dc.contributor.advisor | Yavuz Ersan , Hülya | |
dc.contributor.author | Keleş , Yasemin | |
dc.date.accessioned | 2019-10-21T12:21:41Z | |
dc.date.issued | 2019 | |
dc.date.submitted | 2019-06-20 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/9334 | |
dc.description.abstract | Climate change is one of the biggest problems of humanity in the 21st century, and this
situation has been considered in the international agenda in recent years as it may lead
to human health, especially ecosystems, and many other socio-economic problems.
Capturing and storing CO2, which has the largest share of greenhouse gases that cause
climate change, is one of the most challenging problems to solve. It is necessary to look
for new, less energy consuming alternative solutions instead of mature technologies that
consume a lot of energy due to our limited resources.
One of these innovative solutions is to make the absorption by using organic base and
ionic liquid, which use less energy than aqueous amine solutions. A second innovation
is to contribute to energy savings by desorption at a lower temperature and in less time
by using an ultrasonic water bath. For this reason, DBN, TBD and BTMG organic bases
were used in this thesis and organic based ionic solutions were prepared by using 1-
Hexanol, 1-Propanol and 1-Butanol as the solvent.
In the specially designed gas-liquid contact reactor, absorption was carried out at 30 °C
and the CO2 absorption capacity and initial absorption rates of the solutions were
calculated with the data obtained. Desorption was carried out by running the ultrasonic
water bath at different powers (60%, 80%, 100%) and temperatures (60 °C, 70 °C, 80
°C). The data obtained as a result of the desorption process were analyzed for CO2
desroption capacity and desorption time of the solutions. These processes were repeated
5 times to measure the repeatability of the solutions.
As a result of the experiments, it has been observed that DBN based systems are more
successful than the others. When 1-Hexanol and 10% by mass solutions of all bases are
compared, the CO2 absorption capacities of DBN, TBD and BTMG bases are as
follows; 0.0287 mol, 0.0179 mol and 0.0149 mol. Possible performance losses for the
reproducibility of the solutions are discussed. It was concluded that the ultrasonic
desorption process shortened the desorption time. In addition, desorption below 100 °C
has been successfully performed with the use of both an organic-based ionic liquid and
an ultrasonic water bath. In the desorption process, the performance changes that occur
when the water bath is operated at different power and temperature values are evaluated.
It has been observed that the ultrasonic bath is more successful than other conditions
when it is operated at 80 °C and 100% power. | tr_TR |
dc.description.tableofcontents | ABSTRACT ................................................................................................................................... iii
TEŞEKKÜR .................................................................................................................................... v
İÇİNDEKİLER ............................................................................................................................... vi
ŞEKİLLER DİZİNİ ...................................................................................................................... viii
ÇİZELGELER DİZİNİ ................................................................................................................ xvi
SİMGELER VE KISALTMALAR .............................................................................................. xix
1. GİRİŞ .......................................................................................................................................... 1
2. GENEL BİLGİLER ..................................................................................................................... 4
2.1. CO2 Emisyon Kaynakları ..................................................................................................... 5
2.2. CO2 Yakalama Teknikleri .................................................................................................... 6
2.2.1. Yanma Sonrası Karbondioksit Yakalanması ................................................................. 7
2.2.2. Yanma Öncesi Karbondioksit Yakalanması ................................................................. 7
2.2.3. Oksi Yanma Sistemi ile Karbondioksit Yakalanması ................................................... 8
2.3. CO2 Ayırma Teknolojileri .................................................................................................... 9
2.3.1. Membran ile Ayırma ..................................................................................................... 9
2.3.2. Kriyojenikler ile CO2 Ayrılması .................................................................................. 10
2.3.3. Sorbentlerle / solventlerle CO2 Ayrılması ................................................................... 10
2.4. Karbon Dioksit Tutan Organik Sıvılar ............................................................................... 11
2.5. Ultrasonik Desorpsiyon ...................................................................................................... 14
3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ................................................................................................... 16
3.1. Kimyasal Malzemeler ........................................................................................................ 16
3.2. Çalışma Kapsamında Kullanılan Ekipmanlar ................................................................... 17
3.2.1. Gaz-Sıvı Temas Sistemi ve Bileşenleri ...................................................................... 17
3.2.2. Ultrasonik Banyo Teknik Özellikleri ............................................................................. 26
3.3. Yapılan Diğer Analizler .................................................................................................... 28
3.3.1. Fourier Infared Transform Spektroskopisi (FTIR) Analizleri ..................................... 28
vii
3.3.2. Termal Gravimetrik Analizler .....................................................................................28
4. SONUÇLAR VE TARTIŞMA ..................................................................................................29
4.1. FT-IR Analizi Sonuçları .....................................................................................................29
4.2. Termal Gravimetrik Analiz Sonuçları ................................................................................30
4.3. Gaz-Sıvı Temas Reaktörü Deney Sonuçları .......................................................................31
4.3.1. DBN-Alkol Çözeltilerinin Performans Analizi ...........................................................31
4.3.2. TBD-Alkol Çözeltilerinin Performans Analizi ............................................................45
4.3.3. BTMG -Alkol Çözeltilerinin Performans Analizi .......................................................50
5. YORUM .....................................................................................................................................58
6. KAYNAKLAR ..........................................................................................................................60
EK 1 – Desorpsiyon Kapasite ve Süre Grafikleri ......................................................................63
EK 2 – FT-IR Sonuçları .............................................................................................................66
EK 3 – TGA Sonuçları ...............................................................................................................94
EK 4 - Tezden Türetilmiş Yayınlar .........................................................................................107
EK 5 - Tez Çalışması Orjinallik Raporu ..................................................................................108
ÖZGEÇMİŞ .................................................................................................................................109 | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | CO2 absorpsiyonu | tr_TR |
dc.subject | Ultrasonik desorpsiyon | tr_TR |
dc.subject | KD-TOS | tr_TR |
dc.subject | Karbondoksit tutma ve depolama | tr_TR |
dc.subject | Karbondioksit tutan organik sıvılar | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Konu Başlıkları Listesi::Teknoloji. Mühendislik::Kimya mühendisliği | tr_TR |
dc.title | Yeni Geliştirilen Karbon Dioksit Tutan Organik Sıvıların Absorpsiyon ve Ultrasonik Desorpsiyon Performanslarının İncelenmesi | tr_TR |
dc.title.alternative | The Investigation Of Absorption And
Ultrasound-Assisted Desorption Of Co2 From
Novel Carbon Dioxide Binding Organic
Liquids | tr_eng |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | İklim değişikliği, 21. yüzyılda insanlığın en büyük problemlerinin başında gelir.
Ekosistemler, insan sağlığı, ve başka birçok sosyo-ekonomik probleme yol açacağından
dolayı son yıllarda uluslararası gündemde ele alınmaya başlanmıştır. İklim değişikliğine
sebep olan sera gazlarından en büyük paya sahip CO2’yi yakalamak ve depolamak
çözülecek zorlu problemlerin başında gelmeye başlamıştır. Günümüzdeki kısıtlı
kaynaklarımızdan dolayı çok enerji harcayan olgun teknolojilerin yerine yeni, daha az
enerji harcayan alternatif çözümler aramak gerekmektedir.
Bu yenilikçi çözümlerden bir tanesi organik baz ve iyonik sıvı kullanarak sulu amin
çözeltilerine göre daha az enerji harcayarak absorpsiyon yapmaktır. İkinci bir yenilik ise
ultrasonik su banyosu kullanarak daha kısa sürede ve daha düşük sıcaklıkta desorpsiyon
yaparak enerji tasarrufuna katkı sağlamaktır. Bu sebeple bu tez çalışmasında DBN,
TBD ve BTMG organik bazları kullanılmış ve çözücü olarak da 1-Hekzanol, 1-
Propanol ve 1-Bütanol kullanılarak organik bazlı iyonik çözeltiler hazırlanmıştır.
Özel olarak tasarlanmış gaz-sıvı temas reaktöründe 30°C sıcaklıkta absorpsiyon
gerçekleştirilmiş ve elde edilen verilerle çözeltilerin CO2 tutma kapasiteleri ve başlangıç
absorpsiyon hızları hesaplanmıştır. Absorpsiyon işlemi ardından ultrasonik su
banyosunu farklı güçlerde (%60, %80, %100) ve sıcaklıklarda (60°C, 70°C, 80°C)
çalıştırarak desorpsiyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Desorpsiyon işleminin sonucunda
elde edilen verilerle çözeltilerin CO2 desorplama kapasiteleri ve desorpsiyon süreleri
incelenmiştir. Çözeltilerin tekrarlanabilirliklerinin ölçülebilmesi için bu işlemler 5’er
kez tekrarlanmıştır.
Deneylerin sonucunda DBN bazlı sistemlerin diğerlerine oranla daha başarılı olduğu
gözlemlenmiştir. Tüm bazların 1-Hekzanol ile kütlece %10’luk çözeltileri
karşılaştırıldığında DBN, TBD ve BTMG bazlarının CO2 absorpsiyon kapasiteleri
sırasıyla; 0,0287 mol, 0,0179 mol ve 0,0149 mol olarak bulunmuştur. Çözeltilerin
tekrarlanabilirlikleri için olası performans kayıpları tartışılmıştır. Ultrasonik
desorpsiyon işleminin desorpsiyon süresini kısalttığı sonucuna varılmıştır. Ayrıca, hem
organik bazlı iyonik sıvı hem de ultrasonik su banyosu kullanımı ile 100°C’nin altında
desorpsiyon işlemi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Desorpsiyon işleminde ise
kendi içinde su banyosu farklı güç ve sıcaklık değerlerinde çalıştırıldığındaki durumda
oluşan performans değişimleri değerlendirilmiştir. Ultrasonik banyo 80°C sıcaklık ve
%100 güçte çalıştırıldığında diğer koşullara göre daha başarılı olduğu gözlemlenmiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Kimya Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | - | |