Bazı Katıların Pirolizi ve Ortak Pirolizinden Elde Edilen Katı Ürünlerin Karakterizasyonu

Abstract

Yenilenebilir enerji kaynaklarından biyokütleyi temsilen hurma çekirdeği ve atıksu arıtım çamurunun ayrı ayrı ve ortak pirolizleri incelenmiş, seçilen katı ürünler CO2 gazı ile fiziksel aktivasyona tabi tutulmuştur. Piroliz deneyleri 350-850°C aralığında 1-1,7 mm büyüklüğündeki örneklerle sabit ısıtma hızı ve N2 akışı altında yapılmıştır. Örneklerin hem pirolizi hem de ortak pirolizinde artan piroliz sıcaklığı ile katı verimi azalmıştır. Örneklerin 1:1 oranındaki karışımı ile yapılan ortak pirolizin katı verimi üzerine, denenen tüm sıcaklıklarda önemli bir sinerjik etki yapmadığı gözlenmiştir.

Piroliz sonucu elde edilen katılardan adsorpsiyon özellikleri iyileştirilmiş katı ürünler (aktif karbon) elde etmek üzere, seçilen katı ürünler 900 ve 950°C’da farklı sürelerde CO2 gazı ile aktive edilmiştir. Katıların metilen mavisi adsorpsiyon kapasiteleri ve iyot numaraları belirlenmiş, taramalı elektron mikroskobu fotoğrafları çekilmiştir. 77 K’de azot adsorpsiyonu ile adsorpsiyon-desorpsiyon izotermleri elde edilip, yüzey alanları ve gözenek boyut dağılımları belirlenmiştir.

Katıların metilen mavisi adsorpsiyon kapasiteleri pirolizden olumsuz, aktivasyon işleminden ise olumlu yönde etkilenmiştir. Sadece piroliz işleminin yapıldığı durumda metilen mavisi adsorpsiyon kapasitesi en yüksek atıksu arıtım çamurunda, 350°C piroliz sıcaklığında elde edilmiştir. CO2 gazı ile yapılan fiziksel aktivasyonda hem sıcaklığın hem de sürenin artışı metilen mavisi adsorpsiyon kapasitesini artırmıştır. Buna göre 0,3 L/dk CO2 ile 950°C’de 90 dk işlem gören olan hurma çekirdeği en yüksek metilen mavisi adsorpsiyon kapasitesine sahiptir. Đyot numaralarında da benzer bulgular tespit edilmiştir. Yüzey alanı sonuçları da bu bulguları desteklemekte olup, 950°C’da 90 dk süre ile aktive edilmiş katı ürün en yüksek yüzey alanına(910 m2/g) sahiptir.

Pyrolysis and co-pyrolysis of date pits and sewage sludge represented biomass from renewable energy sources were investigated, chosen solid products were processed to physical activation with CO2 gas. Pyrolysis experiments were made under constant heating rate and N2 flow by samples with size of 1-1.7 mm between 350-850 ºC. Solid yield reduced by increasing the pyrolysis temperature in either pyrolysis or co-pyrolysis of the samples. It has been observed that, co-pyrolysis made with the mixture at the ratio of 1:1 of samples did not make an important synergistic effect upon solid yield at all of the experenced temperatures.

To gain solid products improved adsorption properties from solids obtained from the pyrolysis, chosen solid products were activated with CO2 gas in 900 and 950 ºC at different times. Methylene blue adsorption capacities and iodine numbers of solids were determined and taken photos of scanning electron microscopy. Adsorption-desorption isotherms were obtained with nitrogen adsorption at 77 ºK and surface areas and pore size distributions were determined.

Methylene blue adsorption capacities of solids were negatively affected from pyrolysis and positively affected from activation operation. In the case of pyrolysis operation only, maximum methylene blue adsorption capacity were obtained from the chars obtaind from sewage sludge at 350 ºC pyrolysis temprature. In physical adsorption with CO2 gas, increasing either temperature or time increased methylene blue adsorption capacity. According to this, date pits processed 90 minute at 950 ºC with 3 L/min CO2, had maximum methylene blue adsorption capacity. Similar findings were also determined in iodine numbers. Surface area results also countenanced these finds, solid product activated with 90 minute time in 950 ºC had maximum surface are (910 m2/g).