Biyopeletlerin kısa analiz ve elementel analiz sonuçlarına göre üst ısıl değerlerinin hesaplanması
Calculation of high heating values of biopellets based on proximate analysis and elemental analysis results
Yazar: Yıldız, Zehra; Topkoç, Eşref
Dergi: Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Vol. 24 No. 1, 2022
Anahtar kelimeler: Forest Industry Engineering ; Orman Endüstri Mühendisliği ; Biopellet,High calorific value,Proximate analysis,Elemental analysis ; Biyopelet,üst ısıl değer,kısa analiz,elementel analiz

Yerli, yenilenebilir, ekolojik ve ekonomik bir yakıt olarak biyopeletler kömür ve odun gibi geleneksel yakıtlara alternatiftir. Ülkemizde tarımsal atık potansiyeli yüksek olup, tarımsal artıkların biyopelet olarak değerlendirilmesi çevre kirliliğini ve yakıt tüketiminde dışa bağımlılığı azaltacağı için ülkemizin enerji üretimine önemli etkisi olacaktır. En önemli yakıt özelliği, yakıtın ısıl değerdir. Bu çalışmada yedi farklı biyopeletin ısıl değeri hem deneysel hem de teorik olarak belirlenmiştir. Biyopeletlerin kısa analizi ve elementel analizi yapılmış, elde edilen verileri kullanılarak literatürde yer alan biyokütle için uygulanan bazı matematiksel modeller yardımıyla üst ısıl değer (ÜID) hesaplanmıştır. Hesaplamalarda kısa analiz için ve elementel analiz için yedi farklı eşitlik kullanılmıştır. Eşitlik E1, E2, E3, E4, E5, E6 ve E7 biyokütlenin kül, uçucu madde ve sabit karbon içeriklerini dikkate alarak ÜID’ni tahmin etmek için kullanılmıştır. Eşitlik E8’den E14’e kadar yedi model ise elementel analiz sonuçları dikkate alınarak ÜID’i tahmin etmek için kullanılmıştır. Ayrıca, adyabatik kalorimetre bombası kullanılarak numunelerin ÜID’leri deneysel olarak belirlenmiştir. Deneysel olarak belirlenen ÜID değerler ile en uyumlu olan kısa analiz sonuçlarından hesaplanan ÜID denkleminin E4 olduğu belirlenmiştir. Bu denklemlere göre biyopeletin ısıl değerini uçucu madde ve sabit karbon miktarı etkilemiştir. Deneysel olarak belirlenen ÜID ile en uyumlu olan elementel analiz sonuçlarından hesaplanan ÜID denklemi sadece karbon miktarına bağlı basit bir denklem olan E8 dir. Kısa analiz ve elementel analiz modelleri için sırasıyla en iyi R2 değerleri 0.8721 ve 0.7234’dir.

As a domestic, renewable, ecological and economical fuel, biopellets are an alternative to traditional fuels such as coal and wood. There is a high potential for agricultural waste in our country, and the utilization of agricultural residues as biopellets will have a significant impact on the energy production of our country, as it will reduce environmental pollution and foreign dependency in fuel consumption. The most important fuel property is the heating value of the fuel. In this study, the heating values of seven different biopellets were determined both experimentally and theoretically. Proximate analysis and elemental analysis of biopellets were made, and the high calorific value (HHV) was calculated with the help of some mathematical models applied for biomass in the literature using the data obtained. Seven different equations for proximate analysis and seven different equations for elemental analysis were used in the calculations. Equation E1, E2, E3, E4, E5, E6 and E7 were used to estimate the HHV by considering the ash, volatile matter and fixed carbon contents of the biomass. Seven models from Equation E8 to E14 were used to estimate HHV by considering elemental analysis results. In addition, the HHVs of the samples were determined experimentally using an adiabatic bomb calorimeter. It was determined that the HHV equation calculated from the results of the proximate analysis, which was most compatible with the experimentally determined HHV values, was E4. According to the equation, only volatile matter and fixed carbon values affected the thermal values of the biopellet the most. The HHV equation calculated from the elemental analysis results, which is most compatible with the experimentally determined HHV, is E8, which is a simple equation that depends only on the amount of carbon. The best R2 values for proximate analysis and elemental analysis models are 0.8721 and 0.7234, respectively.