Türk linyitlerinin karbondioksit ortamında gazlaştırma kinetiği

Abstract

Diğer enerji kaynaklarına alternatif olarak düşük nitelikli Türk linyitlerinden gazlaştırma yoluyla elde edilen gaz yakıt önerilebilir. Bu çalışmada Beypazarı ve Tunçbilek linyitlerinin TGA cihazıyla karbondioksit ortamında gazlaştırılması çalışılmıştır. İki aşamayla meydana gelen çalışmada, ilk aşamayı piroliz, ikinci aşamayı gazlaştırma oluşturmaktadır. Gazlaştırma reaksiyonu bir çeşit katalizörsüz gaz-katı reaksiyonu olduğundan reaksiyon nedeniyle gözenek yapısı etkilenir, kömürün gazlaştırma hızı da değişir. Beypazarı kömürünün başlangıçtaki porozitesi 0. 12 iken piroliz sonrası porozitesi 0.18'dir. Gazlaştırma reaksiyonu sıcaklığa karşı çok hassastır. Beypazarı kömürü için tam dönüşüme 950°C'de üç saatte ulaşıldığı halde 800°C'de sekiz saatte hala dönüşümün tamamlanmamış olduğu görülmüştür. Gözenek çap dağılımlarının kalitatif analiziyle yüzey reaksiyonunun kömür içersinde her noktada olduğu sonucuna varılmıştır. Gözlenen reaksiyon hız sabiti, kullanılabilir yüzey alanının değişmesi nedeniyle zamana göre üstsel olarak değişmektedir. Karbon dönüşümü için, kinetik kontrol eden bölgede deaktivasyon modeli kullanılmıştır. Modelle deney sonuçları genelde uyum göstermiştir. Deaktivasyon hız sabiti bulunurken başlangıçtaki gözeneklilik ve karbon dönüşümüne göre gözenek yapısı değişimi göz önünde tutulmuştur. Beypazarı kömüründe karbon - karbondioksit reaksiyonu için aktivasyon enerjisi 41419 kal/mol olarak bulunmuştur. m

KINETICS OF GASIFICATION OF TURKISH LIGNITES WITH CARBON DIOXIDE CM. Sc. Thesis) Nail YAŞYERLÎ GAZÎ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY JANUARY 1992 ABSTRACT Gas fuel obtained from low quality lignites with gasification can be proposed as alternate to other energy- sources. In this study, gasification of lignites of Beypazarı and Tunçbilek with carbon dioxide were investigated using Thermogravimetric Analyzer. The study consists of two main parts namely, pyrolysis and gasification. Since the gasification is a gas-solid non catalytic reaction, the pore structure is effected and the rate of gasification changes. The initial porosity of Beypazarı coal was 0.12 and after pyrolysis it changed to 0.18. Gasification reaction is very sensitive to temperature. The overall conversion was achieved within three hours at 950°C. However, it was observed that the reaction was not completed in eight hours at 800°C. From the qualitative analysis of pore size distributions, it was concluded that surface reaction took place at each interior point in coal matrix. The apparent rate constant of the reaction decreased exponent ionally with time due to the variation in available surface area. For carbon conversion, the deactivation model was used in kinetics controlling zone. Experimental result showed good agreement with model. In the evaluation of deactivation rate constant, initial porosity and pore structure change with carbon conversion were taken into account. Activation energy was found as 41419 cal/mole for gasification reaction of Beypazarı lignite with carbon dioxide. xv