Endüstriyel Atıkların Gazlaştırılması Ve Gazlaştırma Prosesi Katı Çıktılarının (char, Siklon Tozu Ve Klinker) Karakterizasyonu

Abstract

Dünyada hızla artan nüfus, gelişmekte olan teknoloji ve endüstriyel faaliyetlere paralel olarak ciddi bir atık üretimi söz konusudur. Atık yönetiminde, atıkların hacimsel olarak azalmalarını sağlamak ve enerji geri kazanımı için değerlendirilmeleri amacıyla gazlaştırma teknolojisi tercih edilen termal işlemlerden biridir. Gazlaştırma teknolojisi organik bileşenlerin oksijence fakir ortamda termokimyasal olarak bozunması prosesidir. Açığa çıkan gaz CO ve H2 açısından zengindir ve “Yapay Gaz” olarak adlandırılmaktadır. Yapay gaz tekrar yakılabilir özelliktedir, enerji, kimyasal madde ve yakıt üretimi amacıyla değerlendirilebilir. Bu tez çalışması kapsamında, çoğunlukla tehlikeli atıklardan oluşan endüstriyel atıkların gazlaştırılması ve gazlaştırma prosesi katı çıktılarının (char, siklon tozu ve klinker) karakterizasyon çalışması yapılmıştır. Gazlaştırıcılara beslenen atıkların, oluşan char ve gaz temizleme siklonundan alınan tozların nem, kül ve ısıl değerleri belirlenerek reaktör verimi hesaplanmıştır. Atıkların, char ve siklon tozu örneklerinin metal analizleri için EPA 3050B yöntemi ile çözeltileri hazırlanmıştır. Reaktörlerde bir işletme problemi olarak oluşan klinker örneklerinin Soda Eritiş Yöntemi ve Yaş Metod ile yapılarındaki SiO2 miktarı tayin edilmiştir. Char ve siklon tozlarının Tehlikeli Atıkların Kontrolü Yönetmeliği Ek-11A’da yer alan kriterlere göre değerlendirilebilmeleri için su özütleme (Leach) testleri yapılmıştır. Char, siklon tozu ve klinker numunelerinin yapısal bileşenlerinin incelenmesi amacıyla XRF ve XRD analizleri yapılmıştır. SEM analizi ile char numunelerinin yüzey yapısı incelenmiştir.

A significant amount of waste is produced in parallel with the increase of both population in the world and developments in technology and industrial activities. Gasification technology is a preferred thermal process not only for reduction of volumetric capacity of waste materials but also to evaluate them in energy recovery. The gasification process is the thermochemical degradation of organic components with starved oxygen. The resulting gas mostly consists of CO and H2 is called as “Synthetic Gas” which is combustible and can be utilized for energy, chemical raw material or liquid fuel production. In the scope of this study, the gasification of industrial waste materials, which mostly includes hazardous wastes, and the characterization of solid effluents such as char, dust observed from gas cleaning cyclone and clinker resulting from gasification process are investigated. The moisture, ash content and heating values of wastes fed to the gasifiers, char and cyclone dust samples are determined and reactor efficiency is calculated. The solutions of waste, char and cyclone dust are prepared according to EPA 3050B method for metal analyses. The clinker samples, which exist as operating problem in gasifiers, are examined for SiO2 content by both Alkali Roasting and Gravimetric Methods. The leaching tests of char and cyclone dust are performed for comparison with the criterions in Turkish Hazardous Waste Control Regulation Appendix-11A. XRD and XRF analyses are performed for the investigation of structural components of char, cyclone dust and clinker samples. SEM analysis is performed for the examination of char surface.