PAN ESASLI KARBON LİF ÜRETİMİNDE TERMAL DÖNÜŞÜM PROSESİNİN EKZERJETİK ANALİZİ

Karbon lif üretimindeki stabilizasyon ve karbonizasyon prosesi, yeterli bir ısıtma teknolojisi ve kontrol prosesi kullanıldığı takdirde büyük bir enerji tasarruf potansiyeli sağlamaktadır. Bu çalışmada, karbon lif üretiminin ekzerjetik maliyetlerinin belirlenmesi amacıyla stabilizasyon ve karbonizasyon prosesleri için genel bir ekzerjetik denge eşitliği konu edilmiştir. Karbon lif üretim prosesine yönelik kısa bir teorik açıklamanın ardından termodinamiğin temel kanunlarına değinilmiş ve daha sonra sözkonusu proseslerdeki ısı ve kütle ekzerjisi tanımlanmıştır. Stabilizasyon prosesi süresince ortaya çıkan gazların içeriğinin belirlenmesi amacıyla kütle spektrometresi ile kombine edilmiş DSC ve TGA ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca, öncül poliakrilonitril malzemesinin kütle kaybı ve spesifik ısı kapasitesinin belirlenmesi amacıyla da DSC ve TGA ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ekzerjetik denge eşitliğine ilave edilmiş ölçülen malzeme değerleri karbon lif dönüşüm reaksiyonunun ekzerji verimlilik sonuçlarına ulaşılmasını sağlamıştır

EXERGETIC ANALYSIS OF THE THERMAL CONVERSION PROCESS IN PAN-BASED CARBON FIBRE PRODUCTION

The processes of stabilisation and carbonisation in carbon fibre manufacture provides a large energy saving potential if an adequate furnace technology and process control is used. In this paper a general exergetic balance equation for the processes of stabilisation and carbonisation with the objective to determine the exergetic costs of producing carbon fibres is placed. After a short theoretical explanation of the carbon fibre manufacturing processes, this paper will resort to the general laws of thermodynamics and later determine the exergy of heat and mass flows in the processes. Experiments are carried out in a DSC and TGA combined with a mass spectrometry to determine the composition of the evolved gases during the stabilisation process. Furthermore DSC and TGA measurements are used to determine specific heat capacity and mass loss of the polyacrylonitrile precursor material. Included in the exergetic balance equation the measured material values leads to an exergy efficiency result of the carbon fibre conversion reaction.

___

  • Morgan P., (2005), Carbon fibers and their composites. Taylor & Francis, Boca Raton
  • Riedl K., (2006), Exergetische und exergoökonomische Bewertung von Verfahren der Energie- und Stoffwandlung. Merseburg, Martin-Luther-Universität, Halle-Wittenberg, House publisher, Dissertation
  • Damodaran S., Desai P., Abhiraman A. S., (1990), Chemical and Physical Aspects of the Formation of Carbon Fibres from PAN-based Precursors. “Journal of the Textile Institute”, 81, No. 4, pp. 384-420
  • Oguz G., (2004) Pyrolysis mass spectrometic analysis of copolymer of polyacrylonitrile and polyhiophene. Çankaya Ankara, Turkey, Middle East Technical University, House publisher, Masterthesis
  • Surianarayanan M., Uchida T., Wakakura M., (1998) Evolved gases by simultaneous TG–MS technique and associated thermal hazard in drying of polyacrylonitrile. “Journal of Loss Prevention in the Process Industries” 11, pp. 99–108
Tekstil ve Mühendis-Cover
  • ISSN: 1300-7599
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1987
  • Yayıncı: TMMOB Tekstil Mühendisleri Odası
Sayıdaki Diğer Makaleler

PAN ESASLI KARBON LİF ÜRETİMİNDE TERMAL DÖNÜŞÜM PROSESİNİN EKZERJETİK ANALİZİ

Andreas DE PALMENAER, Gunnar SEIDE, Thomas GRIES

BAZI DOĞAL BOYALAR KULLANILARAK BOYANMIŞ İPEK KUMAŞLARIN ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİNİN BELİRLENMESİ

Rezan ALKAN, Emine TORGAN, Canan AYDIN, Recep KARADAĞ

NOVEL APPROACH TO CONTROLLED SURFACE MODIFICATION IN TEXTILE VIA MAGNETIC CROSS-LINKED ENZYME AGGREGATES (CLEA)

Alixander PERSON, Cedric DICKO, Özgür ÇOBANOĞLU, Onur YÜKSELEN, Estera DEY, Jitka ERYILMAZ

Tekstilde Çapraz Bağlı Enzim Topluluklarının Kontrollü Yüzey Modifikasyonunda Kullanılması

Alixander PERZON, Cedric DICKO, Özgür ÇOBANOĞLU, Onur YÜKSELEN, Estera DEY, Jitka ERYILMAZ

DOPANT VE SOLVENTLERİN POLİAKRİLONİTRİL / POLİANİLİN KOMPOZİT NANOLİFLERİNİN MORFOLOJİSİ, İLETKENLİĞİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİLERİ

Nuray KIZILDAĞ, NURAY UÇAR, N. DEMİRSOY, ESMA SEZER, Belkıs USTAMEHMETOĞLU, O. EREN, HACER AYŞEN ÖNEN, İsmail KARACAN, Seniha GUNER

YÜN ATIK KUMAŞ TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN MEKANİK VE TERMAL ÖZELLİKLERİ

SEVHAN MÜGE YÜKSELOĞLU, MEHMET KEMAL ÇALIŞKAN

ÇALIŞMA ORTAMINDAKİ KÖKÜ KOKULARA KARŞI TEK KULLANIMLIK MASKE TASARIMI

AYŞE MERİH SARIIŞIK, GÜLŞAH EKİN KARTAL

TEMEL BİLİMLERİN TEKSTİL VE MODA ÜZERİNE İZDÜŞÜMÜ: NANO-TEKNOLOJİ VE ŞARJ EDİLEBİLİR KUMAŞ ÖRNEĞİ

Özgür ÇOBANOĞLU, Jitka ERYILMAZ, Mehmet Fatih ATAŞALAN, Semih KAZANÇ

KOKU BİTİM İŞLEMİNİN DİJİTAL BASKILI KUMAŞLARIN MEKANİKSEL VE KONFOR ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Tabassum AAMIR, Muhammad ANWAAR, Ayesha HUSSAIN, Nighat BHATTI, Zafar JAVED