Sentez Gazı Yanması ve Çevre Kirleticiler

Bu çalışmada, kömür, atık lastik ve zeytin küspesinden elde edilen sentez gazlarının yanma sonu ürünlerinden NO x , SO x ve CO’in kütle kesitlerindeki değişimler, farklı işletme koşullarında hesaplamalı olarak incelenmiştir. Alevler laminar ve stokiometrik önkarışımlıdır. Çalışmada kullanılan kimyasal kinetik mekanizma 74 reaksiyon ve 33 kimyasal bileşenden meydana gelmektedir. Kömür, atık lastik ve zeytin küspesi sentez gazları için maksimum NO x değerleri sırasıyla 0,915, 0,875 ve 0,98 ekivalans oranlarında elde edilmiştir. NO x , SO x ve CO, reaktan giriş sıcaklığındaki artış ile birlikte artmaktadır. Tepkimeye giren maddelerin toplam kütlesindeki artış NO x , SO x ve CO’in kütle kesitlerinde önemli bir değişime neden olmamaktadır. Yakma havasının nem oranındaki artış NO x , SO x ve CO kütle kesitlerini azaltmaktadır. Reaktanların giriş basıncındaki artış NO x ve CO kütle kesitlerini düşürmektedir.

Synthesis Gas Combustion and Environmental Pollutants

In this study, the mass fractions of NO x , SO x and CO produced during combustion of synthesis gases obtained from coal, waste tyre and olive cake are computationally investigated under different operating conditions. The flames are laminar and stoichiometric premixed. The chemical kinetic mechanism used in the study consists of 74 reactions and 33 chemical species. Maximum NO x for synthesis gases of coal, waste tyre and olive cake are found at equivalence ratios of 0.915, 0.875 and 0.98, respectively. NO x , SO x and CO increase with increasing reactant inlet temperature. Ascending inlet total mass amount does not cause any change in the mass fractions of NO x , SO x and CO. Rising humidity ratio of the burning air reduces the mass fractions of NO x , SO x and CO. Increment in the inlet pressure of reactants decreases the mass fractions of NO x and CO.

PDF

___

Lee, H.C., Jiang, L.Y, Mohamad, A.A., 2014. A Review on the Laminar Flame Speed and Ignition Delay Time of Syngas Mixtures, International Journal of Hydrogen Energy, 39, 1105-1121.
Huynh, C.V., Kong, S.C., 2013. Combustion and NO x Emissions of Biomass-derived Syngas under Various Gasification Conditions Utilizing Oxygen-enriched-air and Steam, Fuel, 107, 455-464.
Variyenli, H.İ., Menlik, T., Özkaya, M.G., 2011. Isı Enerjisi Destekli Bir Kompresörün Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Sistemindeki Performansının Deneysel İncelenmesi, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 26, 1-8.
Caro, S., Torres, D., Toledo, M., 2015. Syngas Production from Residual Biomass of Forestry and Cereal Plantations Using Hybrid Filtration Combustion, International Journal of Hydrogen Energy, 40, 2568-2577.
Cornelissen, R., Tober, E., Kok, J., Van De Meer, T., 2006. Generation of Synthesis Gas by Partial Oxidation of Natural Gas in a Gas Turbine, Energy, 31, 3199-3207.
Ouimette, P., Seers, P., 2009. NO x Emission Characteristics of Partially Premixed Laminar Flames of H 2 /CO/CO 2 Mixtures, International Journal of Hydrogen Energy, 34, 9603-9610.
Daniel, E.G., Sibendu, S., Suresh, K.A., 2006. NO x Emission Characteristics of Counterflow Syngas Diffusion Flames with Airstream Dilution, Fuel, 85, 1729-1742.
Azimov, U., Okuno, M., Tsuboi, K., Kawahara, N., Tomita, E., 2011. Multidimensional CFD Simulation of Syngas Combustion in A Micro- pilot-ignited Dual-fuel Engine Using a Constructed Chemical Kinetics Mechanism, International Journal of Hydrogen Energy, 36, 13793-13807.
Kayahan, U., 2008. Design and Operation of A Laboratory Scale Fluized Bed Gasification System, Ms Thesis, Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, İstanbul, 85.
Van Dyk, J.C., Keyser, M.J., Coertzen, M., 2006. Syngas Production from South African Coal Sources Using Sasol–Lurgi Gasifiers, International Journal of Coal Geology, 65, 243-253.
Mendioroz, S., Martin-Rojo, A. B., Rivera, F., Martin, J.C., Bahamonde, A., Yates, M., 2006. Selective Catalytic Reduction of NO x by Methane in Excess Oxygen over Rh Based Aluminum Pillared Clays, Applied Catalysis B: Environmental, 64, 161-170.
Özden, Ö., Koçaker, S., Döğeroğlu, T., 2008. Eskişehir’de Azot Dioksit (NO 2 ) ve Kükürt Dioksitin (SO 2 ) Kış Dönemi İç ve Dış Ortam Seviyelerinin Pasif Örnekleme Yöntemiyle Ölçümü, Hava Kirliliği ve Kontrolü Ulusal Sempozyumu, 22-25 Ekim, Hatay, 618-630.
Can, A., Eryener, D., 1997. Sanayi ve Şehir Kaynaklı Hava Kirliliği ve Önlemleri, Ekoloji, 24, 6-12.
Fischer, M., Jiang, X., 2014. An Assessment of Chemical Kinetics for Bio-syngas Combustion, Fuel, 137, 293-305.
Pratt, D.T., Wormeck, J.J., 1976. CREK: A Computer Program for Calculation of Combustion Reaction Equilibrium in Laminar or Turbulent Flow, Report WSU-ME-TEL-76- 1, Washington State University.
Öztürk, S., Eyriboyun, M., 2010. NO x Formation in Combustıon of Natural Gases Used in Turkey under Different Conditions, J. of Thermal Science and Technology, 30, 95-102.
El-Sherif, A.S., 1998. Effects of Natural Gas Composition on the Nitrogen Oxide, Flame Structure and Burning Velocity Under Laminar Premixed Flame Conditions, Fuel, 77, 1539-1547.
Eötvös Lorand University, Institute of Chemistry, 2011. http://garfield.chem.elte.hu/ Combustion/combine.htm (Erişim Tarihi: 17.10.2011).
Yılmazoğlu, M.Z., 2010. Gazlaştırıcılı Kombine Çevrim Santrallerinde Yanma Öncesi Karbondioksit Tutma, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16, 173-179.
Donatelli, A., Iovane, P., Molino, A., 2010. High Energy Syngas Production by Waste Tyres Steam Gasification in A Rotary Kiln Pilot Plant, Experimental and Numerical Investigations, Fuel, 89, 2721–2728.
Bing, G., Tian, Y., Zang, S., 2016. The Effects of Humidity on Combustion Characteristics of A Nonpremixed Syngas Flame, International Journal of Hydrogen Energy, 41, 9219-9226.