Büyük Ölçekli Biyogaz Tesisindeki Biyometan Üretim Potansiyelinin ve Kinetiğinin İncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Biyomühendislik Böl., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Burcu Sekmen
Danışman: Didem Özçimen
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Enerji maliyetlerinde meydana gelen artışlar, yabancı enerji kaynaklarına gün geçtikçe bağımlı olunması ve sera gazı emisyonlarını azaltmaya ait hedefler düşünüldüğünde yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilginin son zamanlarda artış gösterdiği görülmektedir. Biyogaz da yenilenebilir enerji kaynaklarından olan biyokütleden elde edilmekte olup insan sağlığı için tehdit oluşturan organik atıkların elektrik ve ısı enerjisine dönüştürülmesini sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında büyük ölçekli biyogaz tesisinden temin edilen hayvansal atıkların biyometan üretim potansiyeli belirlenmiş ve biyogaz kinetiği parametreleri hesaplanmıştır. Yapılan analizler sonucunda sıvı büyükbaş hayvan gübresinin toplam katı (TS) oranı %5, uçucu katı (VS) oranı %60 pH değeri 7,2; katı büyükbaş hayvan gübresinin TS oranı %18, VS oranı %65; tavuk gübresinin TS oranı %28, VS oranı %75 olarak hesaplanmıştır. Anaerobik fermantasyon öncesi TS oranı %8,08, VS oranı %71,8, pH değeri 7,46; anaerobik fermantasyon sonrası TS oranı %5,72, VS oranı %60,5, pH değeri 8,25 olarak hesaplanmıştır. Anaerobik fermantasyon sırasında FOS/TAC analizi yapılmış ve FOS/TAC değeri 0,358 olarak bulunmuştur. 5 L'lik anaerobik çürütücüde gerçekleştirilen biyolojik metan üretim potansiyeli belirleme analizlerinde, üretilen biyogaz hacminin 15. Günde 2246,8 mL, biyogaz veriminin ise 15. Günde 649,25 mL/gVS olduğu görülmüştür. Elde edilen bu veriler kullanılarak Modifiye Gompertz ve Birinci Dereceden kinetik modellerin deneysel verileri incelenmiş ve kinetik parametreleri hesaplanmıştır. Modifiye Gompertz modelinde P=685,39 mL/gVS, Rm=143,39 mLgVS-1 d-1, λ=2,45 gün olarak hesaplanmıştır. Birinci Dereceden kinetik modelde P=935 mL/gVS; k=0,098 olarak hesaplanmıştır. Modellerin doğruluğunu değerlendirmek için korelasyon katsayısı (R2) ve tahmini standart hatası (SEE) hesaplanmıştır. Modifiye Gompertz modelinde R2=0,999 SEE= 10,8; Birinci Dereceden model için R2=0,954 SEE= 81,8 olarak hesaplanmıştır. Büyük ölçekli biyogaz üretimi sonucunda elde edilen biyogazın hacimsel gaz içerikleri incelenmiş ve ortalama %52,9 CH4, %41,2 CO2, %0,8 O2, 482,9 ppm H2S olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, metan içeriğinin yüksek olması nedeniyle biyogazın oldukça iyi kalitede olduğu ve yakma sistemlerinde kolaylıkla değerlendirilebileceği anlaşılmıştır. Ayrıca atıkları karıştırarak kullanmanın biyogaz verimini arttırdığı söylenebilir.