Orman Ürünleri Atıklarının Gazlaştırılması İle Yakıt Üretimi

Abstract

Biokütleden elde edilen yakıtlar çevresel etkisi bakımından, fosil yakıtlar ile kıyaslandığında çevreye daha duyarlıdırlar. Gazlaştırma sistemlerinde yakıt olarak atıkların değerlendirilmesi süreçlerinde (evsel ve endüstriyel atıklar, arıtma çamuru, talaş vb) çevreye negatif bir etki oluşturmadığı gibi, çevreye zararlı olan bu tür atıkların pozitif olarak geri dönüşümünü sağlar. Günümüz dünyasında enerji kaynaklarının önemi çok büyüktür. Bu ihtiyaç savunma sistem araçlarının örneğin tank, panzer, kamyon gibi araçların enerji gereksinimleri stratejik açıdan önem arz etmektedir. Savaş halinde bu araçların nakli ve kullanılması için yakıt gereklidir. Bu yakıtın temini gerek ekonomik gerekse güvenlik zafiyetleri doğabilmektedir. Yakıt ihtiyacının bu tarz sistemler ile temininin sağlanması ile gerek ekonomik gerekse güvenlik zafiyetleri azaltılmış olacaktır. Gazlaştırma, biokütleden sentez gazı elde edilen termo-kimyasal bir yöntemdir ve günümüzün en yaygın teknolojilerden biri haline gelmiştir. Bu süreçte sentez gazı karbon içerikli biyokütle kaynağının sınırlı oksijen ile gazlaştırma odasında yakılması ile oluşturulmaktadır. Bu süreç piroliz olarak da adlandırılmaktadır. Gazlaştırma tesislerinde atıkların (biyoyakıt) kimyasal yapılarında belirli oranlarda metan (CH4), karbondioksit (CO2), sülfür dioksit (SO2), etilen (C2H4), CH4, H2, ve CO, gibi maddeler bulunabilmektedir. Bu çalışmada orman ürünleri atıklarının gazlaştırılması ve bundan yakıt üretimi için aşağı akışlı gazlaştırıcı (downdraft gasifier) sistemi ile deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda geliştirilmiş bir aşağı akışlı gazlaştırıcı sistemi kullanılarak gazlaştırma çalışmaları gerçekleştirilmiş ve optimum çalışma koşulları belirlenmiştir. Gazlaştırma hammaddesi olarak orman atıkları değerlendirilerek gazlaştırma gerçekleştirilmiştir. Tasarımı yapılmış ve kurulmuş olan bir sistem bu çalışmaya özgün olarak revize edilerek deneme çalışmaları yapılmıştır. Sistemde bulunan reaktör 400°C ye kadar ısıtılmış ve bunu takiben orman atığı yakıt beslemesi yapılmıştır. Sisteme orman atığı olarak 3 cm ile 5 cm boyut aralığında ve nem oranın %15 olan 10kg odun talaşı yüklenerek gazlaştırma gerçekleştirilmiştir. Çalışma süresince sıcaklık, basınç ve çıkan gazların ölçümleri yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda sistemden CO, H2, CO2 ve CH4 gazlarının oluştuğu belirlenmiştir.Verimin maksimum ve çevreye verilen zararın minimum olması için, sistem parametreleri (yakıt/hava oranı gibi) optimize edilmiştir. Sonuç olarak biokütlenin gazlaştırılması ile elde ettiğimiz gaz ile elektrik enerjisi, ısı enerji gibi enerji türlerine uygun jeneratörlerle dönüşüm sağlanabileceği görülmüştür.