Domates hasat atıklarından biyokömür üretimi ve tarla koşullarında karbondioksit emisyonuna etkisinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada domates hasat atıklarının (DHA) yavaş piroliz yöntemi ile biyokömüre dönüştürülmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın alt amaçları ise: (1) farklı piroliz sıcaklıklarında ve bekleme sürelerinde üretilen biyokömürlerin pH, karbon (C), azot (N), uçucu katı madde, sabit karbon ve kül özelliklerini belirlemek, (2) farklı piroliz sıcaklıklarının ve bekleme sürelerinin üretim enerjisi ve biyokömür verimi üzerine etkisini belirlemek ve (3) farklı piroliz sıcaklıkları ve bekleme sürelerinde üretilen biyokömürlerin topraktan CO2 emisyonu üzerine etkisini belirlemektir.Biyokömürlerin pH değeri 5.82 ile 10.08 arasında değişmiştir. 300C'de üretilen biyokömürler (bekleme süresi ayrımı yapmaksızın) asidik, 400-700°C sıcaklık aralığında üretilen biyokömürler ise bazik olarak belirlenmiştir. Piroliz sıcaklığı ve bekleme süresi arttıkça C içeriği artmıştır. N içerikleri aynı sıcaklıkta bekleme süresinin artması ile azalmıştır. Piroliz sıcaklığı 300°C'den 700°C'ye çıkarıldığında uçucu madde içeriği düşmüş, kül içeriği yükselmiş ve sabit karbon içeriği artmıştır. Biyokömür verimi sıcaklık ve bekleme süresinin artmasıyla beraber azalmıştır. Sıcaklık ve bekleme süresinin artmasıyla beraber biyokömür üretimindeki elektrik sarfiyatı artmıştır. Sıcaklık ve uygulama sürelerinin artmasıyla üretilen biyokömür kütlesi başına üretimdeki elektrik sarfiyatı çok hızlı bir şekilde artmıştır. En düşük kümülatif CO2 emisyonu 500C ve 240 dakika bekleme süresinde üretilen biyokömürde gerçekleşmiştir. En yüksek kümülatif CO2 emisyonu gerçekleşirken ölçümü 300C ve 40 dakika bekleme süresinde elde edilen biyokömürde gerçekleşmiştir. Düşük sıcaklıklarda üretilen biyokömürler toprağa karıştırıldığında daha yüksek toprak CO2 emisyonu gerçekleşirken, yüksek sıcaklıklarda üretilen biyokömürler toprağa karıştırıldığında daha düşük toprak CO2 emisyonunu gerçekleşmiştir.

In this study, it was aimed to convert from tomato harvest wastes (DHA) to biochar by slow pyrolysis method. The sub aim of the study was to (1) determine the pH, carbon (C), nitrogen (N), volatile solid, fixed carbon and ash properties of biochar produced at different pyrolysis temperatures and holding times, (2) production energy at different pyrolysis temperatures and holding times and (3) determine the effect of biochars on the CO2 emission from the soil. The pH value of biochars ranged from 5.82 to 10.08. The biochar yielded at 300°C (regardless of holding time) was acidic, while the biochar produced at 400-700°C was determined as alkaline. As the pyrolysis temperature and the holding time increased, the C content increased. N contents decreased with the increase of the holding time at the same temperature. When the pyrolysis temperature increased from 300 ° C to 700 °C, the content of volatile matter decreased, ash content increased and fixed carbon content increased. Biochar yield decreased with increasing temperature and holding time. With the increase in temperature and holding time, the electricity consumption of biochar production increased. With the increase in temperature and holding time, the electricity consumption per production of biochar produced increased very rapidly. The lowest cumulative CO2 emission measurement was realized for biochar produced at 500°C and 240 minutes of holding time. The highest cumulative CO2 emission measurement was achieved for biochars produced at 300°C for 40 minutes. Biochar produced at low temperatures caused lower soil CO2 emissions when mixed with soil, while biochars produced at lower temperatures caused higher soil CO2 emissions when mixed with soil.