Investigation of combustion potential of tea pruning waste biomass mixed with lignite coal

Öz

The growing energy requirement in parallel with the increase in living standards is a major problem for countries which are dependent on foreign sources for energy. Reducing the damage effect to the environment while meeting increasing energy demand is among the priority targets. The energy obtained from coal-fired thermal power plants accounts for 32%of our country's energy needs. Most of the used coal are imported coal and hard coal in our country. The lignite reserves that have been known in recent years by exploration studies have exceeded 16 billion tons in our country. However, these lignite’s are generally low calorie, high sulfur, moisture and ash content. The development of unique designs and / or technologies for the effective evaluation of such coal at national and international level are needed. On the other hand, there is an important biomass potential in our country; this potential is still not being assessed effectively and efficiently. Tea pruning wastes, which are important agricultural wastes of the Eastern Black Sea region, were blended with lignite coal at certain ratios and the content of the mixture was determined for colorimetric value, ash content, sulfur content and volatile matter content. Although the tea pruning waste thermal value was approximately 30 %lower than the lignite, 50%blended biomass with lignite coal, ash content decreased from 12%to 6%and sulfur content decreased from 1.15%to 0.69%. It was determined that these agricultural wastes, which were used as waste and not used in industry, have a high energy potential and an environmentally friendly fuel when they are homogeneously blended with lignite coal.

Anahtar Kelimeler

• Tea Pruning Waste Biomass
• Lignite Coal
• Thermal Value
• Ash Content

Çay budama atık biyokütlesinin linyit kömür ile karıştırılarak beraber yanma potansiyelinin araştırılması

Öz

Hayat standartlarının artmasına paralel olarak artan enerji gereksinimi enerjide dışa bağımlı olan ülkeler için önemli bir sorundur. Artan enerji talebini karşılarken çevreye verilecek olan zararın en aza indirgenmesi öncelikli hedefler arasında yer almaktadır. Kömür ile ile çalışan termik santrallerden elde edilen enerji ülkemizin enerji ihtiyacının %32’sini karşılamaktadır. Kullanılan kömürün büyük bir kısmı ithal kömür ve taşkömürüdür. Ülkemizde son yıllarda yapılan çalışmalar sonucunda linyit kömür rezervimiz 16 milyar tonun üzerine çıkmıştır. Fakat bu linyit kömür çoğunlukla düşük kalorili olup, yüksek oranda kükürt, nem ve kül içeriklidir. Bu tür ısıl değeri düşük çevresel etkisi fazla olan kömür kaynaklarının verimli bir şekilde kullanımı için ileri teknolojilerin geliştirilmesi ulusal ve uluslararası düzeyde bir gerekliliktir. Diğer yandan, ülkemizin sahip olduğu biyokütle enerjisi potansiyeli verimli bir şekilde değerlendirilememektedir. Doğu Karadeniz bölgesinin önemli tarımsal atığı olan çay budama atıkları linyit kömür ile belirli oranlarda harmanlanarak karışımın ısıl değeri, kül içeriği, kükürt ve uçucu madde içeriği tespit edilmiştir. Çay budama atığının ısıl değeri linyit kömüründen yaklaşık olarak %30 az olmasına rağmen, linyit kömür ile %50 oranında harmanlandığında kül içeriği %12’lerden %6’lara, kükürt içeriği ise %1.15’lerden %0.69’lara düşmüştür. Atık olarak kullanılan ve ekonomiye kazandırılmayan bu tarımsal atıkların, linyit kömürü ile uygun karışım değerleri ile homojen şekilde harmanlandığında enerji potansiyellerinin yüksek olduğu ve çevreci bir yakıt olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Çay Budama Atığı
• Linyit Kömür
• Isıl Değer
• Kül İçeriği

Kaynakça

1. Açma, H.H.H., (2003) Combustion characteristics of different biomass materials, Energy Conversion Management, 44, 155-162.
2. Apergis, N. ve Payne J.E., (2010) Renewable energy consumption and economic growth: evidence from a panel of OECD countries, Energy policy, 38, 1, 656-660.
3. ASTM D3177-02 (2007), Standard Test Methods for Total Sulfur in the Analysis Sample of Coal and Coke (Withdrawn 2012), ASTM International, West Conshohocken, PA
4. ASTM-E 1755, (1995) Ash in Biomass, Annual Book of ASTM Standards.
5. ASTM-E 711, (1987) Gross Calorific Value of Refuse-Derived Fuel by the Bomb Calorimeter, Annual Book of ASTM Standards.
6. ASTM-E 872, (1982) Volatile Matter in the Analysis of Particulate Wood Fuels, Annual Book of ASTM Standards
7. Bayat, O., (1998) Characterization of Turkish fly ash, Fuel, 77, 1059-1066.
8. Bilgen, S., Keles¸S., Kaygusuz, A., Sarı, A. ve Kaygusuz, K., (2008) Global warming and renewable energy sources for sustainable development: a case study in Turkey, Renewable and Sustainable Energy , 12 , 372-396.

9. Böke, E., Okutan, H. ve Erdöl Aydın, N. (2010) Effect of Coal Volatile Matter on Emissions of Boiler Combustion. Twenty - Seventh Annual International Pittsburgh Coal Conference, Istanbul, Turkey.13-13
10. Brand-Williams, W., Cuvelier ve M., Berset, C., (1995) Use of free radical method to evaluate antioxidant activity, Food Science and Technology, 28, 25-30.
11. Lin Chou, C., (2012) Sulfur in coals: A review of geochemistry and origins, International Journal of Coal Geology, 100, 1-13.
12. CLSI (Clinical and Laboratory Standards), (2007) Performance standards for antimicrobial susceptibility testing. 17th Informational Supplement, M100-S17, 27:1.
13. Demirbaş, A., (2001) Energy balance, energy sources, energy policy, future developments and energy investments in Turkey, Energy conversion and Management, 42, 10, 1239-1258.
14. Demirbaş, A., (2002) Electricity from biomass and hydroelectric development projects in Turkey. Energy Exploration and Exploitation, 20, 325-335.
15. Demirbaş, A., (2003) Sustainable cofiring of biomass with coal, Energy Conversion and Management, 44, 1465-1479.
16. Demirbaş, L. (2002) Türkiye’de enerji sektörü, sektörün problemleri, Avrupa birliği ve Türkiye’de enerji politikaları. Süleyman Demirel Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, İktisat Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Isparta.
17. Demirbaş, M.F., Balat, M. Ve Balat H., (2009) Potential contribution of biomass to the sustainable energy development, Energy Conversion and Management, 50, 1746–1760.
18. Güler, M., (2011) Dünyada ve Türkiye’de Kömür. TMMOB 8. Enerji Sempozyumu, 17-19 Kasım 2011. 2.Cilt. 211-245.
19. Ilic, M., Cheeseman, C.,Sollars, C., Knight, J., (2003) Mineralogy and microstructure of sintered lignite coal fly ash, Fuel, 82, (3)331-336
20. Karayiğit, A.Ġ. ve Köksoy, M., (1998) Kömür Özellikleri Teknolojisi ve Çevre ilişkileri, Kömür 59-81, Ed. Kural, O., Özgün Ofset Matbaacılık , İstanbul.
21. Kastanaki, E. ve Vamvuka, D., (2006) A comparative reactivity and kinetic study on the combustion of coal–biomass char blends, Fuel, 85,1186-1193.
22. Kaygusuz, K. ve M.F. Turker, M.F., (2002) Biomass energy potential in Turkey. Renewable Energy, 26, 661-678.
23. Kaygusuz, K., (2010) Sustainable energy, environmental and agricultural policies in Turkey, Energy Conversion Management, 51, 1075-1084.
24. Koç, E. ve Şenel, M.C., (2013) Dünyada ve Türkiye’de Enerji Durumu-Genel Değerlendirme, Mühendis ve Makina, 54, 639, 32-44. Kök, M.V., (2005) Temperature-controlled combustion and kinetics of different rank coal samples
25. Ozturk, I. ve , Acaravcı A., (2010) CO2 emissions, energy consumption and economic growth in Turkey Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, 9, 3220-3225.
26. Saracoglu, N., (2007) Environmentally Friendly Renewable Energy Source: Energy Forestry, Emoenerji: Social News and Research Journal, 2, 22-35.
27. Shafiee, S. ve Topal, E., (2009) When will fossil fuel reserves be diminished? Energy Policy, 37,1, 181-189.
28. Tamzok, N., (2011) Jeopolitik ve Teknolojik Gelişmeler Perspektifinden Kömürün Geleceği. TMMOB 8. Enerji Sempozyumu, 17-19 Kasım 2011. 2.Cilt. 247-291.