Pamuk saplarının pirolizi ve sıvı ürünün incelenmesi

Abstract

IV ÖZET Dünya nüfusunun hızla artması, endüstrileşme ve hızlı şehirleşme, doğal kaynakların tüketimini de hızla arttırmaktadır. Bu durum, bilinen kaynakların en akılcı şekilde kullanımını ve yeni enerji kaynaklarının değerlendirilmesinin zorunluluğunu ortaya çıkarmaktadır. Özellikle, biyokütle ve ürünlerinin yapay yakıt üretiminde kullanılabilirliğinin incelenmesi, alternatif kaynakların araş tini masında geniş bir yer tutmaktadır. Ülkemizde yaklaşık 600.000 ha alanda pamuk üretilmekte ve her yıl 3,24 milyon ton pamuk sapı yan ürün olarak ortaya çıkmaktadır. GAP ile birlikte bu rakamın 4,86 milyon ton dolayına çıkacağı tahmin edilmektedir. Ba çalışmada, yukarıda verilen bilgiler ışığında yeni ve yenilenebilir enerji kaynağı olarak pamuk sapı incelenmiştir. Bunun için ilk aşamada, Heinze reaktöründe, 7°C/dk ısıtma hızında; 400, 500, 550, 700°C sıcaklıklarda; 1,2 mm ortalama parçacık boyutundaki örnekle piroliz işlemi gerçekleştirilmiş ve piroliz sıcaklığının, piroliz ürün verimlerine etkisi araştırılmıştır. İkinci aşamada ise, optimum sıcaklıkta (550°C) dört farklı parçacık boyutundaki örneklerle çalışılarak, parçacık boyutunun piroliz ürün verimlerine etkisi incelenmiştir. Son aşamada ise, optimum sıcaklık ve optimum parçacık boyutunda; 50, 100, 200 ve 400 cm3/dk sürükleyici gaz (N2) akış hızlarında piroliz işlemleri gerçekleştirilerek, sürükleyici gaz akış hızının, özellikle sıvı ürün verimlerine etkisi ve en uygun piroliz koşullan araştırılmıştır. Elde edilen sıvı ürünün çeşitli spektroskopik ve kromatografik yöntemlerle yapısı araştırılmıştır. Sıvı ürünün 'H-NMR, FTIR spektrumlan alınmış, elementel analizleri yapılmış ve kalorifik değeri belirlenmiştir. Daha sonra sıvı ürünler, sütun kromatografisinde dört farklı fraksiyona ayrılmış, fraksiyonların FTIR spektrumlan alınmış, elementel analizleri gerçekleştirilerek molar gösterimleri ortaya konmuştur, n- Pentan fraksiyonunun ise gaz kromatogramı alınarak hidrokarbon dağılımları saptanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, pamuk saplarından petrole eşdeğer piroliz sıvı ürününün elde edilebileceği görülmüştür.

SUMMARY Rapid increasing of world population, industrialization and rapid urbanization incrases the consumption of natural resources. This situation introduces the rationalistic use of the known resources and the necessity of the evaluation of the new energy resources. Particularly biomass is currently being focused on producing synthetic fuels for investigating alternative resources. Cotton is one of Turkey's most important agricultural crops and the cotton area is about 600,000 ha. Every year 3.24 billion tons of cotton stem is produced as a byproduct. In this study, the cotton stem is chosen as a biomass resource and in a Heinze reactor is pyrolysed at 400, 500, 550, 700°C with a heating rate of 7°C/min and with the particle size of 1.2 mm. The effect of pyrolysis temperatures and heating rates on the production yields have been investigated. In the second part four different particle sizes have been pyrolysed at the optimum temperature for investigating the effect of the particle size to the pyrolysis yields. In the third part of the work, the effect of the sweeping gas (N2) with the flow rates of 50, 100, 200, 400 cm3/min along with optimum temperature and particle size have been studied and optimum pyrolysis conditions have been investigated. Liquid pyrolyse products were examined using elemental analysis, ^-NMR, FT- IR and the calorific values were evaluated. Then the liquid products were separated into four fractions by column chromatography for GC, FT-IR and elemental analysis and molar representations of the fractions were evaluated. According to the results obtained it is found that petroleum-like liquid pyrolysis products can be obtained from cotton stem.