Farklı kömürlerin termal analiz yöntemleri ile piroliz davranışlarının incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MURAT FİDAN
Danışman: Jale Naktiyok
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Bu çalışmada farklı özelliklere sahip olan yüksek kül içeriğine sahip linyit ve bitümlü kömürlerin pirolitik davranışları incelenmiştir. Elde edilen gaz ürünler ve karbonlaşmış katının yapısal özellikleri karşılaştırılmıştır. Kömür endüstrisinin geleceği olan gazlaştırma ve karbon tutma/depolama proseslerinin belirlenmesinde kömür yataklarımızın özeliklerinin belirlenmesi son derece önemlidir. Kömür örneklerin piroliz davranışlarının ve karakterizasyonlarının belirlenmesi amaçlanmaktadır. Yöntem: TG-DTG/DSC cihazında 10°C/dak'lık ısıtma hızında kömür örnekleri piroliz edildi. Bununla beraber piroliz esnasında açığa çıkan gazların analizleri TG-FTIR cihazında yapıldı. Piroliz boyunca elde edilen karbonlaşmış katının analizleri ise FTIR, SEM ve BET analizleri ile beraber gerçekleştirildi. Bulgular: Farklı yapılara sahip olan kömürlerin piroliz sonucunda özellikle linyit kömüründe birim kütle başına kül miktarında önemli ölçüde artış olduğu ve bu yüzden sabit karbon oranının ihmal edilecek kadar az olduğu belirlendi. Bitümlü kömürde ise özellikle 800°C'de gözenekliliği 100 kat artan ve aromatik yapıların yoğunlaştığı karbonlaşmış bir katı elde edildi. Linyitte düşük sıcaklıklarda gaz ürün CO ve CH4 gazı miktarının önemli olduğu anlaşıldı. Farklı piroliz bölgelerine sahip olan bu iki kömür örneğinin bozunma basamakları için gerekli aktivasyon enerjileri TG-DTG verilerinden faydalanarak Coast-Redfern metoduna göre hesaplandı. Bitümlü kömürün piroliz işlemi boyunca iki bozunma adımı sergilediği, birinci adımın 115.18 kJ/mol ve ikinci adımın ise 222.13 kJ/mol aktivasyon enerjisine sahip olduğu gözlendi. Linyit kömürün piroliz bölgesinde aktivasyon enerjileri sırasıyla 29.34 kJ/mol ve 45.51 kJ/mol olarak hesaplandı. Sonuç: Piroliz işlemi boyunca linyit kömürün gaz ürün eldesinde bitümlü kömürün ise karbonlaşmış katı ürün eldesinde daha verimli bir şekilde kullanılabileceği düşünülmektedir.Termal analiz ve yapısal analizler sonuçlarıyla elde edilen kinetik analiz ile her iki kömürün piroliz reaksiyonları için gereken aktivasyon enerjileri hesaplandı. Anahtar Kelimeler: Linyit, Bitümlü kömür, Piroliz, TG-DTG/DSC, TG-FTIR, Kinetik Analiz