Şırnak asfaltitinin piroliz özelliklerinin termal analiz yöntemiyle belirlenmesi

Abstract

Bu tez çalısmasında Sırnak-Avgamasya asfaltitinin piroliz özellikleri, termal analiz yöntemleriyle belirlenmistir. Bu amaçla yöreden yaklasık 25 kg örnek temin edilmis ve -2360 mm boyutuna indirilen temsili örnegin kısa analizi ve elementel analizi yapılmıstır. Elde edilen sonuçlara göre, havada kuru örnek agırlıkça %0.40 nem, %47.28 kül, %34.30 uçucu madde, %18.02 sabit karbon, %42.1 C, %3.57 H, %0.50 N, %5.55 S ve %47.88 O içermektedir. Ayrıca, temsili örnegin karakterizasyonu için XRD ve FTIR analizleri de temin edilmistir. Örnegin piroliz özelliklerinin belirlenebilmesi için termal analiz yöntemlerinden DTA ve TGA kullanılmıstır. DTA ve TGA deneyleri yaklasık 10 mg örnek kullanılarak, 50 ml/dk azot gazı akısında, oda sıcaklıgı ile 900°C sıcaklık aralıgında gerçeklestirilmistir. Tane boyunun ve ısıtma hızının piroliz özelliklerine etkisini inceleyebilmek için, 3 farklı tane boyut fraksiyonu ve 5 farklı ısıtma hızı kullanılarak TGA deneyleri yapılmıstır. Deneylerden elde edilen verilerden pik sıcaklıkları ve kütle kayıp miktarları belirlenmistir. TG/DTG termogramları incelenerek, nem kaybı, uçucu çıkısı ve mineral madde bozunmasına baglı olan 3 farklı sıcaklık bölgesi bulunmustur. Ayrıca örneklerin TG/DTG verileri kullanılarak Arrhenius ve Coats-Redfern kinetik modelleriyle görünür aktivasyon enerjileri ve Arrhenius sabitleri hesaplanmıs ve sonuçlar birbirleriyle karsılastırılmıstır. ANAHTAR KELMELER : Asfaltit, termal analiz, piroliz, TGA, DTA, kinetik analiz

In this thesis, pyrolysis properties of Sırnak-Avgamasya asphaltite were determined by thermal analysis methods. For this purpose, approximately 25 kg sample was obtained from the region and proximate and elemental analysis of the representative sample which crushed -2360 mm were done. According to results, airdried sample contains 0.40% moisture, 47.28% ash, 34.30% volatile matter, 18.02% fixed carbon, 42.1% C, 3.57% H, 0.50% N, 5.55% S and 47.88% O by weight. Also, for the characterization of the representative sample XRD and FTIR analysis were obtained. For the determination of pyrolysis properties of the sample, DTA and TGA of thermal analysis methods were used. DTA and TGA experiments were carried out by using approximately 10 mg sample, under 50 ml/min nitrogen gas flow rate, from ambient to 900°C temperature range. In order to investigate the effects of particle size and heating rate on pyrolysis properties, TGA experiments were carried out by using 3 different particle size fractions and 5 different heating rates. Peak temperatures and amounts of mass losses were determined by the data obtained from the experiments. By examining the TG/DTG thermograms, 3 different temperature regions were found which depends on moisture loss, volatile release and mineral matter decomposition. In addition, by using TG/DTG data of the samples, apparent activation energies and Arrhenius constants were calculated by Arrhenius and Coats-Redfern kinetic models and the results were compared with each other. KEY WORDS: Asphaltite, thermal analysis, pyrolysis, TGA, DTA, kinetic analysis