ÖMRÜNÜ TAMAMLAMIŞ LASTİK VE POLİETİLEN TEREFTALAT (PET) ŞİŞE ATIKLARININ PİROLİZİNİN TASARLANAN YENİ BİR REAKTÖRDE KIYASLANMASI

Year 2017, Volume: 6 Issue: 1, 21 - 27, 31.01.2017

Neslihan Doğan-sağlamtimur Ahmet Bilgil Öznur Çalışkan Türkan Vural Tuğçe Aykanat Funda Yolcu

https://doi.org/10.28948/ngumuh.297074

Abstract

   Ömrünü tamamlamış araç lastiği (ÖTL) ve polietilen tereftalat şişe (PET) atıkları önemli çevresel problemlerdendir. Bu atıkların yeniden kullanımında önemli bir yöntem olan “piroliz” termokimyasal bir prosestir. Bu çalışma için öncelikle prototip bir piroliz reaktörü tasarlanmış, deney bekleme süresi ön denemelerle netleştirilmiş ve deneyler kurgulanmıştır. Çalışmada 4 kademeli ayrıştırma (200, 250, 300 ve 350°C), soğutucu motorlu 5 kademeli ön yoğunlaştırma (-20, -10, 0, +10 ve +20°C) ve son yoğunlaştırma uygulanmıştır. Reaktördeki piroliz hücresinde 300 g PET’e sırasıyla uygulanan dört ayrı ayrıştırma sıcaklığının hiçbirinde gazlaşma oluşmamış ve bu nedenle yoğunlaştırma gerçekleşememiştir. Ayrıca 350°C ayrıştırma sıcaklığında PET borulardan geçerken, moleküllerinin lineer olması, ağ oluşturmaması ve kırılmaya karşı dayanıklı olması nedeniyle donmuş ve sistemde tıkanmaya yol açmıştır. ÖTL ve PET pirolizinin birlikte irdelenebilmesi için ÖTL pirolizi aynı koşullarla sınırlandırılmıştır. 300 g ÖTL piroliz hücresine yerleştirilmiş, sırasıyla 200 ve 250°C ayrıştırma sıcaklıklarında gazlaşma görülmediğinden, yoğunlaştırma meydana gelmemiştir. 300°C ayrıştırma sıcaklığında ÖTL hamursu kıvama gelmiş, ancak gazlaşamamış ve dolayısıyla yoğunlaşamamıştır. 350°C ayrıştırma sıcaklığında ise gazlaşma başlamış ve buna bağlı olarak dört yoğunlaştırma basamağında (-10, 0, +10 ve +20°C) sırasıyla katı ürün (karbon karası) 232-256 g aralığında artış göstermiş, sıvı ürün (pirolitik yağ) ise 50, 54, 32 ve 28 mL olarak elde edilmiştir. Lastiğin organik uçucu maddesinin (temelde kauçuk/plastik polimer/leri) düşük molekül ağırlıklı sıvı veya gazlara parçalanması sayesinde gerçekleşen ÖTL pirolizi ile 350°C ayrıştırma sıcaklığından sonra bu reaktörde üretim başlamıştır; PET pirolizi ise bu koşulda sona ermiştir.

Keywords

Atık, atık yeniden kullanımı, çevre, ömrünü tamamlamış lastik, polietilen tereftalat, piroliz

COMPARISON OF PYROLYSIS OF END-OF LIFE TIRES AND WASTE POLYETHYLENE TEREPHTHALATE (PET) BOTTLES IN A NEW DESIGNED REACTOR

Abstract

   End of life tires (ELTs) and waste polyethylene terephthalate (WPET) bottles are important environmental problems. “Pyrolysis”, which is a thermochemical process, is an important method to reuse of these waste materials. In this study, firstly, a prototype pyrolysis reactor was designed, experimental duration was determined by preliminary tests and experiments were planned. 4-stages decompositions (200, 250, 300 and 350°C), 5-stages pre-condensations (-20, -10, 0, +10 and +20°C) with a cooler engine and final condensations were carried out, respectively. In pyrolysis cell of this designed reactor, for 300 g WPET, no gasification occurred during any of the decomposition temperatures, therefore condensation was not observed. Moreover, linear, not forming a network and resistant to breakage WPET froze when passing through pipes during decomposition temperature of 350°C and led to a blockage in the system. ELT pyrolysis was limited to the same conditions to evaluate ELT and WPET’s pyrolysis together. When 300 g ELT was placed in the pyrolysis cell, no gasification was obtained in 200 and 250°C decomposition temperatures, respectively, resulting in no condensation. In 300°C decomposition temperature, ELT became pastry and did not gasify in any decomposition temperatures; this led to no condensation. In 350°C decomposition temperature, gasification started. Therefore, the solid products (carbon black) were obtained in the range of 232-256 g and the liquid products (pyrolytic oil) were obtained as 50, 54, 32 and 28 mL, respectively, in the four condensation (-10, 0, +10 and +20°C) temperatures. In this reactor, we began to produce solid and liquid products in 350°C decomposition temperature, when WPET pyrolysis ended, by means of ELT pyrolysis, which results in volatile organic matter of tires (basically rubber/plastic polymer/s) decomposing to low molecular weight liquid or gas.

Keywords

Waste, reuse, environment, end of life tires, polyethylene terephthalate, pyrolysis

References

• JUMA, M., KORENˇOVA, Z., MARKOŠ, J,. ANNUS, J., JELEMENSKÝ, L., “Pyrolysis and Combustion of Scrap Tire”, Petroleum&Coal, 48, 15-26, 2006.
• UNDRI, A., ROSI, L., FREDIANI, M., FREDIANI, P., “Upgraded Fuel from Microwave Assisted Pyrolysis of Waste Tire”, Fuel, 115, 600-608, 2014.
• BOXIONG, S., CHUNFEI, W., CAI, L., BINBIN, G., RUI, W., “Pyrolysis of Waste Tyres: The Influence of USY Catalyst/Tyre Ratio on Products”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 78, 243-249, 2007.