Farklı demir içerikli cevherlerin ve atıkların kimyasal döngülü yanma prosesinde oksijen taşıyıcı olarak kullanılması ve performanslarının karşılaştırılması

Bu çalışmada farklı demir içerikli cevherlerin ve atıkların gaz yakıtlar (CO, H2 ve sentez gazı) kullanılarak laboratuvar ölçekli programlanabilir mantık kontrol sistemine bağlı kesikli akışkan yatak reaktörde kimyasal döngülü yanma (KDY) performansları incelenmiştir. Atık olarak kırmızı çamur, bakır konverter cürufu, ve proses atığı (nikelin laterit cevherinden ayrılması sonrası kalan kısım), cevher olarak siderit ve laterit kullanılmıştır. Ayrıca aktif faz olarak kırmızı çamur ve hematit, destek fazı olarak kolemanit ve çinko borat kullanılarak mekanokimyasal yöntem ile sentezlenen oksijen taşıyıcıların programlanabilir mantık kontrol sistemine bağlı TGA'da kimyasal döngülü yanma performansı da incelenmiştir. Kalsine kırmızı çamur, kalsine bakır konverter cürufu, kalsine siderit ve kalsine proses atığı ile yapılan deneyler sonucunda tüm gaz bileşimleri için ortalama gaz dönüşüm verimi sırasıyla %86, %87, %92 ve %88 olarak elde edilmiştir. Mekanokimyasal sentez ile elde edilen oksijen taşıyıcılarda kullanılan ve miktarına bağlı olarak bor içerikli destek fazlar, aktif fazların kimyasal döngülü yanma performansını ya hiç etkilememiş ya da aglomerasyona sebep olarak performansının düşmesine sebep olmuştur. Laterit cevheri ham ve kalsine olarak denenmiş ancak her iki formu için de yeterli gaz dönüşüm verimi elde edilememiştir. Kalsine proses atığı için termodinamik kısıtlamalara uygun indirgenme derecesinin elde edilebilmesinde gerekli şartlar uygulanabilir bulunmamıştır. Bu çalışmada oksijen taşıyıcı olarak kullanılan kırmızı çamur, bakır konverter cürufu ve siderit cevherinin ucuz olması ve laboratuvar ölçekli sistemdeki kimyasal döngülü yanma performansı göz önüne alındığında büyük ölçekli kimyasal döngülü yanma sistemlerinde kullanımı açısından umut vericidir. Ayrıca endüstriyel atıkların tekrar kullanımı kimyasal döngülü yanma sisteminin oksijen taşıyıcı açısından da çevreci bir yakma prosesi olmasını sağlamaktadır.