Çay fabrikası atığının pirolizi ve piroliz ürünlerinin incelenmesi
Pyrolysis of tea factory wastes and investigation of pyrolysis products
Yazar: BEHİYE ELİF TİFTİK
Danışman: PROF.DR. TANER TOĞRUL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
ÖZETYüksek Lisans TeziÇAY FABRİKASI ATIĞININ PİROLİZİ VE PİROLİZ ÜRÜNLERİNİN İNCELENMESİBehiye Elif TİFTİKAnkara ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüKimya Mühendisliği Anabilim DalıDanışman : Prof. Dr. Taner TOĞRULYenilenebilir enerji kaynaklarından olan çay fabrikası atığının pirolizi üzerine sıcaklık (300-900 ºC), ısıtma hızı (10, 50, 90 ºC/dk), parçacık boyutu (elekaltı-75, 75-250, 250-500 Âµm) vepiroliz süresinin (40, 60, 80 dk) etkileri incelenmiştir. Çalışmada, bu dört işletmeparametresinden üçü sabit tutularak piroliz işlemi gerçekleştirilmiş ve değişen parametreninürün verimine ve dağılımına etkisi araştırılmıştır. Sonuçta; sıcaklık değişiminin katı, sıvı vegaz ürün verimini önemli oranda etkilediği; ancak ısıtma hızı, parçacık boyutu ve pirolizsüresinin değişiminin ürün verimini çok fazla etkilemediği görülmüştür. Sıcaklığın artışıylakatı ürün verimi sürekli azalırken, sıvı ürün verimi 550ºC'ye kadar artmış bu sıcaklıktan sonraise azalmıştır. Gaz ürün verimi ve gaz ürün içindeki H2 ise sıcaklık artışıyla sürekli olarakartmıştır.Çay fabrikası atığı için, maksimum sıvı ürün verimi 550 ºC sıcaklıkta, 50 ºC/dk ısıtmahızında, 250-500 Âµm parçacık boyutunda ve 60 dk piroliz süresinde %56.0 olarak elde edilmişve bu koşulların, sıvı ürün verimi için optimum olduğu görülmüştür.Maksimum gaz ürün verimi ise 900 ºC sıcaklıkta, 50 ºC/dk ısıtma hızında, 250-500 Âµmparçacık boyutunda ve 60 dk piroliz süresinde %27.8 olarak elde edilmiştir. Gaz ürün içindekiH2 ve CH4 miktarının bu koşullarda sırasıyla %28.1 ve %8.3 olduğu belirlenmiştir.Çay fabrikası atığının pirolizi sonucunda elde edilen sıvı ürünlerin GC/MS analizleriyapılmıştır. Sıvı ürünlerin büyük çoğunluğunu aseton, fenol ve türevleri ile kafein'inoluşturduğu tespit edilmiştir. Bu ürünlerin yanı sıra az miktarda da 1,2,3-trimetoksi-5-metilbenzen, toluen, pirol, fitol ve parafinik yapıda maddelere de rastlanmıştır.2006, 123 sayfaAnahtar Kelimeler: Biyokütle, çay fabrikası atığı, piroliz, sıcaklık, sıvı , GC/MS

Abstract:
ABSTRACTMaster ThesisPYROLYSIS OF TEA FACTORY WASTES AND INVESTIGATION OF PYROLYSISPRODUCTSBehiye Elif TİFTİKAnkara UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Chemical EngineeringSupervisor: Prof. Dr. Taner TOĞRULThe effects of the temperature (300-900 ºC), heating rate (10, 50, 90 ºC/min), particle size(75, 75-250,250-500 Âµm) and residence time (40, 60, 80min) on the pyrolysis of the teafactory waste, which is one of the renewable energy resources, were investigated. In thisstudy, three of the parameters among these four operating parameters were kept constantwhen the pyrolysis experiment was carried out. Moreover, the effects of the variableparameter on the yield of the products and distribution of the products were studied. Theresults indicated that the changes in temperature affected sharply the yield of the char, liquid,and gaseous products; whereas changes in heating rate, particle size, and residence time didnot affect much the yield of products. The yield of char product decreased continuouslyparallel to increases in temperature, on the other hand the yield of liquid product increaseduntil 550 ºC and then decreased after this temperature. Both the yield of gaseous product andthe H2 in this product increased continuously parallel to increases in temperature.The maximum liquid yield of 56% was obtained for the tea factory waste at the pyrolysistemperature of 550 ºC, particle size range of 250-500 Âµm, with a heating rate of 50 ºC/minand a residence time of 60 min. Furthermore, it is observed that these conditions were theoptimum for the yield of liquid product.The maximum gaseous yield of 27.8% was obtained for the tea factory waste at the pyrolysistemperature of 900 ºC, particle size range of 250-500 Âµm, with a heating rate of 50 ºC/minand a residence time of 60 min. The yield of H2 and CH4 in the gas product was in theseconditions at 28.1% and 8.3%, respectively.GC/MS analysis of liquid products, which were obtained from the pyrolysis of tea factorywaste, were carried out. It is found that acetone, phenol and phenolic compounda, caffeineconstituted the majority of the liquid products. Beside these products 1,2,3-trimethoxy-5-methyl benzene, toluene, pyrol, fitol and parranfin compounds were observed in littleamounts.2006, 123 sayfaKey Words: Biomass, tea factory waste, pyrolysis, temperature, liquid, GC/MS