Şeker pancarı küspesinin, Ilgın linyitinin ve bunların karışımlarının yanma ve piroliz kinetiğinin termogravimetrik analiz yöntemi ile incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÇAĞLAYAN BURAK ÖZDEMİR
Danışman: Arzu KANCA
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Şeker fabrikalarında kristal şeker üretimi prosesinde yan ürün olarak üretilen şeker pancarı küspesi, düşük kalorili Ilgın linyit kömürü ve bunların eşit oranlardaki karışımının farklı ısıtma hızlarında, ısıl bozunma davranışı, yanma ve piroliz kinetiğinin termogravimetrik analiz yöntemiyle incelenmesi bu tez çalışmasının amacıdır. Yöntem: Çalışmada, şeker pancarı küspesi ve Ilgın linyiti için, kurutma işlemi sonrası kısa analizler, ısıl testler ve elementel analiz yapılmıştır. Elementel analiz verileri kullanılarak Dulong formülü yardımıyla numunelerin ısıl değerleri bulunarak, kalorimetre cihazından okunan değerler ile karşılaştırılmıştır. Şeker pancarı küspesi, Ilgın linyiti ve bunların kütlece 1/1 oranındaki karışımlarının termal bozunma davranışları Termalgravimetrik analiz (TGA) cihazı kullanılarak takip edilmiştir. TGA deneyleri azot ve hava 30-980ºC sıcaklık aralığında ve dört farklı ısıtma hızında (10, 20, 30, 40ºC/dk) gerçekleştirilmiştir. Piroliz ve yanma tepkimeleri için kinetik parametreler, Flynn-Wall-Ozawa (FWO), Kissinger-Akahire-Sunose (KAS) ve Coats-Redfern yöntemleri ile hesaplanmıştır. Bulgular: Şeker pancarı küspesi ve Ilgın linyitinin nem, uçucu madde, kül ve sabit karbon içerikleri kısa analizle belirlenmiştir. Küspe ve linyitin karbon (C), hidrojen (H), kükürt (S) ve oksijen (O) içerikleri CHS elemental analiz cihazı ile belirlenmiştir. Bomba kalorimetre cihazı ise bu yakıtların ısıl değerlerini belirlemek için kullanılmıştır. Şeker pancarı küspesi, Ilgın linyiti ve şeker pancarı küspesi ile Ilgın linyitinin 1/1 oranındaki karışımlarının piroliz ve yanma davranışları incelenirken TGA deney dataları termogramlara dönüştürülmüştür. Piroliz ve yanma kinetiğine ait parametreler (aktivasyon enerjisi ve reaksiyon mertebesi), TGA dataları kullanılarak FWO, KAS ve Coats-Redfern yöntemleri değerlendirilmiştir. Sonuçlar: Şeker pancarı küspesi ve Ilgın linyiti farklı elementel bileşime, nem, kül ve uçucu madde içerikleri farklı olmasına rağmen, iki yakıtın ısıtma değerleri birbirine çok yakındır. Piroliz koşullarındaki TGA sonuçları, şeker pancarı küspesi için üç ve Ilgın linyit için ise sadece bir termal bozunma bölgesi göstermektedir. Yakıt karışımlarının TGA sonuçları ile gözlenen bireysel termal bozunma davranışları, şeker pancarı küspesi ile Ilgın linyiti arasında piroliz koşullarında sinerjik bir etkileşim olmadığını ortaya koymuştur. Ancak hava atmosferindeki termogravimetrik analiz sonuçları ile elde edilen deneysel ve hesaplanmış bulgular, bu iki yakıt arasındaki sinerjik etkileşimi ortaya çıkarmıştır. Ayrıca şeker pancarı küspesi ile Ilgın linyit karışımının aktivasyon enerjisinin dört farklı ısıtma hızında (59,03-62,50 kj/mol), şeker pancarı küspesi (57,10-59,43 kj/mol) ile Ilgın linyitinin (61,36-68,29 kj/mol) bireysel aktivasyon enerjileri arasında olduğu tespit edilmiştir. Bu durum, şeker pancarı küspesi ilavesinin Ilgın linyitinin termal aktivitesi üzerinde olumlu bir etkisi olduğunu göstermiştir.