Dergiler / Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi / 2019 / Cilt: 10 - Sayı: 3

Enerji geri kazanımı için arıtma çamurunun hidrotermal karbonizasyonu

Sayfa
1061–1072
Yayın Tarihi
2019-09-29
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ham arıtma çamuru herhangi bir ön işlem uygulanmadan doğrudan hidrotermal işleme alınmıştır. 220°C’de 45, 90 ve 120dk’lık reaksiyon sürelerinde gerçekleştirilen hidrotermal reaksiyonlarda katı madde dönüşümünün reaksiyon süresinden etkilenmediği ve arıtma çamuru içindeki katı maddenin yaklaşık %50’sinin hidrokoka dönüştüğü gözlemlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Yenilenebilir enerji kaynakları arasında biyokütle, farklı dönüşüm yöntemleriyle enerji, değerli kimyasallar ve biyoyakıt üretimine imkan veren yegane kaynaktır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Hangi yöntem seçilirse seçilsin arıtma çamurunun içindeki nem oranı (>%85) nihai bertaraf yöntemini zorlaştırmakta ve susuzlandırmayı gerekli kılmaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:Ham arıtma çamuru herhangi bir ön işlem uygulanmadan doğrudan hidrotermal işleme alınmıştır. 220°C’de 45, 90 ve 120dk’lık reaksiyon sürelerinde gerçekleştirilen hidrotermal reaksiyonlarda katı madde dönüşümünün reaksiyon süresinden etkilenmediği ve arıtma çamuru içindeki katı maddenin yaklaşık %50’sinin hidrokoka dönüştüğü gözlemlenmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Hidrotermal karbonizasyon · Arıtma Çamurları · Hidrokok

Özet

Yenilenebilir enerji kaynakları arasında biyokütle, farklı dönüşüm yöntemleriyle enerji, değerli kimyasallar ve biyoyakıt üretimine imkan veren yegane kaynaktır. Üretilme miktarı, yapısındaki biyolojik olarak parçalanabilen organik fraksiyonun fazlalığı ve kuru bazda sahip olduğu enerji, arıtma çamurunu önemli bir biyokütle kaynağı yapmaktadır. Günümüzde arıtma çamurunun bertarafı bütünleşik bir yaklaşımla arıtma sistemlerinin içine dahil edilse de en fazla tercih edilen yöntemler vahşi depolama, yakma ve çimento sanayiinde ek yakıt olarak kullanmaktır. Hangi yöntem seçilirse seçilsin arıtma çamurunun içindeki nem oranı (>%85) nihai bertaraf yöntemini zorlaştırmakta ve susuzlandırmayı gerekli kılmaktadır. Yapısında oldukça fazla su bulunduran biyokütlelerin değerlendirilebilmesi için hidrotermal yöntemler iyi bir yaklaşım olabilir. Mevcut çalışma, bir belediyenin arıtma çamurunun hidrotermal karbonizasyonunu ve elde edilen hidrokokun yakıt özelliklerini incelemektedir. Ham arıtma çamuru herhangi bir ön işlem uygulanmadan doğrudan hidrotermal işleme alınmıştır. 220°C’de 45, 90 ve 120dk’lık reaksiyon sürelerinde gerçekleştirilen hidrotermal reaksiyonlarda katı madde dönüşümünün reaksiyon süresinden etkilenmediği ve arıtma çamuru içindeki katı maddenin yaklaşık %50’sinin hidrokoka dönüştüğü gözlemlenmiştir. Hidrokokların ısıl değerinin, uçucu madde ve sabit karbon içeriğinin karbonizasyon süresinden etkilendiği gözlemlenmiştir. Reaksiyon süresinin 45dk’dan 120dk’ya çıkarılması ısıl değeri yaklaşık %31, uçucu madde içeriğini de %14.5 azaltmıştır. Karbonizasyon süresinin 90dk olmasıyla sabit karbon içeriği %14 ve uçucu madde içeriği %31.2 ve 3043 cal/g ısıl değere sahip hidrokok elde edilmiştir. Hidrotermal karbonizasyonun arıtma çamurunu etkin bir şekilde susuzlandırdığı ve aromatizasyon reaksiyonu sonucu aromatik grupların oluştuğu FT-IR analizlerinden de görülmüştür.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KABAKCI, S. B., KOCA, D. (2019). Enerji geri kazanımı için arıtma çamurunun hidrotermal karbonizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, Cilt: 10 - Sayı: 3, 1061–1072. https://ajindex.com/articles/655927

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Aznar, M., Manya, J., Garcia, G., Sanchez, J., & Murillo, B. (2008).
  2. Influence of Freeboard Temperature, Fluidization Velocity and Particle Size on Tar Production and Composition During the Air Gasification of Sewage Sludge. Energy & Fuels(22), 2840-2850.
  3. Basu, P. (2010). Hydrothermal Gasification of Biomass. Biomass Gasification and Pyrolysis (s. Chapter 7). Academic Press.
  4. Danso-Boateng, E., Holdich, R.G., Martin, S.J., Shama, G., Wheatley, A.D. (2015). Process energetics fort he hydrothermal carbonisation of human faecal wastes. Energy Conversion and Management(105), 1115-1124.
  5. Dominguez, A., Menendez, J., & Pis, J. (2006). Hydrogen Rich Fuel Gas Production from the Pyrolysis of Wet Sewage Sludge at High Temperature. J. Anal. Appl. Pyrolysis(77 (2)), 127-132.
  6. Ferreiro-Dominguez, N., Rigueiro-Rodriguez, A., & Mosguera-Losada, M. (2012). Sewage Sludge Fertiliser Use: Implications for Soil and Plant Copper Evolution in Forest and Agronomic Soils. Science of the Total Environment(424), 39-47.
  7. Fonts, I., Azuara, M., Gea, G., Murillo, M.B. (2009). Study of the pyrolysis liquids obtained from different sewage sludge. J. Anal. Appl. Pyrolysis(85), 184-191.
  8. Frost, H., & Ketchum Jr, L. (2000). Trace Metal Concentration in Durum Wheat from Application of Sewage Sludge and Commercial Fertilizer. Advances in Environmental Research(4), 347-355.
  9. Gai, C., Guo, Y., Liu, T., Peng, N., & Liu, Z. (2016). Hydrogen-rich Gas Production by Steam Gasification of Hydrochar Derived from Sewage Sludge. International Journal of Hydrogen Energy(41), 3363-3372.
  10. He, C., Giannis, A., & Wang, J. (2013). Conversion of Seage Sludge to Clean Solid Fuel Using Hydrothermal Carbonization: Hydrochar Fuel Characteristics and Combustion Behavior. Applied Energy(111), 257-266.
  11. Huang, H., Yuan, X., Zhu, H., Li, H., Liu, Y., Wang, X., & Zeng, G. (2013). Comparative Studies of Thermochemical Liquefaction Characteristics of Microalgae, Lignocelluosc Biomass and Sewage Sludge. Energy(56), 52-60.
  12. Jain, A., Balasubramanian, R., Srinivasan, M.P. (2016). Hydrothermal conversion of biomass waste to activated carbon with high porosity: A review. Chemical Engineering Journal(283), 789-805.
  13. Kambo, H., & Dutta, A. (2015). Comparative Evaluation of Torrefaction and Hydrothermal Carbonization of Lignocellulosic fot the Production of Solid Biofuel. Energy Conversion and Management(105), 746-755.
  14. Kliopova, I., Makarskiene, K. (2015). Improving material and energy recovery from sewage sludge and biomass residues. W