Düşey Boru Fırında Biyokütlenin Termal Davranımlarının İncelenmesi

Abstract

Biyokütlenin düşey boru fırında yakılması, biyokütlenin yakma sistemini kısa sürede terk etmesi nedeniyle, yakma işleminin saniyelerle ifade edilebildiği gerçek yakma sistemlerindeki koşullara benzeyen bir ortamda çalışma avantajı sunmaktadır. Bu açıdan, biyokütlenin gerçek yakma sistemlerindeki termal davranımının belirlenmesi açısından düşey boru fırın kullanılması büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada farklı tane boyutlarındaki fındık kabuğu, düşey boru fırında çeşitli sıcaklıklarda kuru hava atmosferinde yakılarak yanma verimi belirlenmiş ve elde edilen yanmış/yanmamış kalıntının yapısal özellikleri incelenmiştir. Ayrıca, orijinal numunenin yapısal bileşiminin yanmaya etkisi araştırılmış ve termogravimetrik analiz yöntemi ile kuru hava atmosferindeki yanma profili oluşturularak, düşey fırındaki yanma özelliğinin yorumlanmasında yararlanılmıştır. Sonuç olarak farklı tane boyutu, yanma koşulları ve düşey boru fırın yanma bölgesinin parametrelerinin sadece yanma verimlerine değil, aynı zamanda yapısal özelliklere de etkisi olduğu görülmüştür. Ayrıca biyokütlenin yapısal bileşenleri de, farklı tane boyutlarında olduğu gibi yanma karakteristiklerinde değişimler göstermiştir.

Combustion of biomass in a drop tube furnace offers an advantage since biomass leaves the combustion medium immediately which is similar to the conditions of real combustion systems in which the combustion process ends in intervals which take only seconds. From this point of view, usage of drop tube furnace is very important in order to predict the thermal behavior of biomass in real combustion systems. In this study, hazelnut shells with different particle sizes were subjected to combustion conditions in a drop tube furnace at various temperatures under dry air flow to investigate the burning yield, and subsequently to characterize the structural features of burned/unburned residue. Moreover, effects of structural properties of the original sample on the combustion performances have been studied and the burning profiles which obtained by means of Thermogravimetric Analysis (TGA) method have been used to interpret the combustion characteristics in drop tube furnace. It was found out that particle size, combustion conditions and parameters of the drop tube furnace’s combustion chamber have led to important influences not only on burning efficiency, but also on the structural properties. On the other hand, structural constituents show differences in burnout characteristics, as well as in different particle sizes of a particular ingredient.