Biyokütleden basınçlı piroliz yöntemiyle elde edilen ürünlerin cevap yüzey metodu kullanılarak optimizasyonu ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, biyokütle olarak seçilen sarı kantaron bitkisinin sabit yatak reaktörde basınçlı pirolizi gerçekleştirilmiştir. Biyokütle pirolizi üzerine sıcaklık, basınç ve ısıtma hızı parametrelerinin etkileri araştırılmış ve optimum parametrelercevap yüzey metodu ile belirlenmiştir. Piroliz deneyleri 400; 450; 500; 550 ve 600 °C’lik sıcaklıklar, 150; 300; 450; 600 ve 750 °C/dk’lık ısıtma hızları ve 1; 11, 21; 31 ve 41 barlık basınçlarda gerçekleştirilmiştir. Sıvı ve katı ürün verimleri cevap yüzey metodu ile değerlendirilmiş, bu değerlerin ANOVA analizleri gerçekleştirilmiş ve piroliz verimine etki eden parametreler ile bir model oluşturulmuştur. Bunun yanında bu değerlerin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Sıvı ürün için optimum verim, 513,13 °C sıcaklık, 1 bar basınç ve 489,40 °C/dk ısıtma hızında %32,98 olarak bulunmuştur. Katı ürün için ise bu değer, 400 °C sıcaklık, 41 bar basınç ve 150 °C/dk ısıtma hızında %41,23 olarak elde edilmiştir. Çeşitli sıcaklık ve basınçlarda elde edilen sıvı ürünlerin GC/MS analizi gerçekleştirilmiş, ayrıca sıvı ürünlerin viskoziteleri belirlenmiştir. Buna göre basınç arttırıldığında, bio-oil içerisindeki Naphthalene, Phenanthrene ve Anthracene gibi nispeten daha az halkalı (iki-üç) polisiklik aromatik hidrokarbonların (PAH) oluştukları saptanmıştır. Farklı basınçlarda elde edilen katı ürünlerin morfolojileri SEM ile analiz edilmiş ve artan basınç ile birlikte charın gözenek büyüklüğünün arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca charın elementel analizi ve BET analizi gerçekleştirilmiştir.