Effects of feedstock and carbonization types on potential applications of biochar
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2018
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
This thesis explored the effects of production method and feedstock type on the fuel and agronomic properties of chars. For this purpose, different type of agricultural, animal and agro industrial wastes, and algal biomass were carbonized by two methods, namely dry carbonization (pyrolysis) and wet carbonization. Dry carbonization experiments were carried out under nitrogen atmosphere at different temperatures between 250 and 600 °C. The pyrolysis temperature of 350 °C was found as critical upper temperature in the production of biochar used as fuel. It was found that agricultural and agro industrial wastes were more suitable than animal waste and algal biomass for solid fuel production via pyrolysis. On the other hand, high pyrolysis temperatures (500 °C and 600 °C) produced the biochars having high stable carbon contents, indicating persist in soil resulting in an effective means of carbon sequestration. Wet carbonization experiments were performed at the temperature range of 150 – 275 °C under autogenic pressure. The effect of three process variables (temperature, biomass:water ratio and reaction time) on hydrochar properties were investigated. Response surface methodology was used to study the influence of each factors as well as their combined interactive effect on the hydrochar properties. Findings from this work showed that char properties related to fuel and soil amendment are essentially determined by the type of carbonization. It was found that wet carbonization was more suitable for the production of solid fuel. The hydrochar had higher calorific value and lower ash content than biochars. But, from the point of agronomic value of chars, dry carbonization produced more stable char than wet carbonization.
Bu tez çalışmasında hammadde ve karbonizasyon tipinin “biochar”ın yakıt ve toprak iyileştirici olarak uygulamaları üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla farklı tip tarımsal, hayvansal, agro-endüstriyel ve algal atık biyokütleler kuru (piroliz) ve yaş karbonizasyon adı verilen iki farklı yöntem ile karbonize edilmiştir. Piroliz çalışmaları 250–600 °C sıcaklık aralığında azot atmosferinde gerçekleştirilmiştir. “Biochar”ın yakıt amaçlı kullanımı için üretiminde 350 °C piroliz sıcaklığı kritik üst limit sıcaklığı olarak belirlenmiştir. Piroliz yöntemi ile yakıt amaçlı “biochar” üretiminde tarımsal ve agro-endüstriyel biyokütleler hayvansal ve algal biyokütlelere göre daha uygun bulunmuştur. Öte yandan yüksek piroliz sıcaklığı (500 °C ve 600 °C) ile yüksek kararlı karbon içeriğine sahip, toprakta karbon tutulumuna sebep olarak daha uzun süre kalacak “biochar”lar üretilmiştir. Yaş karbonizasyon deneyleri otojenik basınç altında 150 – 275 °C sıcaklık aralığında gerçekleştirilmiştir. “Hydrochar” özellikleri üzerine sıcaklık, biyokütle:su oranı, reaksiyon süresi faktörlerinin etkisi araştırılmıştır. Her bir faktörün ve etkileşimlerinin etkisini incelemek için Yanıt Yüzey Yöntemi kullanılmıştır. Yaş karbonizasyon yakıt amaçlı kullanımda daha uygun bir yöntem olarak bulunmuştur. “Hydrochar” ın kalorifik değeri “biochar”dan daha yüksek, kül içeriği ise daha düşüktür. Toprak uygulamaları açısından düşünüldüğünde “biochar”, “hydrochar” a göre daha kararlı karbon yapısına sahiptir.
Bu tez çalışmasında hammadde ve karbonizasyon tipinin “biochar”ın yakıt ve toprak iyileştirici olarak uygulamaları üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla farklı tip tarımsal, hayvansal, agro-endüstriyel ve algal atık biyokütleler kuru (piroliz) ve yaş karbonizasyon adı verilen iki farklı yöntem ile karbonize edilmiştir. Piroliz çalışmaları 250–600 °C sıcaklık aralığında azot atmosferinde gerçekleştirilmiştir. “Biochar”ın yakıt amaçlı kullanımı için üretiminde 350 °C piroliz sıcaklığı kritik üst limit sıcaklığı olarak belirlenmiştir. Piroliz yöntemi ile yakıt amaçlı “biochar” üretiminde tarımsal ve agro-endüstriyel biyokütleler hayvansal ve algal biyokütlelere göre daha uygun bulunmuştur. Öte yandan yüksek piroliz sıcaklığı (500 °C ve 600 °C) ile yüksek kararlı karbon içeriğine sahip, toprakta karbon tutulumuna sebep olarak daha uzun süre kalacak “biochar”lar üretilmiştir. Yaş karbonizasyon deneyleri otojenik basınç altında 150 – 275 °C sıcaklık aralığında gerçekleştirilmiştir. “Hydrochar” özellikleri üzerine sıcaklık, biyokütle:su oranı, reaksiyon süresi faktörlerinin etkisi araştırılmıştır. Her bir faktörün ve etkileşimlerinin etkisini incelemek için Yanıt Yüzey Yöntemi kullanılmıştır. Yaş karbonizasyon yakıt amaçlı kullanımda daha uygun bir yöntem olarak bulunmuştur. “Hydrochar” ın kalorifik değeri “biochar”dan daha yüksek, kül içeriği ise daha düşüktür. Toprak uygulamaları açısından düşünüldüğünde “biochar”, “hydrochar” a göre daha kararlı karbon yapısına sahiptir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Hydrothermal Carbonization, Pyrolysis, Biomass, Biochar, Hydrochar, Hidrotermal Karbonizasyon, Piroliz, Biyokütle, Biyokömür, Hidrokömür
