Mobilya fabrikası atık tozunun pirolizi

Enerji, günümüzde insan hayatının vazgeçilmez bir parçası ve sürdürülebilir kalkınma çabalarının en önemli araçlarından biridir. Enerji sektöründe temel amaç, gelişen ekonominin ve artan nüfusun enerji gereksinimlerini sağlıklı, güvenilir, sürekli ve en ekonomik maliyetle karşılayabilmektir. Bu nedenle, petrol ve doğalgaz gibi ithal yakıtlara olan bağımlılığımızın azaltılması için ulusal ve yenilenebilir enerji kaynakları arayışlarını hızlandırmamızı gerekli kılmaktadır. Bu bağlamda biyokütle enerjisi fosil yakıtlara önemli bir alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. Biyokütle kaynakları çok çeşitli olmakla beraber, son zamanlarda katı atıkların biyokütle kaynağı olarak kullanılabilir olması gündeme gelmiştir. Bu çalışmada, ülkemizdeki enerji açığı göz önüne alınarak, 100 ton/yıl atık toz üreten Elazığ il sınırlarında bulunan mobilya fabrikasından temin edilen, mobilya fabrikası atık tozu alternatif enerji kaynağı olarak seçilmiştir.Bu çalışmada mobilya fabrikası atık tozunun çeşitli koşullarda pirolizi gerçekleştirildi. Çalışma iki aşamada yürütüldü. Çalışmanın ilk adımında, deneyler sabit yatak piroliz deney düzeneğinde, piroliz sıcaklığının, ısıtma hızının, partikül ve pelet boyutunun, katalizör türü ve katalizör-mobilya fabrikası karışım oranının, alıkonma süresinin, azot akış hızının piroliz ürün verimleri ve bileşimi üzerine etkisi araştırıldı.Ağırlıkça % 57.16'lık en yüksek sıvı ürün verimi mobilya fabrikası atık tozunun 500 ºC'de pirolizi sonucu elde edilmiştir. Ağırlıkça % 27.63'lük en yüksek katı ürün verimi mobilya fabrikası atık tozunun 500 ºC'de NaOH katalizörü ile hazırlanan peletlerin pirolizi ile elde edilmiştir. Ağırlıkça % 43.43'lük en yüksek gaz ürün verimi mobilya fabrikası atık tozunun 700 ºC'de pirolizi ile elde edilmiştir.Piroliz sonrası elde edilen katı ürünler elementel analiz, proximate analiz, SEM, FTIR teknikleri ile karakterize edildi.Çalışmanın ikinci adımında, mobilya fabrikası atık tozunun pirolizi, 25- 900ºC sıcaklık aralığı, 10 ml/dak azot atmosferi ve 10 ºC/dak ısıtma hızı şartlarında termal analiz cihazında gerçekleştirildi. Atık tozun pirolizi sonucu, termogramdan üç bozunma basamağı olduğu saptandı. Katı faz bozunma kinetiğini ifade eden, farklı teorik model eşitlikleri dikkate alınarak, Coast-Redfern yöntemi ile regresyon katsayıları hesaplandı ve regresyon katsayılarına göre, bozunmayı en iyi temsil eden kinetik model saptandı. Sırasıyla toplam tepkime, hemiselüloz ve selülozun bozunduğu ikinci bozunma basamağı, ligninin bozunduğu üçüncü bozunma basamağı için bozunmayı temsil eden en uygun model eşitliklerinin kimyasal kinetik F(3) eşitliği, Ginstling- Brounshtein (D4) ve Jander (D3) eşitlikleri ve kimyasal kinetik F(3) olduğu saptandı.Bozunmayı en iyi temsil eden model eşitlikleri kullanılarak hemiselüloz ve selülozun bozunduğu ikinci bozunma basamağı için, aktivasyon enerjisi ve ln(A/dak-1) sırasıyla, 77.54?82.32 kJ/mol ve 10.45?11.60 ve ligninin bozunduğu üçüncü bozunma basamağı için aynı sırayla 52.40 kJ/mol ve 5.07 olarak belirlendi. Toplam tepkime için kinetik parametreler 54.89 kJ/mol, 9.33 olarak bulundu.Uygun koşullarda çalışıldığında çevreye dost yenilenebilir enerji kaynağı olan mobilya fabrikası atık tozunun pirolizi ile değerli sıvı ve katı ürünlerin elde edilebileceği belirlendi.Anahtar Kelimeler: Mobilya fabrikası atık tozu, piroliz, ürün verimi, ürün karakteristiği.