Optimization of some parameters on desulfurization process of Muğla Yatağan Bağyaka lignite by ultrasonic waves

Year 2018, Volume: 157 Issue: 157, 217 - 229, 15.12.2018

İlkay Ünal Sansar

https://doi.org/10.19111/bulletinofmre.417405

Cited By: 1

Abstract

In this study, the desulfurization process developed using ultrasonic
waves for Muğla Yatağan Bağyaka lignite had the optimum conditions for
parameters affecting the ash and sulfur removal potentials determined with the
Surface Response Method and a model created. The process parameters to obtain
optimum desulfurization and ash removal were chosen as the ultrasonic treatment
time, solid content, concentration of chemical reactive (H2O2)
and reactive volume, and the optimum values were determined. Using this data
with the aid of the Design Export 7.0 program, the regression model was found
as a second degree polynomial equation. The coefficients of 
determination (R2) for desulfurization and ash removal regressions
were 0.96 and 0.97, respectively, in the determined model. The model prediction
values and experimental results for desulfurization and ash removal in the
investigated parameter intervals were compared and the fit was identified. In
the experimental removal of sulfur types with optimum desulfurization it was
found that pyritic 17.02%, sulfate
16.67% and organic 9.52%..

Keywords

Lignite, Ultrasonic, Desulfurization, Ash, Optimization

References

• Akalın, M. ve Öz, Z. 1989. Hava Kirliliğini Azaltmak Amacıyla Isınmada Kullanılan Linyitlerin Yıkanabilirliği. Türkiye 6. Kömür Kongresi Bildiriler Kitabı.
• Aksoy, S., Bektimuroğlu, O., Doğan, H., Özden, Ü., Parmaksızoğlu, A. 1981. Çan Linyitlerinin Kül Ve Kükürtten Fiziksel Yöntemlerle Arındırılması (Ara Rapor-1). MTA Enstitüsü, Teknoloji Dairesi Başkanlığı, Cevher Zenginleştirme Servisi, Ankara.
• Amani-Ghadima, A.R., Aber, S., Olad, A. Ashassi-Sorkhabi, H. 2013. Optimization of Electrocoagulation Process for Removal of An Azo Dye Using Response Surface Methodology and Investigation on the Occurrence of Destructive Side Reactions, Chemical Engineering and Processing, 64, 68-78.
• Ambedkar, B., Chintala, T.N., Nagarajan, R., Jayanti, S. 2011a. Feasibility Of Using Ultrasound-Assisted Process For Sulfur And Ash Removal From Coal, Chemical Engineering And Processing:Process Intensification, 50, 236-246.
• Ambedkar, B., Nagarajan, R., Jayanti, S. 2011b. Ultrasonic Coal-Wash For De-Sulfurization, Ultrasonics Sonochemistry, 18, 718-726.
• Angle, C. W., Donini, J. C., Hamza, H. A. 1988. The Effect Of Ultrasonication On The Surface Properties, Ionic Composition And Electrophoretic Mobility Of An Aqueous Coal Suspension, Colloids suraces, 30 (3-4), 373-385.
• Aslan, N., Ünal, İ. 2009. Optimization Of Some Parameters On Agglomeration Performance Of Zonguldak Bituminous Coal By Oil Agglomeration, Fuel, 88, 490-496.
• Atak, S., Güney, A. 1989. Bazı Linyitlerin Yapısal Özellikler ve Kükürt Bakımından İncelenmesi. Türkiye 6. Kömür Kongresi Bildiriler Kitabı.
• Ateşok, G. 1986. Kömür Hazırlama, 190 s.
• Aygün, A. 2012. Tekstil Endüstrisi Reaktif ve Dispers Boya Banyo Atıksularının Elektrokoagülasyon Prosesi ile Arıtımı: Yanıt Yüzey Yöntemi ile Optimizasyon, Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 218 s, Konya.
• Baruah, B.P., Khare, P. 2007. Desulfurization of oxidized indian coals with solvent extraction and alkali treatment. Energy Fuels, 21, 2156–2164.
• Buttermore, W. H., Slomka, B. J. 1991. Effect Of Sonic Treatment On The Flotability Of Oxidized Coal. International Journal of Mineral Processing, 32 (3-4) 251-257.
• Ely, F. G., Barnhart, D. H. 1963. Chemistry coal utilazation supplementary vol. Lowry, H. H. (Ed.), Wiley, Chapter, 19; 820-891, New York.
• Göktepe, F. 2002. Kömür flotasyonunda bakteri ilavesinin piritik kükürt uzaklaştırmasına etkisi. Türkiye 13. Kömür Kongresi Bildiriler Kitabı, 29-31 Mayıs, Zonguldak.
• Grounds, A and Wandless, A. M. 1952. The mineral matter in coal and its relation to preparation problems. Journal of the Institute of Fuel, 25; 170-177.
• Gül, E. 2001. Ses Dalgaları İle Türk Linyitlerinin Zenginleştirilmesinin Kömür Dönüşümü Ve Ürün Dağılımı Üzerine Etkisi, Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, 93 s. Ankara.
• Karacan, F., Özden, U., Karacan, S. 2007. Optimization Of Manufacturing Conditions For Activated Carbon From Turkish Lignite By Chemical Activation Using Response Surface Methodology, Applied Thermal Engineering, 27, 7, 1635-1659.
• Kumar, M., Ponselvan, F.I.A., Malviya, J.R., Srivastava, V.C. Mall, I.D. 2009. Treatment of Bio-digester Effluent by Electrocoagulation Using Iron Electrodes, Journal of Hazardous Materials, 165, 345-352.
• Lowry, H. H. 1963. Chemistry of coal utilization sup., John Wiley and Sons Inc., New York.
• Montgomery, D.C., Design and analysis of experiments, 7th ed., John Wiley&Sons, New York, 2009.
• Mukherjee S., Borthaku P.C., 2003. Effect of leaching high sulphur subbituminous coal by potassium hydroxide and acid on removal of mineral matter and sulphur. Fuel, 82, 783-788.
• Nabeel A., Khan T.A., Sharma D. K. 2009. Studies on the Production of Ultra Clean Coal by Alkali-acid Leaching of Low-grade Coals. Energy Sources Part A., 31, 594-601.
• Özbayoğlu, G. 1982. Determination of Washability Characteristics of Some Turkish Lignites with Ash and Sulphur Content, Doktora Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Özbayoğlu G, Mamurekli M. 2002. Super-Clean Coal Production From Turkish Bituminous Coal. Fuel, 72, 7, 1221-1223.
• Özkan, Ş.G. 1998. Ultrasonik İşlemlerin Flotasyon Üzerindeki Etkileri, İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yerbilimleri Dergisi, Cilt:11, Sayı 1, İstanbul, 131-135
• Royaei, M. M., Jorjani E., Chelgani, S. C. 2012. Combination of Microwave and Ultrasonic Irradiations as a Pretreatment Method to Produce Ultraclean Coal M. International Journal of Coal Preparation and Utilization, 32,143–155.
• Sabuncu, M. E. 2014. Süt Ve Süt Ürünleri Endüstrisi Atık sularının Elektrokoagülasyon Yöntemi İle Arıtımında RSM Kullanılarak Proses Optimizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 106 s. İstanbul.
• Saikia, B. K., Dutta, A. M., Baruah, B. P. 2014a. Feasibility Studies Of De-Sulfurization And De-Ashing Of Low Grade Medium To High Sulfur Coals By Low Energy Ultrasonication. Fuel, 123, 12-18.
• Saikia, B.K., Khound , K., Baruah, B.P. 2014b. Extractive de-sulfurization and de-ashing of high sulfur coals by oxidation with ionic liquids. Energy Convers. Manage. 81, 298–305.
• Saikia, B. K., Dalmora, A. C., Choudhury, R., Das, T., Taffarel, S. R., Silva, L. F. O. 2016. Effective removal of sulfur components from Brazilian power-coals by ultrasonication (40 kHz) in presence of H2O2. Ultrasonics Sonochemistry 32, 147–157
• Şahinoğlu, E. 2006. Müzret (Artvin-Yusufeli) Kömürünün Yağ Aglomerasyonu İle Temizlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi,Trabzon Şahinoğlu, E., Uslu, T. 2013. Increasing Coal Quality By Oil Agglomeration After Ultrasonic Treatment, Fuel Processing Technology, 116, 332–338.
• Tosun, Y.I., Rowson N.A., Veasey T.J. 1994. Bio-column flotation of Coal for Desulfurization and Comparison with Conventional and Column Flotation. 5th International Conference Of Mineral Processing, Nevşehir, 465-471.
• Tosun, Y. I. 2012. Kısmi ergiyik kostik liç yöntemi ile türk linyitlerinin kükürtsüzleştirilmesi-mermer atık tozu kullanımı. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 16-1, 103-108.
• Tuncalı, E., Çiftçi, B., Yavuz, N., Toprak, S., Köker, A., Gencer, Z., Ayçık, H., Şahin, N. 2002. Türkiye Tersiyer Kömürlerinin Kimyasal Ve Teknolojik Özellikleri. MTA Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Türk, T. 2016. Merkezi Kompozit Tasarımı Kullanılarak Bakır Cürufundan Arsenik Liçinin İncelenmesi, Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Bülteni, Yerbilimleri, 37 (3), 193-202.
• Ünal, İ. 1999. Kömürün Yağ Aglomerasyonu ve Ekstraksiyon Çarının İyileştirilmesi, Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 120 s. Ankara.