Atık lastik ve ceviz kabuğunun birlikte pirolizi ve pirolitik sıvı ürünün alternatif sıvı yakıt üretiminde kullanılabilirliğinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, kaliteli pirolitik yağ üretimi amacıyla yüksek üretim potansiyeline sahip olan ceviz kabuğu (WS) ve granüle atık lastik kauçuğu (WT) üzerine 500oC optimal sıcaklık, 10oC/dakika sabit ısıtma hızı ve 60 dakika alıkonma zamanı şartları altında bir dizi bireysel ve eş-piroliz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Eş-piroliz çalışmalarında kütlece WS/WT: 3/1, 2/2 ve 1/3 katkı oranlı karışım numuneleri kullanılmıştır. Yapılan piroliz çalışmaları neticesinde pozitif sinerjik etkinin (ΔY>0) WS/WT: 3/1 katkı oranlı numune kullanımı şartlarında gerçekleştiği belirlenmiştir. Bu şartlarda kuru külsüz temelde kütlece %52,57 verimli sıvı ürün elde edilmiştir. Pirolitik sıvı ürünlerin malten fraksiyonları üzerinde gerçekleştirilen FT-IR ve GC-MS analiz sonuçlarının birbiriyle uyum içinde olduğu ve ayrıca eş-piroliz işlemi neticesinde sıvı ürünün kimyasal içerik tür ve dağılımları üzerinde olumlu yönde dikkate değer ölçüde sinerjik etkinin meydana gelmiş olduğu tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde elde edilen eş-pirolitik sıvı ürünün karbon, hidrojen, üst ısıl içerik değerleri üzerinde pozitif sinerjik etki oluşurken oksijen içeriği, kinematik viskozite ve yoğunluk değerleri üzerinde ise negatif sinerjik etki gerçekleşmiştir. Bu sinerjik etki durumları, eş-pirolitik yağın daha kaliteli olması yönünde olumlu katkı özelliğinde gerçekleşmiştir. Optimal eş-pirolitik sıvı organik fazı 35,40 MJ/kg; 1,69 cSt (40°C); 1059,28 kg/m3 (15,6℃) ve 60oC parlama noktası önemli yakıtsal özellik değerlerine sahip olmuştur. Ayrıca eş-pirolitik yağın viskozite ve parlama noktası değerlerinin, ticari dizel yakıtları için rapor edilen değer aralıkları ile uyumlu olduğu belirlenmiştir. Bunların yanısıra atmosferik distilasyon çalışmaları neticesinde eş-pirolitik organik fazın hacimce yaklaşık %40 hafif nafta, %10 ağır nafta ve %30 orta distilat içerikli olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca bu ürünün IBP-72°C kaynama noktası aralığı %20 distilat fraksiyonu, doğrudan veya düşük maliyetli iyileştirme sonucunda benzin veya benzin katkısı olarak kullanılabilir özellikli olduğu görülmüştür. Bütün bu sonuçlar toplu olarak değerlendirildiğinde eş-pirolitik sıvının, çeşitli ticari sıvı yakıtların ve ayrıca yüksek katma değerli çeşitli kimyasalların üretiminde hammadde yüklemesi olarak kullanılabilirlik özellikli olduğu görülmüştür.

Bu çalışmada, kaliteli pirolitik yağ üretimi amacıyla yüksek üretim potansiyeline sahip olan ceviz kabuğu (WS) ve granüle atık lastik kauçuğu (WT) üzerine 500oC optimal sıcaklık, 10oC/dakika sabit ısıtma hızı ve 60 dakika alıkonma zamanı şartları altında bir dizi bireysel ve eş-piroliz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Eş-piroliz çalışmalarında kütlece WS/WT: 3/1, 2/2 ve 1/3 katkı oranlı karışım numuneleri kullanılmıştır. Yapılan piroliz çalışmaları neticesinde pozitif sinerjik etkinin (ΔY>0) WS/WT: 3/1 katkı oranlı numune kullanımı şartlarında gerçekleştiği belirlenmiştir. Bu şartlarda kuru külsüz temelde kütlece %52,57 verimli sıvı ürün elde edilmiştir. Pirolitik sıvı ürünlerin malten fraksiyonları üzerinde gerçekleştirilen FT-IR ve GC-MS analiz sonuçlarının birbiriyle uyum içinde olduğu ve ayrıca eş-piroliz işlemi neticesinde sıvı ürünün kimyasal içerik tür ve dağılımları üzerinde olumlu yönde dikkate değer ölçüde sinerjik etkinin meydana gelmiş olduğu tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde elde edilen eş-pirolitik sıvı ürünün karbon, hidrojen, üst ısıl içerik değerleri üzerinde pozitif sinerjik etki oluşurken oksijen içeriği, kinematik viskozite ve yoğunluk değerleri üzerinde ise negatif sinerjik etki gerçekleşmiştir. Bu sinerjik etki durumları, eş-pirolitik yağın daha kaliteli olması yönünde olumlu katkı özelliğinde gerçekleşmiştir. Optimal eş-pirolitik sıvı organik fazı 35,40 MJ/kg; 1,69 cSt (40°C); 1059,28 kg/m3 (15,6℃) ve 60oC parlama noktası önemli yakıtsal özellik değerlerine sahip olmuştur. Ayrıca eş-pirolitik yağın viskozite ve parlama noktası değerlerinin, ticari dizel yakıtları için rapor edilen değer aralıkları ile uyumlu olduğu belirlenmiştir. Bunların yanısıra atmosferik distilasyon çalışmaları neticesinde eş-pirolitik organik fazın hacimce yaklaşık %40 hafif nafta, %10 ağır nafta ve %30 orta distilat içerikli olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca bu ürünün IBP-72°C kaynama noktası aralığı %20 distilat fraksiyonu, doğrudan veya düşük maliyetli iyileştirme sonucunda benzin veya benzin katkısı olarak kullanılabilir özellikli olduğu görülmüştür. Bütün bu sonuçlar toplu olarak değerlendirildiğinde eş-pirolitik sıvının, çeşitli ticari sıvı yakıtların ve ayrıca yüksek katma değerli çeşitli kimyasalların üretiminde hammadde yüklemesi olarak kullanılabilirlik özellikli olduğu görülmüştür.