Kayın ağacı odun peletinin torrefaksiyonu ve torrefiye peletlerin yanma davranışı

Fosil yakıta bağımlı endüstrinin çevresel sonuçları göz önüne alındığında, yenilenebilir kaynakların kullanımı, enerji tedariki için hala önemli bir seçenektir. Bugün, dünyadaki enerji ihtiyacının sadece % 10'u biyokütle kaynakları tarafından karşılanmaktadır. Bu, biyokütle enerjisine olan büyük ilgiyi göz önünde alındığında beklentilerin altındadır ve fosil yakıt kullanımı yerine daha pratik yaklaşımlar gerektirmektedir. Torrefaksiyon günümüzün enerji sistemlerine dahil edilebilecek kömür benzeri katılar elde etmek için umut verici bir tekniktir. Bu çalışmada, kayın ağacı odun talaşından hazırlanan peletlerin torrefaksiyonu ve torrefiye peletlerin yanma davranışı incelenmiştir. Bunun için odun peletleri sabit yatak sisteminde torrefaksiyon işlemine tabi tutuldu. Ürün verimi ve katı ürünün özelliklerine, sıcaklık, işlem süresi gibi işlem parametrelerinin etkisi incelendi. Torrefaksiyon işlemi 220, 260 ve 300 °C sıcaklık ve her bir sıcaklıkta 10, 20, 40 ve 60 dakika işlem süresince gerçekleştirildi. İşlem sonunda elde edilen katı ürün sabit yatak yakma sisteminde yakılarak yanma davranışı üzerine fırın başlangıç sıcaklığının etkisi incelendi. Ayrıca torrefiye ürünün kısa, elementsel, TGA ve DTG analizleri yapıldı. Kayın ağacı odun peletinin torrefaksiyon işlemi ile kullanılabilir bir katı yakıta dönüştürülmesi amacıyla yürütülen çalışmada, katı ürün verimi üzerine işlem sıcaklığının işlem süresinden daha etkili olduğu sonucuna varıldı. Katı ürünün torrefaksiyon sıcaklığı ile uçucu madde içeriğinin azaldığı ve sabit karbon içeriğinin arttığı belirlendi. İşlem sıcaklığındaki artış ile torrefiye katıların karbon içeriği artarken oksijen içeriği azaldı. TGA ve DTG analizleri hemiselülozun orta ve şiddetli torrefaksiyon sonucu elde edilen katı ürünlerde tamamen parçalandığını gösterdi. Torrefiye peletlerin sabit yatak yakma sisteminde yanma davranışlarının incelendiği deneylerde torrefiye peletlerin tutuşma sürelerinin kısaldığı görüldü. Torrefiye peletlerin uçucu madde yanma sürelerinin torrefaksiyon sıcaklığı ve işlem süresi ile kısaldığı ve uçucu madde yanma süresi ile uçucu madde yanma hızı arasında ilişki olmadığı tespit edildi. Karbon yanma süresinin, torrefiye ürünün sabit karbon içeriği ile uzadığı görüldü. Uçucu madde yanma periyodu ile karbon yanma periyodunun fırın başlangıç sıcaklığından etkilendiği sonucuna varıldı. Ham ve torrefiye katıların uçucu madde yanma periyodunda belirlenen CO2 ve NO emisyonlarının torrefaksiyon şiddetine bağlı olarak yapıdan uçucu bileşenlerin ayrılması nedeni ile azaldığı tespit edildi.