Yüksek yoğunluklu polietilen-linyit karışımlarının birlikte yakılması
Co-combustion of high density polyethylene and lignite mixtures
Yazar: ORAY AYDIN
Danışman: DOÇ. MELEK YILGIN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bir petrol ürünü olan plastik malzemeler, elde edildikleri günden itibaren üretimi ve tüketimi her geçen yıl artış göstermektedir. Bu artış beraberinde endüstriyel ve evsel atıklardaki plastik atık oranlarının da artmasına neden olmaktadır. Atık depolama alanlarındaki azalma, insan sağlığına ve çevreye verdikleri zararlar nedeniyle plastik atıkların geri dönüştürülmesi için çeşitli geri dönüşüm yöntemleri araştırılmakta ve uygulanmaktadır. 
Dünyanın enerji ihtiyacı, nüfus artışı ve endüstrinin gelişmesine bağlı olarak sürekli artış göstermektedir. Fosil yakıtlar, elektrik üretiminde kullanılan ana enerji kaynaklarıdır. Dünyada elektrik üretiminin yaklaşık %41'i kömürün yakılması ile karşılanmaktadır. 
Buhar veya elektrik üretiminde alternatif bir yakıt olarak biyokütlenin kömür ile birlikte yakılması çevresel ve ekonomik açıdan, kullanım sonrası plastiklerinde kömür ile birlikte yakma işleminde kullanılması çöp alanlarının azaltılması ve fosil kaynakların korunması açısından önemlidir. Plastik malzemeler hafif olmaları nedeni ile depolama ve taşıma işlemini kolaylaştırmak açısından peletleme (yoğunlaştırma) işleminin uygulanması önemlidir. 
Bu çalışmada ham yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) ile linyit olarak seçilen Afşin Elbistan Linyitinin (AEL) birlikte yanması araştırıldı. Sabit yataklı yakma sisteminde, karışım oranının ve sıcaklığın bu malzemelerin belirli oranlarıyla hazırlanan peletlerin yanma davranışına etkisi incelenmiştir.
AEL-YYPE karışımlarının tutuşma sürelerinin YYPE oranındaki artış ile kısaldığı, uçucu madde yanma sürelerinin ise YYPE oranındaki artış ile arttığı belirlendi. Karışımların karbon yanma sürelerinin YYPE oranındaki artış ile azaldığı tespit edildi. Uçucu madde yanma süresi ile uçucu madde yanma hızı arasında bir ilişki olmadığı ancak karbon yanma süresi ile karbon yanma hızı arasında bir ilişki olduğu görüldü.
Fırın başlangıç sıcaklığının tutuşma süresi, uçucu madde yanma ve karbon yanma süresi üzerinde etkili olduğu görüldü. Her bir karışım peletinin uçucu madde yanma hızının sıcaklık ile arttığı, karbon yanma hızının ise sıcaklık ile düzenli bir değişim sergilemediği sonucuna varıldı.

Abstract:
Production and consumption of plastic materials, which are petroleum products, have been increasing each year since their discovery. This increase leads to the rise of the rate of plastic waste in industrial and domestic waste. Recycling methods are applied on the recycling of plastic wastes due to the reduction of waste storage areas and damages to human health and the environment. 
The world's energy demand is constantly increasing due to population growth and industrial development. Fossil fuels are still the main energy sources in electricity generation. Approximately 41% of the electricity production in the world is represented by the burning of coal.
As an alternative fuel in the production of steam or electricity, the incineration of biomass with coal is important for the reduction of landfills and protection of fossil resources. It is equally important to use plastics in the combustion process together with coal after environmental and economic use. Since plastic materials are lightweight, it is important to apply the pelletizing (concentration) process in order to facilitate the storage and transportation process.
In this study, the co-burning of Afşin Elbistan Lignite (AEL) which is selected as lignite with raw high density polyethylene (HDPE) has been examined. The effect of mixing ratio and temperature on combustion behavior of pellets, prepared with certain ratios of these materials, in fixed bed combustion system were investigated.
It was determined that the ignition times of AEL-HDPE blends were shortened with the increase in HDPE ratio. In addition, it was determined that the volatile substance burning times increased with the increase in the HDPE ratio. It was determined that the ignition times of AEL-HDPE mixtures were shortened with the increase in HDPE ratio, while the combustion of volatile substances increased with the increase in HDPE ratio. It was found out that the carbon burning time of the mixtures decreased with the increase in the HDPE ratio. It is observed that there is no relationship between volatile substance burning time and volatile combustion rate, but there is a relation between carbon burning time and carbon burning rate.
It was observed that the oven start temperature was effective on the duration of ignition, volatile matter burning and carbon burning time. It was concluded that the volatile matter combustion rate of each blend pellet increased with temperature and that the carbon combustion rate did not show a regular change with temperature.