Demineralization of Refuse-Derived Fuel

Abstract

The study involves the modification of Refuse-Derived Fuel (RDF) by leaching the ash-forming elements in the structure of fuel with water and different concentrations of acid solutions and investigation of the effect of this demineralization on the basic properties (elemental analysis, heating value, pyrolysis and combustion characteristics) of the fuel. As the fuel properties of RDF, which was leached with water, HCl (2%, 5% and 10%) and HNO3 (2%, 5% and 10%) examined, it was seen that leaching affected fuel properties including ash content, elementary composition, pyrolysis steps, ignition temperature and burnout temperature. It was determined that the mixing period during which the leaching was carried out was not an effective parameter. However, it was observed that leaching either with water, HCl or HNO3 solution and especially the acid concentration was an effective parameter in the properties of fuel. Depending on the type and concentration of the acid solution used in the leaching process, it was observed that the ash content decreased from 34% to 14% (5% HCl solution); heating value increased by 13% (5% and 10% HCl solution); carbon content increased by 38% (10% HCl solution). After leaching with acid solutions, it was determined that the pyrolysis of RDF carried out in two steps, the ignition temperatures were shifted by 4-24°C, and the burnout temperatures decreased by 32-140°C.

Özet

Çalışma, atıktan türetilmiş yakıtın (ATY) yapısındaki kül oluşturan elementlerin su ve farklı konsantrasyonlardaasit çözeltileri ile özütlenerek yakıtın modifiye edilmesini ve bu demineralizasyon işleminin yakıtın temelözelliklerine (elementel analiz, ısıl değer, piroliz ve yanma karakteristikleri) etkisinin incelenmesini içermektedir.Su, HCl (%2, %5 ve %10) ve HNO3 (%2, %5 ve %10) çözeltileri ile yapılan özütlemelerden sonra kurutulanATY'ların yakıt özelliklerine bakıldığında, özütlemenin, yakıt özelliklerinden kül içeriğini, elementel bileşimini,piroliz kademelerini, tutuşma sıcaklığı ve tükenme sıcaklığını etkilediği görülmüştür. Özütleme işleminingerçekleştiği karıştırma süresinin etkin bir parametre olmadığı belirlenmiştir. Fakat özütlemenin su, HCl ya daHNO3 çözeltileri ile gerçekleştirilmesinin ve özellikle asit konsantrasyonunun yakıtın özelliklerinde etkin birparametre olduğu gözlemlenmiştir. Özütleme işleminde kullanılan asit çözeltisinin türüne ve konsantrasyonunabağlı olarak kül içeriğinin %34’ten %14’e kadar indiği (%5 HCl çözeltisi); ısıl değerin %13 oranında arttığı (%5ve %10 HCl çözeltisi); karbon yüzdesinin ise %38 oranında arttığı (%10 HCl çözeltisi) gözlemlenmiştir. Asitçözeltileriyle yapılan özütleme sonrası ATY'ların pirolizinin iki adımda gerçekleştiği, tutuşma sıcaklıklarının 4-24°C ötelendiği, tükenme sıcaklığının ise 32-140°C azaldığı tespit edilmiştir.