Gazifikasyon tekniğiyle sentez gazı üretimi ve gaz yakma sistemlerinde kullanımı

Abstract

Biyokütle gazlaştırılmasında, özellikle alttan akışlı reaktörler ile yapılan çalışmalarda reaktör içerisinde yüksek sıcaklıklara ulaşılması ve gazlaştırma verimliliğinin iyileştirilmesi amaçlanmaktadır. Ancak reaktörün oksidasyon bölgesinde dengeli ve kararlı termo-kimyasal dönüşümün sağlanması oldukça zordur. Ayrıca, çoğu gazlaştırma reaktörleri, tek türde ve boyutta yakıtın hammadde olarak kullanılmasıyla sınırlı kalmaktadır. Bu çalışmada, gaz yakma sistemlerinde doğrudan yakılabilmesi amacıyla, gazifikasyon teknolojisi kullanılarak çeşitli biokütle yakıtlarından sentez gazı üretilmesi çalışıldı. Odun bloklar, fındıkkabuğu, çam kozalağı ve pelet gibi biyokütleler hammadde olarak kullanılarak alttan akışlı reaktörde gazlaştırma performansları irdelendi. Reaktörün oksidasyon bölgesine yerleştirilen 8 adet hava kanalı sayesinde gazlaştırma sıcaklıklarının her bölgede dengeli dağılımı sağlandı. Düzenek, gaz temizleme, soğutma ve gaz yakma kısımlarını da kapsayan pilot ölçekli bir gazlaştırma ünitesi olarak kuruldu. Yapılan deneyler boyunca, oksidasyon bölgesinde tam yanma olmaksızın 700°C'nin üzerinde sıcaklık değerlerine ulaşıldı. Yüksek sıcaklıklarda üretilen gazın sistem çıkışında 35-45°C arası sıcaklık değerlerine düşürülmesi sağlandı. Kullanılan hammadde türü ve ulaşılan sıcaklıklara bağlı olarak, üretilen uçucuların sentez gazı içerisinde bulunma oranları %18-21 CO, %3-5 H2, %0,5-6 CH4, %0,1-3 CO2 ve %67-74 N2 arasında olduğu tespit edildi. Ayrıca, güneş enerjisinden faydalanmak amacıyla parabolik bir çanak kullanıldı. Oksidasyon bölgesine yerleştirilen pota vasıtasıyla bu bölgede 1500°C'nin üzerinde sıcaklık değerlerine ulaşıldı. Tasarlanan oksidasyon bölgesin için ısıl analizler yapılarak deneysel bulgularla uygunluğu değerlendirildi.