Biyokütlenin kullanıldığı termokimyasal dönüşüm proseslerinin modellenmesi ve ekserji analizi

Abstract

Fosil enerji kaynaklarının kullanılması karbon dioksit ve sera gazları emisyonlarınıarttırmakta ve böylelikle yeryüzünün ortalama sıcaklığını artmasına yol açan globalısınmaya neden olmaktadırlar. Biyoenerji fosil yakıtların yerine kullanılmakta ve seragazı emisyonlarının azaltılması için çözüm yolu olarak görülmektedir. Biyoenerjibiyokütleden elde edilir. Biyokütle dünyanın başlıca yenilenebilir enerji kaynağı olarakgörülmektedir. Katı atıklar biyokütle kaynağı olarak kullanılabilmektedirler. Bu tezçalışmasında, katı atıklar kullanılarak biyoyakıtların elde edilmesi için bazı teknolojilerincelenmiştir. Gazlaştırma, Fischer-Tropsch, ve metanlaştırma ile sentetik doğal gazsentezleri bu çalışmada seçilen teknolojilerdir. Bu proseslerin simülasyonları AspenPlus® programı kullanılarak yapılmıştır. Yapılan simülasyonlar yardımıyla kütle-enerjidengeleri kurulmuş ve bunlara göre proseslerin giriş ve çıkış akımlarının ekserjilerihesaplanmıştır. Hesaplanan ekserjilere göre ekserjetik verimlilikler belirlenmiştir.Ekserjetik verimlilik kimyasal ve toplam ekserjiye göre tanımlanmış ve sonuçlardeğerlendirilerek verimliliği yüksek olan prosesler ve proses koşulları belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Katı Atıklar, Gazlaştırma, Fischer-Tropsch Sentezi, Metanlaştırma,Sentetik Doğal Gaz, Biyoyakıtlar, Modelleme, Ekserji.

Carbon dioxide and greenhouse gases are increased by using fossil fuels and that causesglobal warming that result in the increase of the average temperature of the Earth. Bioenergyis already seen as one of the key options on shorter and medium term to mitigategreenhouse gases emissions and substitute fossil fuels. Bio-energy is derived frombiomass. Biomass has been recognized as a major world renewable energy source andmunicipal solid wastes (MSW) can be used as biomass feedstock.In this study; sometechnologies are investigated to get bio-fuels by using municipal solid wastes.Gasification, Fischer-Tropsch synthesis and methanation synthetic natural gas synthesisvia methanation are chosen technologies in this study. By using Aspen Plus® program,simulations of these processes are made. With assistance of these simulations mass andenergy balances are established and exergy of the inlet and outlet streams are calculatedaccording to mass and energy balances. Exergetic efficiencies are specified by calculatedexergy values and defined for chemical and total exergy. Finally, results are evaluatedand the most efficient processes and process conditions are determined.Keywords : Solid Wastes, Gasification, Fischer-Tropsch, Methanation, SyntheticNatural Gas, Biofuels, Modelling, Exergy.