Torf – Linyit Kömürü Karışımlarının Yanma Kinetiği ve Sinerjik Etkilerinin İncelenmesi

In this study, the combustion kinetics and synergistic effects of peat obtained from Ladik Lake and Kütahya lignite were examined. Peat was used in the study because it has low ash content, energy value, and at the same time, it becomes a waste on the ecosystem in which it exists over time. Lignite coal is a coal with low calorific value that is widely used in homes and thermal power plants. In experimental studies, peat and coal mixtures were created in the ratios of 20:80, 40:60, 50:50 (20T:80K, 40T:60K, 50T:50K). Proximate and elemental analyzes of peat, coal and mixtures were carried out. Co-combustion experiments were performed with a thermogravimetric analyzer at different rates (0:100, 20:80, 40:60, 50:50, 100:0) in a dynamic air atmosphere (50 mL/min) at heating rates of 10, 20, 30 ℃/min. Peat-coal mixtures were heated from room temperature to 1000 ℃. Isotransformational data were obtained for different heating rates using the Distributed Activation Energy Model (DAEM). The activation energies of peat, coal 20T:80K, 40T:60K, 50T:50K mixtures were calculated as 96.82, 67.94, 36.22, 65.84, 51.16 kJ/mol, respectively. It is seen that the activation energy decreases with the addition of peat in all mixture ratios. Volatile matter mass losses were examined in order to determine the synergistic effects of the mixtures after combustion. It was determined that there was a synergistic effect between the mixture ratios. The amount of volatile matter in the 40T/60K mixture is higher than the other mixture ratios and it can produce less ash in the combustion process.

Bu çalışmada Ladik Gölünden elde edilen torf ve Kütahya linyitinin birlikte yanma kinetiği ve sinerjik etkileri incelenmiştir. Torf, düşük kül içeriği, enerji değerine sahip olması aynı zamanda mevcut bulunduğu ekosistem üzerinde zamanla bir atık olması nedeniyle , linyit kömürü evlerde ve termik santrallerde yaygın olarak kullanılan, düşük ısıl değere sahip bir kömür olduğundan çalışmada kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda, 20:80, 40:60, 50:50 (20T:80K, 40T:60K, 50T:50K) oranlarında torf ve kömür karışımları oluşturulmuştur. Torf ve kömür ve karışımların kısmı ve elementel analizleri gerçekleştirilmiştir. Birlikte yanma deneyleri termogravimetrik analiz cihazı ile 10, 20, 30 ℃/dk ısıtma hızlarında, dinamik hava atmosferinde (50 mL/dk) farklı oranlarda (0:100, 20:80, 40:60, 50:50, 100:0) torf-kömür karışımları oda sıcaklığından 1000 ℃’ye kadar ısıtma gerçekleştirilmiştir. Dağılımlı Aktivasyon Enerji Modeli (DAEM) kullanılarak farklı ısıtma hızları için izodönüşümsel veriler elde edilmiştir. Torf, kömür 20T:80K, 40T:60K, 50T:50K karışımlarının aktivasyon enerjileri sırasıyla 96.82, 67.94, 36.22, 65.84, 51.16 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Tüm karışım oranlarında torf eklenmesiyle aktivasyon enerjisinin düştüğü görülmektedir. Karışımların yanma sonrasında sinerjik etkilerin belirlenebilmesi amacıyla uçucu madde kütle kayıpları incelenmiştir. Karışım oranları arasında sinerjik etkinin olduğu belirlenmiştir. 40T/60K karışımının uçucu madde miktarı diğer karışım oranlarına göre daha fazla çıkmıştır ve birlikte yanma işleminde daha az kül oluşturabilmektedir.