Gürgen ağacı kabuğunun (Carpinus betulus L.) enerji kaynağı olarak değerlendirilmesi
Evaluation of hornbeam (Carpinus betulus L.) shell as energy source
Yazar: UĞUR MORALI
Danışman: PROF. DR. SEVGİ ŞENSÖZ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Carpinus betulus = Gürgen ağacı ; Enerji kaynakları = Energy resources ; Gürgen ağacı = Hornbeam ; Sentetik yakıtlar = Synthetic fuels ; Termal analiz = Thermal analysis

Özet:
Bu çalışmada mobilya endüstrisi atığı olan gürgen ağacı kabuğu (Carpinus betulus L.) alternatif enerji kaynağı olarak seçilmiş ve sabit yatak reaktörde değişik koşullarda pirolizi gerçekleştirilerek elde edilen sıvı ürünün sentetik yakıt olarak üretim potansiyeli araştırılmıştır.Yapılan piroliz çalışmalarında piroliz ürün verimleri üzerinde piroliz sıcaklığı ve ısıtma hızının etkileri statik ortamda gerçekleştirilen deneylerle incelenmiştir. Belirlenen optimum piroliz sıcaklığı ve ısıtma hızında sürükleyici gaz akış hızının etkileri araştırılmıştır. Katran verimi göz önüne alındığında optimum piroliz koşullarının 550°C piroliz sıcaklığı, 50°C/dk ısıtma hızı ve 100 cm3/dk azot akış hızı olduğu belirlenmiş ve bu koşullarda elde edilen katran verimi %24,67 olarak elde edilmiştir.Optimum çalışma koşullarında elde edilen katranın FTIR spektrumu, 1H-NMR spektrumu ve GC-MS kromatogramı alınmış, katran sütun kromatografisinde alifatik, aromatik ve polar alt fraksiyonlarına ayrılarak bu fraksiyonların FTIR spektrumları elde edilmiştir. Ayrıca katranın ve alt fraksiyonların elementel analizi gerçekleştirilerek, molar gösterimleri ortaya koyulmuştur.Bunlara ilave olarak termogravimetrik analiz ile gürgen ağacı kabuğunun ısıl davranışı belirlenmiş ve ısıl bozunmasına ait kinetik parametreler çeşitli kinetik modeller kullanılarak hesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler: enerji, piroliz, biyokütle, gürgen ağacı kabuğu, sentetik yakıt, termalanaliz, kinetik

Abstract:
In this study hornbeam shell (Carpins betulus L.) which is the waste of furniture industry was selected as an alternative energy source and bio-oil which was obtained via pyrolysis using a fixed bed reactor under various conditions was investigated as a potential synthetic oil.The effect of pyrolysis temperature and heating rate on the pyrolysis product yields were investigated via pyrolysis experiments under static atmosphere. The effect of sweep gas flow rate was investigated at the optimum pyrolysis temperature and optimum heating rate which were determined in the previous experiments; and the experimental conditions at which the maximum tar yield was obtained were determined. The optimum pyrolysis conditions were determined as pyrolysis temperature of 550°C, heating rate of 50°C/min and nitrogen flow rate of 100 cm3/min and the tar yield obtained at the optimum pyrolysis conditions was obtained as %24,67.The tar obtained under optimum conditions was characterized via FTIR, 1H-NMR and GC-MS. The tar was seperated into subfractions which were aliphatic, aromatic and polar by column chromatography and the FTIR spectra of the subfractions was obtained. Furthermore, elemental analysis of the tar and its subfractions was obtained and their molar formulas were presented.In addition, the thermal behavior of the hornbeam shell was determined by thermogravimetric analysis and kinetic parameters of the thermal degradation were calculated by using various kinetic models.Keywords: energy, pyrolysis, biomass, hornbeam shell, synthetic oil, thermal analysis,kinetic