Ön işlem ve çeşitli katalizör türlerinin linyit ve biyokütle sıvılaştırılması üzerine etkisi
Küçük Resim Yok
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İnönü Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Günümüzde artan enerji talebini karşılamak için fosil yakıtlar halen yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Kömürün doğrudan yakılması sera etkisi yapan gazlar ve ortalama küresel sıcaklıkta bir artışa yol açmaktadır. Doğrudan sıvılaştırma teknolojisi, kömür kaynaklarının verimli ve temiz kullanımı için önemli bir çağdaş temiz kömür teknolojisidir. Yüksek kül ve kükürt içeren düşük kaliteli kömürlerin yeni sıvı yakıtlara ve temel kimyasal hammaddelere doğrudan sıvılaştırma yöntemi ile dönüştürülmesi bu tür kömürler için etkin bir yöntemdir. Bu tez çalışmasında, yüksek kükürt içeriğine sahip Muğla-Yatağan (MY) ve Tunçbilek (TB) linyitlerinin kükürt uzaklaştırılması ve linyit ile çam kozalağının katalitik ve katalitik olmayan koşullarda sıvılaştırılarak yeni bir sıvı yakıt ve değerli temel kimyasal hammadde üretim potansiyeli incelenmiştir. Sıvılaştırma deneyleri, 325-375 ºC, 1/1-1/4 katı/çözücü oranı, 20 bar başlangıç basıncı, %1-9 katalizör derişimi, 15-90 dk., 1/1-1/4 linyit/biyokütle oranı koşullarında gerçekleştirilmiştir. Katalitik sıvılaştırma deneylerinde kullanılan sıfır değerlikli nano demir (SDN/ÇK) katalizörü laboratuvar koşullarında sentezlenmiştir. Kömürdeki mineral maddelerin sıvılaştırma verimi üzerindeki etkisinin belirlenebilmesi için sıvılaştırma deneyleri hem ham linyit örnekleri hem de kükürt uzaklaştırma işlemine tabi tutulan linyit örnekleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen kükürt giderim sonuçlarına göre; MY ve TB linyitleri için 30 oC, %30 H2O2 ve 60 dk. proses koşullarında toplam kükürt giderimi sırasıyla %32 ve %48 oranında gerçekleşmiştir. En yüksek toplam dönüşüm (%85) ve yağ verimi (%62) katalitik şartlarda Muğla-Yatağan linyiti ile çam kozalağının 400oC ve %3 SDN/ÇK katalizör derişimi koşullarında elde edilmiştir. SDN/ÇK katalizörü ticari olarak kullanılan katalizörlerden kısmen daha iyi performans göstermiştir. 375ºC ve 60 dk. katalitik olmayan şartlarda yalnız linyitin sıvılaştırılmasında elde edilen sıvı ürünler önemli ölçüde C6-C26 karbon sayılı bileşiklerden oluşurken, 375ºC ve 60 dk. katalitik şartlarda (SDN/ÇK katalizörü) linyit ve biyokütlenin birlikte sıvılaştırılmasında elde edilen sıvı ürünler C6-C14 karbon sayılı bileşiklerden oluşmaktadır. Linyitlerin kükürt uzaklaştırma işleminden sonra sıvılaştırılmasında toplam dönüşüm ve yağ verimlerinin azaldığı gözlenmiştir.
Today, fossil fuels are still being used intensively to meet the growing energy demand. Direct combustion of coal leads to an increase in greenhouse gases and global average temperature. Direct liquefaction technology is an important modern clean coal technology for the efficient and clean use of coal resources. Conversion of low-quality coals with high ash and sulfur content into new liquid fuels and chemical raw meterials by direct liquefaction is an effective method for such coals. In this work, the desulphurization of high sulfur Muğla-Yatağan (MY) and Tunçbilek (TB) lignites and the potential of liquefaction of lignite and pine cones under catalytic and non-catalytic conditions to produce a new liquid fuel and valuable basic chemical raw materials were investigated. Liquefaction experiments were carried out at 325-375 ºC, 1/1-1/4 solid/solvent ratio, 20 bar initial pressure, 1-9%catalyst concentration, 15-90 min, 1/1-1/4 lignite/biomass ratio. The zero valence nano-iron catalyst (SDN/CK) used in the catalytic liquefaction experiments was synthesized under laboratory conditions. To determine the effect of mineral matter in the coal on the liquefaction efficiency, liquefaction experiments were carried out using both raw lignite samples and lignite samples subjected to a desulfurization process. According to the desulfurization results obtained, the total desulfurization was 32%and 48%for MY and TB lignite at 30oC, 30%H2O2 and 60 min process conditions, respectively. The highest total conversion (85%) and oil yield (62%) were obtained at 400oC and 3%SDN/SC catalyst concentration of pine cones with Muğla-Yatağan lignite under catalytic conditions. The SDN/CK catalyst partially outperformed the commercially used catalysts. The liquid products obtained from the liquefaction of lignite alone under non-catalytic conditions at 375ºC for 60 min consisted mainly of compounds with carbon numbers C6-C26, whereas the liquid products obtained from the liquefaction of lignite and biomass together under catalytic conditions (SDN/SC catalyst) at 375ºC for 60 min consisted of compounds with carbon numbers C6-C14. It was observed that total conversion and oil yields decreased in the liquefaction of lignite after desulfurization.
Today, fossil fuels are still being used intensively to meet the growing energy demand. Direct combustion of coal leads to an increase in greenhouse gases and global average temperature. Direct liquefaction technology is an important modern clean coal technology for the efficient and clean use of coal resources. Conversion of low-quality coals with high ash and sulfur content into new liquid fuels and chemical raw meterials by direct liquefaction is an effective method for such coals. In this work, the desulphurization of high sulfur Muğla-Yatağan (MY) and Tunçbilek (TB) lignites and the potential of liquefaction of lignite and pine cones under catalytic and non-catalytic conditions to produce a new liquid fuel and valuable basic chemical raw materials were investigated. Liquefaction experiments were carried out at 325-375 ºC, 1/1-1/4 solid/solvent ratio, 20 bar initial pressure, 1-9%catalyst concentration, 15-90 min, 1/1-1/4 lignite/biomass ratio. The zero valence nano-iron catalyst (SDN/CK) used in the catalytic liquefaction experiments was synthesized under laboratory conditions. To determine the effect of mineral matter in the coal on the liquefaction efficiency, liquefaction experiments were carried out using both raw lignite samples and lignite samples subjected to a desulfurization process. According to the desulfurization results obtained, the total desulfurization was 32%and 48%for MY and TB lignite at 30oC, 30%H2O2 and 60 min process conditions, respectively. The highest total conversion (85%) and oil yield (62%) were obtained at 400oC and 3%SDN/SC catalyst concentration of pine cones with Muğla-Yatağan lignite under catalytic conditions. The SDN/CK catalyst partially outperformed the commercially used catalysts. The liquid products obtained from the liquefaction of lignite alone under non-catalytic conditions at 375ºC for 60 min consisted mainly of compounds with carbon numbers C6-C26, whereas the liquid products obtained from the liquefaction of lignite and biomass together under catalytic conditions (SDN/SC catalyst) at 375ºC for 60 min consisted of compounds with carbon numbers C6-C14. It was observed that total conversion and oil yields decreased in the liquefaction of lignite after desulfurization.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
