisi hava atmosferinde incelenmiştir. Çalışmada; sarıçam, ahşap pencere çerçevesi, ahşap parke ve iki farklı mobilya olmak üzere beş farklı atık ahşap örneğinin üç farklı parçacık çapı (300 µm, 300 µm – 850 µm ve 850 µm – 2.36 mm) için Termogravimetrik Analizleri (TGA) yapılmıştır.
Bu çalışmada, numunelerin yanma özelliklerinin partikül boyutlarından etkilendiği görülmüştür. Partikül boyutu arttıkça, yüksek termal ayrışma ve yüksek kömürleşme sıcaklığı ve düşük yanma performans indeksleri elde edilmiştir. Ayrıca, numunelerin tepe sıcaklıklarının da partikül boyutlarından etkilendiği görülmüştür. Her ne kadar önceki çalışmalarda partikül büyüklüğü ile aktivasyon enerjisi arasında farklı ilişkiler olduğu ortaya konulmuş olsa da; bu çalışmada partikül boyutunun numunelerin aktivasyon enerjilerini önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Kimyasal olarak işlem uygulanan numunelerin aktivasyon enerjileri, artan parçacık büyüklüğü ile daha yüksek değerlere ulaşmıştır. Diğer taraftan, işlenmemiş ham çam numunelerinin parçacık boyutu ile hesaplanan aktivasyon enerjileri arasında belirgin bir ilişki gözlenmemiştir. Sonuç olarak, selülozik malzemelerin partikül boyutunun yanı sıra, numunelerin kimyasal içeriği de numunelerin kinetik mekanizmaları ve ısıl bozunma özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve bu etki termokimyasal proseslerin tasarımı sırasında dikkate alınmalıdır.

Abstract:
In this study, the effect of sample size on the characteristics of thermal decomposition of the selected waste wood samples was examined in air atmosphere. The study aimed to perform Thermo Gravimetric Analyses (TGA) of five waste wood samples, namely, pine, window frame, wooden parquet, and two different types of used furniture, and to compare the TGA results of these samples with three different particle sizes (< 300 µm, 300 µm–850µm, and 850 µm–2.36 mm) to investigate the effect of heating rate on the characteristics of thermal decomposition of waste wood samples.
The results gathered from this study showed that the combustion characteristics of the samples were affected by their particle size. As particle size increased, higher thermal decomposition and char combustion temperatures and lower combustion performance indexes were determined. Peak temperatures of the samples were also affected by their particle size. Although different relationships were detected between particle size and activation energy in previous studies, it was found in this study that particle size considerably affected the activation energies of the samples. The activation energies of the chemically treated samples were found to be higher with increasing sizes. However, untreated pine samples displayed an opposite pattern. Consequently, in addition to the effects of particle size, the chemical content of the samples also had an impact on the alteration of the kinetic mechanisms and thermal decomposition properties of the samples and it must be taken into consideration during the design of combustion processes.