Research Article

Biyodizeldeki Suyun Reçine ile Uzaklaştırılması: Adsorpsiyon İzotermi, Kinetiği ve Termodinamik İncelemesi

Number: 15 March 31, 2019
TR EN

Biyodizeldeki Suyun Reçine ile Uzaklaştırılması: Adsorpsiyon İzotermi, Kinetiği ve Termodinamik İncelemesi

Öz

Fosil kökenli yakıtların kullanımına ilişkin ciddi çevresel kaygılar, her geçen gün alternatif temiz yakıtlara olan ilgiyi artırmaktadır. Biyodizel, uygun bir katalizör eşliğinde, bir alkolle trigliseritlerin transesterifikasyonu yoluyla üretilen, temiz, biyolojik olarak bozulabilen, toksik olmayan ve yenilenebilir bir yakıttır. Biyodizel üretimi sırasında, yan ürün olarak oluşan gliserin ayrıldıktan sonra, ham biyodizelin belli uluslararası yakıt standartlarını (EN 14214 ya da ASTM D6751) karşılaması için saflaştırılması gerekir. Biyodizelde safsızlıkların varlığı, sadece motor performansını önemli ölçüde etkilemekle kalmaz, aynı zamanda onun kullanımı ve depolanmasını da zorlaştırır. Bu nedenle ham biyodizelin saflaştırılması bir zorunluluk olarak karşımıza çıkar. Ham biyodizeli saflaştırmak için, hem ıslak hem de kuru yıkama yapılabilmesine rağmen, genellikle kullanılan yöntem ıslak yıkama (su ile yıkama) yöntemidir. Ancak bu yöntemde kullanılan suyun, biyodizelden çok iyi uzaklaştırılması gerekir. Biyodizel üretimi için yağların geleneksel transesterifikasyonunda, su her zaman olumsuz etkiler yaratır. Biyodizeldeki suyun varlığı, sabun oluşumuna neden olur, katalizörü tüketir, katalizörün etkinliğini azaltır ve bunların tümü düşük dönüşüme neden olur. Ayrıca üretilen yakıtın kalitesini de olumsuz etkiler.

Bu çalışmada, biyodizeldeki suyun, katyonik Dowex HCR-S iyon değiştirici reçine ile adsorpsiyon mekanizması çalışılmış ve prosesin adsorpsiyon dengesi, adsorpsiyon kinetiği ve adsorpsiyon termodinamiği incelenmiştir. Bu kapsamda Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich izotermleri denenmiş ve deneysel verilere en uygun izotermin, R2 değeri 0.997 olan Langmuir izotermi olduğu bulunmuştur. Ayrıca, maksimum adsorpsiyon kapasitesi, 53.48 mg g-1 olarak tespit edilmiştir. Kinetik verilerin analizleri, yalancı birinci mertebe ve yalancı ikinci mertebe kinetik modelleri kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, adsorplama prosesinin, yalancı ikinci mertebe kinetik modele en iyi uyduğunu göstermiştir. Çalışmada, ayrıca adsorpsiyon termodinamiği de incelenmiştir. Buna göre, adsorpsiyon prosesinin kendiliğinden gerçekleştiği (∆Go < 0) ve ekzotermik olduğu (∆Ho < 0) belirlenmiş ve Dowex HCR-S katyonik reçinenin biyodizelden su adsorpsiyonu için, uygun bir adsorbent olduğuna karar verilmiştir. 

Anahtar Kelimeler

References

  1. Alves, M.J., Cavalcanti, I.V., Resende, M.M., Cardoso, V.L., Reis, M.H. (2016). Biodiesel dry purification with sugarcane bagasse, Industrial Crops and Products, 89, 119-127.
  2. Andrei, M. (2016). Aspects Related to the Purification of Biodiesel Synthesized in Alkaline Catalysis, Revista De Chime, 67(4), 791-795.
  3. Atadashi, I.M. (2015). Purification of crude biodiesel using dry washing and membrane technologies. Alexandria Engineering Journal, 54 (4), 1265-1272.
  4. Atadashi, I.M., Aroua, M.K., Abdul Aziz, A.R., Sulaiman, N.M.N. (2012). The effects of water on biodiesel production and refining technologies: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 3456–3470.
  5. Berrios, M., Martin, M.A., Chica A.F., Martin, A. (2011). Purification of biodiesel from used cooking oils. Applied Energy, 88, 3625–3631.
  6. Çelik-Okumuş, Z., Doğan, T.H., Temur, H. (2019). Removal of water by using cationic resin during biodiesel purification. Renewable Energy, X.
  7. Dubinin, M., Radushkevich, L. (1947). Equation of the characteristic curve of activated charcoal. Chemisches Zentralblatt, 1, 875.
  8. Elmorsi, T.M., Mohamed, Z.H., Shopak, W., Ismaiel, A.M. (2014). Kinetic and Equilibrium Isotherms Studies of Adsorption of Pb(II) from Water onto Natural Adsorbent. Journal of Environmental Protection, 5, 1667-1681.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

March 31, 2019

Submission Date

March 5, 2019

Acceptance Date

March 27, 2019

Published in Issue

Year 2019 Number: 15

APA
Çelik Okumuş, Z., & Doğan, T. H. (2019). Biyodizeldeki Suyun Reçine ile Uzaklaştırılması: Adsorpsiyon İzotermi, Kinetiği ve Termodinamik İncelemesi. Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 15, 561-570. https://doi.org/10.31590/ejosat.535977

Cited By