Fosfojipsin akışkan yatak reaktörde bitümlü şistle dekompozisyonu
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 45921
- Danışmanlar: DOÇ.DR. HÜSEYİN OĞUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Fosfojips, akışkan yatak reaktör, dekompozisyon, bitümlü şist, kinetik, mekanizma, Akışkan yatak, Bitümlü şistler, Phosphogypsum, fluidized bed reactor, decomposition, oil shale, kinetic, mechanism, Fluidized bed, Oil shales
- Yıl: 1995
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Yüksek Lisans Tezi FOSFOjİPSİN AKIŞKAN YATAK REAKTÖRDE BİTÜMLÜ ŞİSTLE DEKOMPOZİSYONU Ardeniz OZTURK Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Hüseyin O?UZ 1995, Sayfa: 84 Jüri : Doç. Dr. Hüseyin O?UZ Prof. Dr. İnci ERO?LU Doç. Dr. Nurdan SARAÇO?LU Bu çalışma ile, büyüyen boyutlarda çevre sorunu yaratan fosfojips katı atık maddesinin, alternatif bir enerji kaynağı olan bitümlü şistle akışkan yataklı bir reaktörde termal bozunması incelenerek yeni bir teknoloji yaratılmış olacaktır. Türkiye Gübre Sanayi A.Ş.'den (TÜGSAŞ/SAMSUN) sağlanan Fosfojips (F: CaS04. 2H20, vd.) ile Türkiye Kömür İşletmeleri (Beypazarı/ANKARA) 'nden sağlanan Bitümlü Şist (BŞ: C, H, O, N, S, Kül, vd.), belli oranlarda karıştırılmış (0.0 < gBŞ/g(BŞ+F) < 0.3) ve pelletlenerek laboratuvar ölçekli bir akışkan yatak reaktörde akışkanlaşabilecek parçacık büyüklüğüne getirilmiştir. Akışkan yatak işletim parametrelerinin belirlenebilmesi için elek analizi yapılarak ortalama parçacık büyüklüğü (64- 77 um) ve buna bağlı olarak Wen &. Yu bağıntısından minimum akışkanlaşma hızı hesaplanmıştır. Deneysel çalışmalar için, girdilerin kimyasal içeriği, termal karakteri (TGA/DTA) ve mikro parçacık dağılımı (SEM) belirlenmiştir. Uygun sıvı bağlayıcıları (Doygun CaS04 çözeltisi) ile tozların yuvarlanması sağlanarak daha iri ve düzgün şekle getirilmeleri esasına dayanan pelletleme işlemi, 50 cm çapında ve 6 cm derinliğinde döner diskten oluşan ve yerli imkanlar kullanılarak tasarlanan bir pelletleme cihazında yapılmıştır. Pelletler reaktöre kesikli olarak yüklenmiş ve ortam havası ile akışkanlaştırılmıştır. Deney sistemi; gaz hazırlama birimi, akışkan yatak reaktör ve analiz cihazları bölümlerinden oluşmaktadır. Gaz tarafı analizleri ile CO ve S02 derişim- zaman eğrileri farklı sıcaklıklar ve katı girdi bileşimleri için elde edilmiştir. Bu eğriler yardımıyla SOz üretim hızı hesaplanmıştır. Katı girdi karışımı içindeki bitümlü şist yüzdesinin ve işletme sıcaklığının arttırılması S02 üretim hızınıarttırmaktadır. Çimento endüstrisinde klinker üretiminde değerlendirilmesi amaçlanan bozundurulmuş katı ürünün XRD tekniği ile mineralojik analizi yapılmıştır. ORION-960 iyon seçimli titrasyon cihazı ve flor elektrodu kullanılarak fosfojipsteki flor safsızlığı tayin edilmiştir. Ayrıca fosfojips ve bitümlü şist hammadde örneklerinin karakterizasyonunun belirlenebilmesi için, kimyasal analiz, SEM, DTA-TGA teknikleri de kullanılmıştır. Kesikli işletim koşullarında yapılan deneysel çalışmalarda S02 üretiminin en yüksek olduğu katı girdi karışımı, % 10 bitümlü şist + <K 90 fosfojips olarak belirlenmiştir. Tepkime sistemi üzerine reaktör işletim parametrelerinin etkisinin incelenmesi amacıyla, dekompozisyon tepkimesinin katı besleme hızına ve sıcaklığa bağlı olacağı düşünülmüştür. Paslanmaz çelikten yapılmış laboratuvar ölçekli akışkan yatak reaktörde yürütülen kesikli besleme deneyleri atmosferik basınçta, izotermal koşullarda (800 -1000 °C) ve endüstride kullanılan gaz geçiş hızı değerlerinde (10000 h ) gerçekleştirilmiştir. Reaktör çıkışındaki gaz bileşimi, yüksek derişimler için MIR 9000 gaz analiz cihazı (emission s. a/FRANSA) ve düşük derişimler için MSI 5600 gaz analiz cihazı ile sürekli olarak izlenmiş ve derişim-zaman eğrileri elde edilmiştir. Fosfojipsin bitümlü şistin indirgen ortamında dekompozisyonunun ilk olarak uygulandığı bu çalışma ile akışkan yatak reaktör katıya göre kesikli işletilerek fosfojips için reaksiyon mekanizması ve optimum işletme şartlan ortaya konmuştur. Fosfojipse göre toplam reaksiyon hızı tanımlanmış ve kinetik verilerin Avrami denklemine uygunluğu katı kaybının olmadığı varsayımına göre bulunmuştur. Kinetik modeldeki doğrusallık ümit vericidir. Avrami denkleminden farklı sıcaklıklarda toplam reaksiyon hız sabitleri belirlenmiştir. Arrhenius denklemi kullanılarak farklı her bir katı girdi için aktivasyon enerjisi değerleri bulunmuştur. Reaksiyon mekanizmasının tepkime kısıtlamalı olduğu gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
m ABSTRACT Masters Thesis THERMAL DECOMPOSITION OF PHOSPHOGYPSUM IN THE PRESENCE OF OIL SHALE IN A FLUIDIZED BED REACTOR Ardeniz ÖZTÜRK Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Hüseyin OGUZ 1995, Page: 84 Jury : Assoc. Prof. Dr. Hüseyin OGUZ Prof. Dr. İnci ERO?LU Assoc. Prof. Dr. Nurdan SARAÇO?LU With this study, a new technology would be created when the thermal decomposition of huge amount of solid waste phosphogypsurn that causes many environmental problems in the presence of oil shale that is the alternative energy source in a fluidized bed reactor was examined. Phosphogypsurn taken from Turkish Fertilizer Industry (TÜGSAŞ/SAMSUN) and Oil Shale taken from Turkish Coal Management (Beypazan/ANKARA) were mixed for known proportions (0.0 <gOS/g(OS+P) <0.3) and were brought to the fluidizing particle size in the reactor of laboratory scale after pelleting. For determining the operating parameters of fluidized bed reactor, the average particle size (64-77 jam) was found by making sieve analysis and according to this value the minimum fluidization velocity was calculated from Wen and Yu equation. Before starting to experimental investigations, the chemical content, thermal character (TGA/DTA) and the micro particle distribution of reactants were determined. By rolling dusts with accurate liquid bindings (Saturated CaS04 solution), pelleting treatment that leans on having the more big and smooth particles, was made into the pelleting apparatus which has the rotating disk of 50 cm diameter and 6 cm width. The pellets were loaded to the reactor in a batchwise condition and fluidized with air. The experiment system consists of gas preparation unit, fluidized bed reactor and analysis apparatuses units. The analysis of gas side and CO and SOz concentration-time curves were determined for different temperatures and solidIV reactant compositions. Using these curves, the production rate of S02 could be evaluated. When the percent of oil shale in the reactant mixtures and operating temperature have been increased, the production rate of S02 would become higher. The mineralogical analysis of the decomposed solid product supposed to be utilized in the cement industry of manufacturing clinker was made by using XRD technique. The floride impurity in phosphogypsum was analysed by using the ORION-960 ion-selective electrode, potentiometric titration apparatus using floride electrode. In addition to this, for defining the characteristic properties of phosphogypsum and oil shale raw material samples, complete chemical analysis, SEM, DTA-TGA techniques were used. In the batchwise experiments, the solid reactant mixture in which the production rate of S02 was the highest was determined as % 10 oil shale and % 90 phosphogypsum. In order to examine the effect of reactor operating parameters on the reaction system, it was supposed that the decomposition reaction was depend on the rate of solid feed and temperature. Batchwise feed experiments which were studied in the fluidized bed reactor made from stainless steel of laboratory scale were carried out at atmospheric pressure, isothermal conditions (800-1000 °C) and industrial gas space velocities (10000 -1 h ). The gas composition in the reactor effluent stream was continuously traced with MIR 9000 gas analysis apparatus (emission s.a/FRANCE) for higher concentrations and with MSI 5600 gas analysis apparatus for lower concentrations. Operating the fluidized bed reactor in a batchwise condition for a solid, the reaction mechanism for phosphogypsum and optimum operating conditions were determined with this study of decomposition of phosphogypsum in the presence of oil shale. Overall reaction rate was defined for phosphogypsum and Avrami approximation was tested on the assumption that the solids were not lost. Linearity tests for this kinetic model were satisfactory. Overall reaction rate constants for the Avrami equation for the different temperatures were calculated. Observed activation energy values were evaluated by using Avrami equation. Reaction mechanism was found to be kinetic control.
Benzer Tezler
- Sanayi baca gazlarındaki SO2'in Ca içeren yerli sorbentlerle kuru giderilmesi ve proses mühendisliği açısından incelenmesi
Dry desulphurization of flue gas with Ca containing sorbents and experimental study of the process engineering problems
YAHYA SUYADAL
Doktora
Türkçe
1997
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. HÜSEYİN OĞUZ
- Fosfojipsin çeşitli çimentoların hidrasyonuna etkisi
The Effect of phosphogypsum on the hydration of various cements
EMİN ERDEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİS ÖLMEZ
- Fosforik asit üretim artığı fosfojipsin tanımı ve değerlendirme imkanlarının araştırılması
Başlık çevirisi yok
VEYSEL TURAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİS ÖLMEZ
- Fosfojipsten süpersülfatlı çimento üretimi ve özelliklerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMİN ERDEM
- Fosfojips içeren portland çimentosunun hidrasyonu üzerine bazı piriz hızlandırıcı kimyasal katkıların etkileri
Effects of some set accelerating chemical admixtures on hydration of portland cement containing phosphogypsum
ÖMER IŞILDAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
KimyaOndokuz Mayıs ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VEYSEL TURAN YILMAZ