Çeltik Saplarının Gazlaştırılması Amacıyla Laboratuvar Tipi Bir Gazlaştırıcının Geliştirilmesi ve Denenmesi

Abstract

Bu çalışma kapsamında, Trakya Bölgesi’nde yoğun olarak yetiştirilen çeltik bitkisinin hasattan sonra tarlada kalan saplarının gazlaştırılarak enerji içeriklerinin değerlendirilmesi için laboratuvar tipi bir gazlaştırıcı tasarlanmış ve imalatı yapılmıştır. Bölgeden toplanan çeltik sapları %100 sap ve %15 oranında kömür tozu ile karıştırılmış şekilde peletlenerek biyokütle yakıt haline getirilmiş ve peletlerin analizleri yapılmıştır. Gerek hammadde ve gerekse pelet örnekleri için gazlaştırma denemeleri gerçekleştirilmiş ve elde edilen gaz örneklerinin içerikleri belirlenmiştir. Gazlaştırma denemeleri sonucunda, kömür katkısının çeltik sapı peletleri için sentez gaz ısıl değerini arttırdığı (3,686 MJ/Nm³  değerinden 3,71 MJ/Nm³ değerine)  ancak özgül gazlaşma hızının da artmasıyla beraber verime etkisinin olumsuz olduğu gözlemlenmiştir (katkısız peletlerde maksimum %61,9, kömür katkılı peletlerde en fazla %57,41). Çeltik sapı peletlerinin içerdiği yüksek silisyum sebebiyle 800°C ve yukarı sıcaklık değerlerinde camlaşma riski taşıdığından dolayı yüksek gazlaşma hızlarına çıkılamamıştır. Peletlenerek enerji yoğunluğu arttırılmış biyokütlenin gazlaştırılması için ise tasarım sorunsuz bir şekilde çalışmış fakat peletlenmemiş, saman halindeki çeltik saplarının gazlaştırılması için reaktör konstrüksiyonunun mevcut şekliyle uygun olmadığı, uygun olması için sürekli biyokütle besleme donanımlarını ilave edilmesi ve ebatlarda değişiklik yapılması gerektiği görülmüştür. Peletlenmemiş çeltik samanı için %37,14 gibi düşük bir verim elde edilmiştir. Aynı şekilde elde edilen singazın ısıl değeride çeltik sapı için oldukça düşük (1.94 MJ/Nm³) bulunmuştur. 

References

1. Acar, M. 2013. Enerji Tarımı. KTAE-Samsun, T.C.Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, Antalya, http://www.usf.org.tr/TR/dosya/1-1138/h/mustafa-acar--antalya-tusaf.pdf, s.33. Erişim tarihi: 20.10.2014.
2. Akçay T., T. Aktas, 2014. Estimation of biomass potential, energy values, and characterization of field wastes: example of paddy wastes in Tekirdag city. 12th International Congress on Mechanization and Energy in Agriculture. p. 149-154.
3. Aktaş T., M.H. Öztop, 2012. Üzüm posası ve bileşenlerinin bazı termokimyasal özellikleri ve izotermal olmayan şartlarda piroliz kinetikleri. 27. Tarımsal Mekanizasyon Ulusal Kongresi, 5-7 Eylül 2012, Samsun, s. 509-517.
4. Bridgwater A.V. 2003. Renewable fuels and chemicals by thermal processing of biomass. Chemical Engineering Journal. 91: 87-102.
5. Jain A.K. 2006. Design parameters for a rice husk throatless gasifier. Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal, Manuscript EE 05 012. Vol VIII.
6. Kargbo F.R., J. Xing, Y. Zhang, 2009. Pretreatment for energy use of rice straw: A review. African Journal of Agricultural Research. 4 (13):1560-1565.
7. Kaupp, A., R.Goss, 1984. Small scale gas producer engine systems. Friedr. Vieweng and Sohn, Braunschweig/Wiesbaden.
8. McKendry P. 2002. Energy production from biomass (part 2): conversion technologies. Bioresource Technology. 83:47-54.

9. Öngen A. 2011. Endüstriyel Atıklardan Gazlaştırma ile Sentez Gaz Üretimi. İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi.
10. Rajvanshi A.K. 1986, Alternative energy in agriculture. Chapter: 4, Vol: II. Nimbkar Agricultural Research Institute,PHALTAN-415523, Maharashtra, India CRC Press, p. 83-102.
11. Reed, B.T., A. Das, 1996. Handbook of biomass downdraft gasifier engine systems. The Biomass Energy Foundation Press.
12. Singh R. N., U. Jena, J. B. Patel, and A. M. Sharma, 2006. Feasibility study of cashew nut shells as an open core gasifier feedstock. Renewable Energy. 31: 481-487.
13. Svoboda, K., J. Martinec, M. Pohorely, and D. Baxter, 2009. Integration of biomass drying with combustion/gasification technologies and minimization of emissions of organic compounds. Chemical Papers. 63(1): 15-25.
14. Waldheim L., T. Nilsson, 2001. Heating value of gases from biomass gasification. Report prepared for: IEA Bioenergy Agreement, Task 20 – Thermal Gasification Process. Report no TPS-01/16 TPS Termiska Processer AB, Studsvik, 611 82 Nyköping (http://www.ieatask33.org/app/webroot/files/file/publications/HeatingValue.pdf)
15. Http:// www.eie.gov.tr, (Erişim Tarihi : 01.10.2016).