Atıktan türetilmiş yakıtın termokimyasal dönüşüm karakterinin incelenmesi

Evsel katı atık yönetimi, nüfusun hızla arttığı, ilkel çöp toplama sisteminin hala benimsendiği ve çöp depolama alanlarının oldukça kısıtlı olduğu ülkelerde oldukça kritik bir konudur. Etkin bir yönetim sisteminde farklı atık yönetim işlemleri çevresel, ekonomik ve sosyal parametrelerin ihtiyaçlarını karşılamak üzere birbiri ile harmanlanır. En uygun işlemlerin seçilmesi ve birleştirilmesiyle insan sağlığı ve çevrenin korunmasını garanti altına alan yönetim sistemi aynı zamanda bütünleştirilmiş katı atık yönetimi adını alır. İyi tasarlanmış bir atık yönetim sistemi atığın önlenmesini, tekrar kullanılmasını, geri dönüştürülmesini, enerji geri kazanımını ve nihai bertarafını içerir.Bu çalışmada, evsel atığın geri dönüştürülebilir fraksiyonunun (cam, PP, PE, metal vs) ayrıştırılması sonrasında kalan yanabilir nitelikteki kısmın parçalanmış hali olan atıktan türetilmiş yakıt kullanılmıştır. Çalışma dört aşama halinde yürütülmüştür.Birinci aşama atıktan türetilmiş yakıtın karakterizasyonuna yöneliktir. Bu aşamada yakıtın kısa ve nihai analizi ve kalorifik değer analizi yapılmıştır.Çalışmanın ikinci aşamasında inert ortamda termogravimetrik (TG) ve diferansiyel termogravimetrik (DTG) analiz yöntemleri kullanılarak termal analiz yapılmıştır. ATY'nin piroliz profilini yorumlayabilmek amacıyla ATY'nin ana bileşenleri olan kağıt, polipropilen (PP), yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ve elyaf numuneleri için de termal analiz yapılmıştır. ATY'nin inert ortamda termal bozunma profilinin ATY'ı oluşturan bileşenlerin termal bozunma profili ile uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. ATY'nin pirolizinin düşük sıcaklık bölgesindeki nem giderilmesi (<110°C) haricinde üç aşamada gerçekleştiği görülmüştür. Selülozik fraksiyon bozunması 293-355°C'de gerçekleşmiştir. ATY içindeki plastik atıklara ait fraksiyon 430-495°C aralığında bozunmakta olup en yüksek ağırlık kaybı 470°C'de görülmüştür. 634-696°C aralığındaki üçüncü adım ise CaCO3 bozunmasını göstermektedir.Çalışmanın üçüncü aşamasında oksidatif ortamda termal analiz yapılarak tutuşma sıcaklığı, yanma bitiş sıcaklığı, pik sıcaklıkları ve toplam dönüşüm oranı parametrelerine göre yanma profili incelenmiştir. Ayrıca farklı oranlarda atık elyaf (AE) katkısının kalorifik değer ve yanma profili üzerindeki etkisi incelenmiştir. ATY ve ATY-AE karışımlarının oksidatif ortamda termal bozulması, uçucuların oluşumu, char yanması ve kalsinasyon reaksiyonu sonucu CaO ve CO2 oluşumu adımlarını içermiştir.Çalışmanın son aşamasında yüzde kül içeriği ve külü oluşturan elementler incelenmiştir. Büyük ölçüde CaO, SiO2 ve Al2O3 içeren ATY külünün yapısında yüksek konsantrasyonlarda Cu, Zn ve Ba bulunduğu saptanmıştır.