Hayvan ve işlenmiş süt atıklarından biyogaz ve hidrojen üretiminin termodinamik açıdan araştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2011

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MURAD BAYRAKTAR

Danışman: Zuhal Oktay Coşkun

Özet:

Bu çalışmada, Balıkesir iline ait tavuk ve büyükbaş hayvan atıklarından biyogaz ve hidrojen üretim potansiyeli araştırılmıştır. Ayrıca süt işlendikten sonra oluşan atık sulardan biyogaz ve hidrojen üretim miktarları belirlenmiştir. Çalışmamızın ilk aşamasında Balıkesir iline ait ilçelerin atık potansiyelleri belirlenmiş ve potansiyeli yüksek olan ilçelerin atıklarının belirli bir bölgede toplanılması düşünülmüştür. Bu bağlamda iki bölge belirlenmiştir. Bunlar: BESMG ve MİB bölgeleridir. Yapılan çalışma sonucunda Balıkesir il ve ilçelerinin toplamda yıllık 146 milyon m3/yıl biyogaz üretim potansiyelinin olduğu tespit edilmiştir. Yıllık toplam ısıl değeri 853 GWh/yıl'dır. MİB bölgesinin yıllık potansiyeli 59 milyon m3/yıl biyogaz, BESMG bölgesinin ise 49 milyon m3/yıl biyogazdır. Seçilen bölgeler, tüm ilçelerin potansiyeli içinde % 74.2'lik payı oluşturmaktadır. 38 °C reaktör iç sıcaklığı, ortalama 15 °C ortam sıcaklığı ve 900 °C dönüşüm sıcaklığında MİB ve BESMG sistemleri için yılda sırasıyla 76.8 milyon m3 H2/yıl ve 64.2 milyon m3/yıl H2 üretim potansiyeli olduğu belirlenmiştir. Seçilen iki pilot sistem için toplam hidrojen üretim potansiyeli 141 milyon m3 H2/yıl'dır. 15 °C ortam sıcaklığı ve 900 °C dönüşüm sıcaklığında yalıtımlı ve yalıtımsız sistemin enerji verimi sırasıyla% 61.37 ve % 59.90 olarak bulunmuştur. Yalıtımlı sistem ile üretilen biyogazdan yararlanmada ortalama % 2.1 oranında bir kazanç sağlanabilmektedir. Yapılan yalıtım kendini 1.4 yılda amorti etmektedir. Üretilecek biyogaz ve hidrojenin maliyeti sırasıyla 0.217 TL/m3 ve 0.104 TL/ m3 H2'dir. Kurulması planlanan tesisin amortisman süresi 4.72 yıl olarak bulunmuştur.Türkiye'de süt işlemesi sonrası oluşan atık sulardan üretilen biyogaz potansiyeli yılda yaklaşık olarak 54.2 milyon m3/yıl'a ulaşmaktadır. Aylık biyogaz üretim kapasitesi 3.75 - 5.43 milyon m3/ay arasında değişmektedir. Aylık ortalama biyogaz üretim potansiyeli 4.52 milyon m3/ay'dır. Türkiye'de hidrojen üretiminin yıllık toplam değeri 78.7-151.2 milyon m3 H2/yıl arasında değişmektedir. Hidrojen üretiminin maksimum miktarı 900 °C sıcaklıkta buhar dönüşümü ile 151.2 milyon m3 H2/yıl olarak hesaplanmıştır.