Orman atıklarının yakma prosesi ile enerji üretiminde kullanılabilirliğinin analizi ve bir örnek uygulama
Usebility analysis of energy production with forest residuals and an application
Yazar: ORÇUNSEL DEMİRCAN
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN TOPAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde küresel ısınma çevre sorunlarının başında gelmektedir. Gelişen teknoloji, çoğalan nüfus ile birlikte artan enerji ihtiyacını karşılamak amacıyla fosil yakıtların aşırı kullanımı sonucu atmosferdeki konsantrasyonu artan sera gazlarının azaltımı konusunda çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu amaçla enerji kaynağı olarak yenilenebilir enerji türlerinin kullanımına önem verilmektedir. Mevcut yakma teknolojilerine uyumlu olması ve sürekli olarak enerji üretimine uygunluğu biokütle kaynaklarının uygulamadaki önemini artırmaktadır. Yeniden oluşum döngüsü on yıl içerisinde tamamlanan fotosentez ile oluşan bitkisel hidrokarbonlar ve hayvansal metabolik hidrokarbonlardan oluşan enerji kaynakları yenilenebilir enerji kaynakları olarak adlandırılır. Bitkisel ve hayvansal, fosilleşmemiş artıklardan ya da kalıntılardan oluşan bu enerji kaynaklarına genel olarak biokütle denilmektedir. Bu çalışmada biokütle kaynağı olarak orman ve orman endüstrisi atıklarının yakıt olarak kullanılması teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Günümüzde literatürde küçük ve orta kapasiteli biokütleden ısı ve enerji üreten tesislerin ülkemizde veriminin düşük ve emisyon özelliklerinin yüksek olduğu rapor edilmektedir. Oysa gelişmiş ülkelerde biokütle uygulamalarında fosil yakıtlara benzer kullanım ve sonuçlar alındığı pek çok yayında görülmektedir. Bu çalışma ile evsel ısıtma, sıcak su üretimi ve endüstriyel buhar üretiminde kullanılan yeni ve teknolojik yakma sistemlerinin ısıl performans ve emisyon karakterleri deneysel olarak belirlenmeye çalışılmıştır. Deneysel çalışmaların bir bölümü Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Isıl Güç laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmada bir adet buhar kazanında briketlenmiş bioyakıt yakılması ve iki adet evsel ısıtmada kullanılan biopelet sobası ve çips kazanı kullanılmıştır. Endüstriyel uygulamada, yakma sisteminde yerinde yakma analizleri yapılmış olup bu analiz sonuçları ve sistem özellikleri sunulmuştur. Evsel ısıtmada kullanılan biopelet sobasına ait sonuçlar da tezin içeriğinde verilmiştir. Sonuç olarak tek başına biokütle yakılan küçük ve orta kapasiteli yakma sistemlerinde katı fosil yakıtlara kıyasla kabul edilebilir bir ısıl performans ve emisyon özellikleri elde edilmiştir.

Abstract:
Today, global warming is one of the environmental problems. In order to meet the increasing energy needs with increasing population and increasing technology, greenhouse gases are concentrated in the atmosphere due to overuse of fossil fuels. For this purpose, importance is given to the use of renewable energy types as energy sources. Considering the applicability, solar energy, wind energy, geothermal energy and biomass energy are among the most suitable renewable energy sources. Compatibility with existing combustion technologies and its consistency in energy production, increase the importance of biomass resources in application. Herbal hydrocarbons formed by photosynthesis completed within a decade of regeneration cycle and energy sources of animal metabolic hydrocarbons are called renewable energy sources. These energy sources, which are composed of plant and animal, non-fossilized residues or residues, are generally referred to as biomass. In this study, the use of forest and forestry industry wastes as fuel as biomass source has been examined theoretically and experimentally. Some of the experimental studies were carried out at Gazi University Engineering Faculty Thermal Power Laboratory and some experiments were carried out in the burning system of a factory operating in the forest industry. In the experimental study, biopelet stove and chip boiler used in two domestic heating were used for the burning of briquettes in one steam boiler. In industrial application, on-site combustion analysis was performed in the combustion system. This analysis results and system features are presented. The results of biopelet stove used in domestic heating are also presented in the thesis content