Özet:
Dünyadaki enerji tüketiminin büyük bir kısmını birincil enerji kaynakları
oluşturmaktadır. Kalabalıklaşan nüfus ve sanayileşmeden dolayı fosil enerji
kaynakların rezervleri sürekli azalma eğilimindedir. Alternatif yenilenebilir enerji
kaynaklarından biyokütlenin, düşük ısıl değer, yüksek nem ve uçucu madde içeriği,
düşük yoğunluk ve yüksek oksijen/karbon oranı nedeniyle fosil yakıtlara göre
dezavantajları söz konusudur. Bunları azaltarak yakıt enerjisi içeriğini iyileştirmek
için biyokütleye, torrefaksiyon adlı termal ön işlem uygulanmaktadır.
Bu tez çalışmasında, ülkemizde yaygın olarak kullanılan geleneksel enerji
kaynaklarına alternatif, her türlü toprak şartlarına uygun, dağlık bölgelerde
kendiliğinden yetişen yabani, çok yıllık bitkilerden, geven (Astragalus) (Uşak
ilinden) ve sığırkuyruğu (Verbascum Thapsus) (Afyonkarahisar ilinden) enerji
bitkilerine, organik endüstriyel atıklar (keçiboynuzu ve mısır endüstriyel atığı)
ilave edilerek, enerji potansiyeli arttırılmış biyopelet üretimi ve karakterizasyonu
yapılmıştır. Biyopelet üretiminde kullanılan yakıt özelliği geliştirilmiş
biyokömürlerin üretim optimizasyonu için “Central Composite Design”
optimizasyon yöntemi uygulanarak değişik proses koşulları için 4 faktör ve 5
seviye içeren torrefaksiyon deney setleri hazırlanmıştır. İnert ortamda
gerçekleştirilen torrefaksiyon proses koşulları için bağımsız değişkenler; sıcaklık
(200-320°C), kalma süresi (15-75 dk), tanecik boyutu (1-5 mm) ve organik
endüstriyel atık oranı (%0-100 ağ/ağ) olarak belirlenmiştir. Her deney seti için
torrefaksiyon ile üretilen biyokömürlerin analiz sonuçları, design expert programı
desirability fonksiyonu ile çözümlendirilerek optimum biyokömür numuneleri
üretim koşulları belirlenmiş ve optimum biyokömür numunelerinin üretimi
yapılmıştır.
Tezin 2. aşamasında, optimum biyokömür numunelerinden yoğunlaştırılmış
biyopelet üretimi hidrolik pres ile sabit basınçta (25 MPa) gerçekleştirilmiştir.
Alternatif enerji kaynakları olarak değerlendirilmek istenen biyopeletlerin yakıt
karakteristik özellikleri incelenmiştir. Cevap yüzey yöntemi ile üretilen
biyokömürlere uygulanan torrefaksiyon prosesi için lineer model önerilmiştir.
Üretilen biyokömürlerin yakıt karakteristik özellikleri için en etkili parametrenin
reaksiyon sıcaklığı olduğu belirlenmiştir. Pelet karakterizasyon çalışmalarıyla da 3.
ve 4. Set biyopeletlerin biyoyakıt amaçlı kullanılabileceği belirlenmiştir.
