BİYOKÜTLENİN KATALİTİK PİROLİZİ: BİYOKÜTLENİN YAPISAL BİLEŞİMİNİN SIVI ÜRÜN VERİMİNE ETKİSİ

Transkript

1 Ekim 2007 Cilt:15 No:2 Kastamonu Eğitim Dergisi BİYOKÜTLENİN KATALİTİK PİROLİZİ: BİYOKÜTLENİN YAPISAL BİLEŞİMİNİN SIVI ÜRÜN VERİMİNE ETKİSİ Atila ÇAĞLAR Kastamonu Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, İlköğretim Bölümü, Kastamonu. Özet Havada kurutulmuş ve öğütülmüş üç biyokütle materyali (çay atığı, pamuk kozası kabuğu ve zeytin çekirdeği) önce 773K, 923K, 973K ve-1023k sıcaklıklarında katalizörsüz olarak sonra da farklı miktarlardaki K 2 CO 3, Na 2 CO 3 ve ZnCl 2 katalizörleri ile 973K sıcaklıkta katalitik pirolize tabi tutuldu. Sıcaklık 773K den 1023K e kadar arttırıldığında, doğrudan piroliz (katalizörsüz) reaksiyonunun sıvı ürün verimi üç materyalde de azalmaktadır. 973K sıcaklıkta Na 2 CO 3 (0.30g) ve K 2 CO 3 (0.50g) katkısı ile sıvı ürüne dönüşüm verimi üç materyalde de artmasına rağmen, en fazla artış zeytin çekirdeğinde elde edilmiştir (0,30g Na 2 CO 3 kullanılarak %.44,8 verim). Bunun sebebi; zeytin çekirdeğinin yapısal bileşimlerinin diğer materyallere göre farklı olmasına bağlanmıştır. ZnCl 2 katkısı ile sıvı ürüne dönüşüm verimi zeytin çekirdeği ve pamuk kozası kabuğunda artarken, çay atığında azalmıştır. Burada da yine çay atığının lignin miktarının az olması katalizörün etkisini azaltmaktadır. Anahtar Kelimeler: Biyokütle, piroliz, katalitik piroliz CATALYTIC PYROLYSIS OF BIOMASS: INFLUENCE ON THE YIELDS OF LIQUID PRODUCT OF STRUCTURAL COMPOSITION OF BIOMASS Abstract Air dried and ground three biomass samples (tea waste, cotton cocoon shell and olive husk) subjected to pyrolysis before as non-catalytic at temperature of 773K, 923K, 973K and 1023K, after used different amounts K 2 CO 3, Na 2 CO 3 and ZnCl 2 catalysts at temperature of 973K. The liquid product yields obtained from direct pyrolysis (non-catalyst) reactions decreased for three biomass materials when the temperature increased from 773K to 1023K. Although the yield of conversion to liquid products for three biomass materials increased with Na 2 CO 3 (0.30g) and K 2 CO 3 (0.50g) additives at 973K, obtained maximal yield (%.44,8) from only olive husk The reason of this result is different of structural compositions of olive husk from tea waste and cotton cocoon shell. While the yields of conversion to liquid products with ZnCl 2 additive increase for cotton cocoon shell and olive husk, it is decrease for tea waste. The effect of catalyst is decrease because of less amount of lignin of tea waste from cotton cocoon shell and olive husk. Keywords: Biomass, pyrolysis, catalytic pyrolysis Giriş Bir ülkenin enerji üretim ve tüketim miktarı o ülkenin gelişmişliği ile doğru orantılı olarak artar. Bu nedenle gelişmiş ülkelerde enerjiye olan talep gelişmemiş ülkelere göre oldukça fazladır. Bu durum, halklarının refah düzeyini arttırmak ve dolayısıyla dünya ülkeleri arasında itibarlarını arttırmak için devlet ve hükümetleri, enerji ile ilgili kısa ve October 2007 Vol:15 No:2 Kastamonu Education Journal

2 652 Atila ÇAĞLAR uzun vadeli bir çok plan ve proje yapmaya zorlamaktadır. Günümüzde enerji ihtiyacını karşılamak için yenilenemeyen (fosil) ve yenilenebilir enerji kaynakları kullanılmaktadır. Üretim, taşıma ve depolama maliyetlerinin ucuz ve kolay olması nedeniyle fosil yakıt (petrol, kömür ve doğal gaz) kullanımı oldukça yaygındır. Bu fosil yakıtların en büyük dezavantajı kullanımları sonucu ortaya çıkan büyük miktarlardaki SO 2 ve NO x bileşiklerinin asit yağmurlarına dönüşerek çevreye verdikleri zararlar ve CO 2 oluşumundan kaynaklanan küresel ısınmadır. Her yıl ortalama olarak 20 milyon metreküp CO 2 atmosfere salınmaktadır (1). Son yıllarda fosil yakıt tüketimindeki aşırı artışın neticesinde ortaya çıkan küresel ısınmanın olumsuz etkilerini bütün dünya yaşamaktadır. Ayrıca, fosil kaynakların oluşumu milyonlarca yıl aldığı için oluşum zamanı ile tüketim zamanı arasındaki farkın tüketim lehinde çok büyük olması rezervlerin hızla tükenmesine neden olmaktadır.yapılan istatistiksel değerlendirmeler bilinen kömür rezervlerinin yaklaşık 240 yıl, petrolün 40 yıl, doğal gazın ise 58 yıl içinde tükeneceğini ortaya koymaktadır (2). Fosil kaynaklarının ve elde edilen yakıtların bu olumsuz durumu karşısında alternatif yenilenebilir enerji kaynaklarının bulunması ve kullanılması ile ilgili araştırmalar son yıllarda hızlanmıştır. Bunlardan biri biyokütledir ve özellikle enerji amaçlı kullanılmak üzere çeşitli sıvı hidrokarbonların elde edildiği bir kaynak olarak biyokütle büyük bir potansiyele sahiptir (3-6). Biyokütlenin en büyük avantajlarından biri her yerde yetişmesi ve tükenilmez olmasıdır. En büyük biyokütle kaynağı ormanlardır ve dünyadaki karaların yaklaşık olarak %30 u ormanlarla kaplıdır (7). Buralardaki toplam biyokütle miktarının ise yaklaşık olarak tondan daha fazla olduğu bildirilmektedir (8). Türkiye nin yıllık biyokütle potansiyeli ise 2001 yılı itibarı ile yaklaşık milyon ton ve bunun petrol eşdeğeri karşılığı ise 32,0 milyon ton olarak verilmiştir (9). Ayrıca biyokütle, çevresel problemlere temiz bir çözüm getirmekte ve karbonun doğal çevrimini engellememektedir. Fosil yakıtlara göre çevreye zararı oldukça azdır. Özellikle biyokütlenin yanması ile sera gazları olarak bilinen CO 2 ve SO 2 emisyonu çevreyi etkilemeyecek kadar az oluşur. İleriki yıllarda fosil yakıtlara karşı biyokütlenin tercih edilmesinin nedeni; dünyayı büyük bir felakete götüreceği tahmin edilen küresel ısınmanın olumsuz etkilerine biyokütlenin katkısının oldukça az olacağıdır (10, 11). Biyokütlenin enerjiye dönüştürülmesi doğrudan doğruya yakmak suretiyle olduğu gibi, çeşitli termokimyasal proseslerle de biyokütle katı, sıvı ve gaz yakıtlara dönüştürülmektedir (4, 12-13). Bu dönüşüm proseslerinden en çok kullanılanlardan birisi pirolizdir. Piroliz, organik materyallerin inert atmosfer ya da vakum ortamında ısı ile bozulması olayıdır. Piroliz işlemi sonucunda katı, sıvı ve gaz ürünler elde edilir. Pirolizden sıvı ürünlerin elde edilmesinde sıcaklık, katalizör ve diğer piroliz şartlarının etkisi oldukça büyüktür (4, 14). Biyokütlenin pirolizi üzerine yapılan çalışmalar, en uygun verimde ve kaliteli ürünlerin elde edilmesi için işleme şartlarının geliştirilmesi üzerinde odaklanmıştır (15). Özelikle uygulanan prosesin kinetiği ana proses parametreleri olan; sıcaklık, residans zamanı, besleme stoğunun bileşimi, partikül boyutu ve ısınma hızına bağlı olarak değişmektedir (16). Ürün verimi ve kalitesinin arttırılması için uygulanan proseslerde çeşitli katalizörler de kullanılmaktadır (17, 18). Piroliz işlemlerinde nikel dolamit ve alkali, toprak alkali ve geçiş metali tuzları katalizör olarak kullanılmaktadır (19). Ekim 2007 Cilt:15 No:2 Kastamonu Eğitim Dergisi

3 Biyokütlenin Katalitik Pirolizi: Biyokütlenin Yapısal Bileşiminin Sıvı Ürün Verimine Etkisi 653 Bu çalışmada üç farklı biyokütle materyali kullanıldı. Bu materyallerin seçilmesinin sebebi; farklı yapısal ve kimyasal özelliklere sahip olmaları ve yenilenebilir enerji kaynakları içinde önemli bir potansiyellerinin bulunmasıdır. 773K ve 1023K sıcaklıkları aralığında katalizörsüz, 973K de ise katalizörlü olarak sıvı ürün verimlerine bakıldı. Bu çalışmanın amacı özellikle biyokütle numunelerinin yapısal ve kimyasal bileşimlerinin sıvı ürün verimi üzerine etkileri incelemektir. Deneysel Çalışmalar Çalışmalarda kullanılan fabrikasyon çay atığı Trabzon-Sürmene Çaykur Fabrikasından, pamuk kozası kabuğu Adana yöresi pamuk alanlarından, zeytin çekirdeği ise Aydın- İncirliova zeytin yağı fabrikasından temin edilmiştir. Numuneler mm boyutlarında öğütülüp elenerek deneysel çalışmalara hazır hale getirilmiştir. Piroliz öncesinde numuneler alkol-benzen (1/1) karışımı ile ekstrakte edilmiştir. Numunelerin yapısal ve elementel bileşimi ile üst ısı değerleri hesaplanmıştır. Biyokütle numunelerinden alınan 0,18mm parçacık büyüklüğüne sahip hava kurusu 1,50g lık miktar; yüksekliği 12,7cm, dış çapı 2,5cm iç çapı ve 1,7cm olan paslanmaz çelik bir tüp reaktör içine konulmuştur. Reaktör, sıcaklığı ayarlanabilen bir fırın içerisine yerleştirilerek hızlı (fast) piroliz uygulaması gerçekleştirilecek biçimde tekdüze olarak ısıtılmıştır. Fırın, sıcaklık hatalarını önlemek için bir konstantan (bakır-nikel alaşımı) termoçift kullanılarak kontrol edilmiştir. Piroliz deneyleri; 773K, 923K, 973K ve 1023K sıcaklıklarda, 5-10K/s ısınma hızlarında, materyallerin reaktörde kalma süresi yaklaşık olarak 5-7 dakika ve katı temas süresi 3 saniye olarak hesaplanmıştır. Piroliz esnasında oluşan uçucu sıvı ürünlerin tuzlu su buz karışımı ile dıştan çevresi doldurulmuş bir kap içinde yoğunlaşması sağlanmış, reaktörle sıvı ürün toplama kabı arasındaki boruda biriken sıvı ürünler ise asetonla alınarak miktarı bulunmuştur. Katalitik piroliz deneyleri piroliz deneyleri ile aynı işleme şartlarında ve katalizör olarak K 2 CO 3, Na 2 CO 3 ve ZnCl 2 kullanılması ile yapılmıştır. 1,50g biyokütleye karşılık K 2 CO 3 ve Na 2 CO 3 katalizörlerinden 0,10, 0,30, 0,50 ve 0,70g ZnCl 2 katalizöründen ise 0,10, 0,15, 0,20 ve 0,22g kullanılmıştır. Katalizörlerden K 2 CO 3 ve Na 2 CO 3 biyokütleye doğrudan karıştırılarak, ZnCl 2 ise su ile hazırlanan çözeltisinin biyokütleye emdirilmesiyle yüklenmiştir. Sonuç ve Tartışma Çay atığı, pamuk kozası kabuğu ve zeytin çekirdeği numunelerinin yapısal ve kimyasal bileşimi ile üst ısı değerleri Tablo 1 ve Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 1. Numunelerden elde edilen kimyasal analiz bulguları (%w) ve üst ısı değerleri Biyokütle materyalleri C H O N ÜID (MJ kg -1 ) çay atığı 49,6 5,1 42,6 2,7 17,1 pamuk kozası kabuğu 50,2 5,8 42,7 1,3 18,3 zeytin çekirdeği 47,4 5,8 36,3 1,4 19,0 October 2007 Vol:15 No:2 Kastamonu Education Journal

4 654 Atila ÇAĞLAR Tablo 2. Numunelerden elde edilen yapısal analiz bulguları (%w) Biyokütle nem kül ekstraktifler a hemiselüloz lignin selüloz materyalleri uçucu madde çay atığı 6,6 3,4 4,6 37,8 28,8 18,9 73,4 pamuk k.k. 7,9 5,8 2,7 48,7 32,6 10,2 71,1 zeytin çek. 9,1 3,6 8,1 44,9 22,5 21,1 75,9 %w: ağırlıkça yüzde a : aseton ekstraktifleri Tablo 3 de biyokütle materyallerinin katalizörsüz pirolizinden elde edilen sıvı ürünlerin verimlerinin sıcaklıkla değişimi verilmiştir. Tablo 3 den elde edilen Şekil 1 e göre piroliz sıcaklığının 773K den 1023K e çıkartılması ile sıvı ürün dönüşümü üç materyalde de azalmıştır. Çünkü termal parçalanma, polimerleşme ve yeniden yoğunlaşma ile sıcak bölgede minimize olmuş ikincil reaksiyonlardan sıvı ürünler gaz ürünlere dönüşmektedir. En fazla sıvı ürün verimi üç materyalde de 773K sıcaklığında elde edilmiş olmakla birlikte en fazla ürün verimi zeytin çekirdeğinden (%38,2), en az ürün verimi ise çay atığından (%28,9) elde edilmiştir. Pamuk kozası kabuğunun ürün verimi ise %32,2 olarak elde edilmiştir. Numunelerin yapısal analiz bulgularına bakıldığında; yüksek sıvı ürün verimine sahip zeytin çekirdeğinin nem (%9,1), aseton ekstraktifleri (%8,1), lignin (%44,9), hemiselüloz (%21,1) ve uçucu madde oranlarının (%75,9) çay atığı ve pamuk kozası kabuğundan daha büyük olduğu görülmektedir. Selüloz oranı ise en düşük zeytin çekirdeğinde bulunmaktadır. Liğnin miktarı pamuk kozası kabuğunda (%48,7) daha fazla olmasına rağmen selüloz oranındaki fazlalık nedeniyle (%32,6) sıvı ürün verimi zeytin çekirdeğine göre düşüktür. Burada materyallerin nem, aseton ekstraktifleri, lignin, hemiselüloz ve uçucu madde miktarlarının sıvı ürün verimi üzerine etkili olduğu görülmektedir. Selüloz miktarının etkisi ise sıvı ürün verimi azaltıcı yöndedir. Pamuk kozası kabuğunda selüloz miktarının fazla olması ürün verimine olumsuz etki yaparken, lignin miktarındaki fazlalık bu etkiyi azaltmış ve çay atığından daha fazla sıvı ürün veriminin elde edilmesine neden olmuştur. Tablo 3. Biyokütle materyallerinin değişik sıcaklıklarda katalizörsüz olarak yapılan pirolizinden elde edilen sıvı ürün verimleri Sıcaklıklar (K) Biyokütle materyalleri çay atığı (%w) 28,9 25,4 26,1 26,3 pamuk kozası kabuğu (%w) 32,2 29,6 27,1 22,0 zeytin çekirdeği (%w) 38,2 34,0 33,7 32,6 Ekim 2007 Cilt:15 No:2 Kastamonu Eğitim Dergisi

5 Biyokütlenin Katalitik Pirolizi: Biyokütlenin Yapısal Bileşiminin Sıvı Ürün Verimine Etkisi çay a. pamuk kk zeytin ç sıvı ürün verimi (%w) sıcaklık (K) Şekil 1. Biyokütle materyallerinin değişik sıcaklıklarda katalizörsüz olarak yapılan pirolizinden elde edilen sıvı ürün verimlerinin grafiği Tablo 4 den elde edilen Şekil 2 ye göre üç biyokütle materyalinin de 973K sıcaklıkta katalizör olarak Na 2 CO 3 kullanılarak elde edilen sıvı ürün verimlerinin, yine aynı sıcaklıkta katalizörsüz piroliz işlemi sonunda elde edilen sıvı ürün verimlerinden daha yüksek olduğu görülmektedir. En yüksek verim yüzdesi için en etkili katalizör miktarı 0,30g dır. Bu miktarda katalizör kullanılarak elde edilen sıvı ürün verimleri zeytin çekirdeğinde %33,7 den %44,8 e, pamuk kozası kabuğunda %27,1 den %27,7 ye ve çay atığında ise %26,1 den 29,7 ye yükselmiştir. Katalizör miktarının artması sadece zeytin çekirdeğinde önemli bir verim artışına neden olmuştur (%38,0dan %44,8e). Katalizör miktarı 0,30g dan daha büyük olduğunda ise her üç materyalde de ürün verimi azalmıştır. Zeytin çekirdeğinden elde edilen sıvı ürün veriminin Na 2 CO 3 katalizörü kullanıldığında daha da artmasının nedeni zeytin çekirdeğinin yapısal analizindeki ekstraktif madde miktarı, hemiselüloz miktarı ve uçucu madde miktarının çok olması ile selüloz miktarının az olması gösterilebilir. Tablo 4. Biyokütle materyallerinin 973K sıcaklıkta Na 2 CO 3 katalizörü kullanılarak yapılan pirolizinden elde edilen sıvı ürün verimleri Biyokütle materyalleri Na 2 CO 3 miktarları (g) 0,10 0,30 0,50 0,70 çay atığı (%w) 29,7 29,7 29,3 27,3 pamuk kozası kabuğu (%w) 25,7 27,7 26,5 24,6 zeytin çekirdeği (%w) 38,0 44,8 43,4 41,5 October 2007 Vol:15 No:2 Kastamonu Education Journal

6 656 Atila ÇAĞLAR çay a. pamuk k.k. zeytin ç. sıvı ürün verimi (%w) katalizör miktarı(g) Şekil 2. Biyokütle materyallerinin 973K sıcaklıkta Na 2 CO 3 katalizörü kullanılarak yapılan pirolizinden elde edilen sıvı ürün verimlerinin grafiği Tablo 5. den elde edilen Şekil 3. e göre üç biyokütle materyalinin 973K sıcaklıkta katalizör olarak K 2 CO 3 kullanılarak elde edilen sıvı ürün verimlerinin, yine aynı sıcaklıkta katalizörsüz piroliz işlemi sonunda elde edilen sıvı ürün verimlerine bakıldığında en fazla ürün verimlerinin 0,50g katalizör kullanılarak bulunduğu görülmektedir. Çay atığından elde edilen sıvı ürün veriminin fazla bir değişiklik görülmemekle birlikte çok az arttığı (%26,1 den %26,2 ye), pamuk kozası kabuğunda azaldığı (%27,1 den %25, 2ye) ve zeytin çekirdeğinde ise arttığı (%33,7 den %39,2 ye) görülmektedir. Buradan K 2 CO 3 katalizörünün etkisinin Na 2 CO 3 katalizörünün etkisinden daha az olduğu söylenebilir. Katalizör miktarının artması sadece zeytin çekirdeğinde önemli bir verim artışına neden olmuştur. Bunun nedeni olarak ise yine zeytin çekirdeğinin yapısal analizindeki farklılıklar söylenebilir. Katalizör miktarı 0,50g dan daha büyük olduğunda ise her üç materyalde de ürün verimi azalmıştır. Tablo 5. Biyokütle materyallerinin 973K sıcaklıkta K 2 CO 3 katalizörü kullanılarak yapılan pirolizinden elde edilen sıvı ürün verimleri Biyokütle materyalleri K 2 CO 3 miktarları (g) 0,10 0,30 0,50 0,70 çay atığı (%w) 25,7 25,6 26,2 25,1 pamuk kozası kabuğu (%w) 20,8 25,4 25,2 23,9 zeytin çekirdeği (%w) 33,8 35,0 39,2 38,0 Ekim 2007 Cilt:15 No:2 Kastamonu Eğitim Dergisi

7 Biyokütlenin Katalitik Pirolizi: Biyokütlenin Yapısal Bileşiminin Sıvı Ürün Verimine Etkisi çay a. pamuk k.k. zeytin ç. sıvı ürün verimi(%w) katalizör miktarı(g) Şekil 3. Biyokütle materyallerinin 973K sıcaklıkta K 2 CO 3 katalizörü kullanılarak yapılan pirolizinden elde edilen sıvı ürün verimlerinin grafiği Tablo 6. dan elde edilen Şekil 4. e göre üç biyokütle materyalinin 973K sıcaklıkta katalizör olarak ZnCl 2 kullanılarak elde edilen sıvı ürün verimlerinin, yine aynı sıcaklıkta katalizörsüz piroliz işlemi sonunda elde edilen sıvı ürün verimlerine göre en fazla ürün verimlerinin elde edildiği katalizör miktarını tam olarak vermek zordur. Çünkü katalizör miktarının artması ile zeytin çekirdeği ve pamuk kozası kabuğunda ürün verimi belirgin bir şekilde artarken, çay atığında ise bir azalma gözlenmektedir. O halde ZnCl 2 katalizörünün çay atığından elde edilen sıvı ürün verimi üzerine etkisinin olmadığı söylenebilir. Bunun sebebinin ise liğnin miktarının çay atığında (%37,8) pamuk kozası (%48,7) ve zeytin çekirdeğine (%44,9) göre daha az olması söylenebilir. Ancak tek etken bu değildir pamuk kozası kabuğu ve zeytin çekirdeğinin nem içerikleri de çay atığından daha fazladır, bu ise sıvı ürün verimini arttırıcı yönde etki eder. Numuneye emdirilme güçlüğünden dolayı alkali katalizörlere göre ZnCl 2 katalizörü daha az miktarlarda (en fazla 0,22g) alınmıştır. Tablo 6. Biyokütle materyallerinin 973K sıcaklıkta ZnCI 2 katalizörü kullanılarak yapılan pirolizinden elde edilen sıvı ürün verimleri Biyokütle materyalleri ZnCI 2 miktarları (g) 0,10 0,15 0,20 0,22 çay atığı (%w) 26,4 24,0 24,4 24,8 pamuk kozası kabuğu (%w) 22,5 26,8 27,7 28,0 zeytin çekirdeği (%w) 39,6 41,8 43,5 43,7 October 2007 Vol:15 No:2 Kastamonu Education Journal

8 658 Atila ÇAĞLAR 45 sıvı ürün verimi(%) çay a. pamuk k.k. zeytin ç katalizör miktarı(g) Şekil 4. Biyokütle materyallerinin 973K sıcaklıkta ZnCI 2 katalizörü kullanılarak yapılan pirolizinden elde edilen sıvı ürün verimlerinin grafiği Genel olarak biyokütlenin yapısal özellikleri sıvı ürün verimi üzerine doğrudan etkilidir. Kullanılan katalizörler de yine biyokütlenin bu yapısal özelliklerine göre farklı etki etmektedirler. Alkali katalizörlerin etkisi ile ZnCI 2 katalizörünün etkilerinin farklı olmasının sebebi de budur. Alkali katalizörlerin bir oksijen transfer mekanizması ile kompleks piroliz reaksiyonlarındaki aktivasyon enerjilerini azaltmak suretiyle C-C bağlarını zayıflatarak kararlı kimyasal yapıların oluşumunu önledikleri belirtilmektedir (20). Ayrıca, alkali katalizörlerin polimerik zincirlerin moleküller arası etkileşimlerinin zayıflamasına neden olacağı da varsayılmaktadır (6). Çeşitli türdeki lignoselülozik materyallerin pirolizini çalışan birçok araştırmacı her piroliz reaksiyonunu ayrı ayrı çalışmanın oldukça zor olduğunu desteklemektedirler (16). Termal analiz tekniklerinin kullanılması özel reaksiyonların tanınması ve açıklanmasını tam olarak sağlamaz. Biyokütle materyalleri termal olarak bozunduğunda, basit kimyasal reaksiyonların tamamını teşhis etmenin hemen hemen imkansız olduğu, aynı anda ve ardışık olarak meydana gelen bir çok reaksiyonun piroliz basamaklarının meydana geldiği görülmektedir. Ekim 2007 Cilt:15 No:2 Kastamonu Eğitim Dergisi

9 Biyokütlenin Katalitik Pirolizi: Biyokütlenin Yapısal Bileşiminin Sıvı Ürün Verimine Etkisi 659 Öneriler Yenilenebilir enerji kaynaklarının pirolizi yöntemi ile çok daha değerli yakıt ve kimyasal maddeler elde edilmektedir. Özellikle elde edilen sıvı ürünler çeşitli aşamalardan geçirilerek daha değerli ürünlere dönüştürülmektedir. Bu nedenle sıvı ürün verimlerinin arttırılması için piroliz işlemi sırasında katalizörler kullanılmaktadır. Katalizörler istenilen ürün türüne göre seçilerek uygulanmaktadır. Alkali katalizörlerin genel olarak sıvı ürün verimini artırıcı yönde etki ettikleri görülmektedir. Genellikle biyokütle türüne göre sıvı ürün miktarı ve bileşimi de değişmektedir. Biyokütle materyallerinin yapısal özelliklerinin sıvı ürün verimi üzerine doğrudan etki ettiği görülmektedir. Ancak biyokütleden elde edilecek saf liğnin ve selülozun katalitik olarak sıvılaştırılması ile bu sonuç daha da iyi gözlemlenebilecektir. Böylece katalizörlerin etkisi daha iyi anlaşılmış olacak ve sıvılaşma için seçilecek biyokütleler daha iyi belirlenecektir. Katalizörlerin sıvı ürün bileşimlerine etkilerinin nasıl olduğu hakkında daha detaylı araştırmaların yapılması, piroliz mekanizmaları hakkında daha iyi yorumların yapılmasına neden olacaktır. Pirolizden elde edilen sıvı ürünlerin doğrudan yakıt olarak kullanılabilmesi için yapısında yer alan oksijenin uzaklaştırılması en temel işlemlerden biridir. Çünkü oksijen sıvı ürünün enerji değerini azaltıcı bir etki yapmaktadır (6). Kaynaklar 1. Pütün A. E., Özcan A., Gerçel H. F. and Pütün E. Production of Biocrudes from Biomass in A Fixed-Bed Tubular Reactor: Product Yields and Compositions, Fuel, Volume 80, Issue 10, August 2001, Pages Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi Yayını, 1989 Enerji Raporu, Ankara, 1991, s Murphy, J.D. and McCarthy K. Ethanol Production from Energy Crops and Wastes for Use as a Transport Fuel in Ireland, Applied Energy, Volume 82, Issue 2, October 2005, Pages Çağlar, A., Demirbaş, A., Conversion of Cotton Cocoon Shell to Liquid Products by Pyrolysis, Energy Conversion and Management, 41 (2000) Mansilla, H. D., Baeza, J., Urzua, S., Maturana, G., Villasenor, J., Duran, N., Acid- Catalysed Hydrolysis of Rice Hull: Evaluation of Furfural Production, Bioresource Technology, 66 (1998) Rustamov, VR., Abdullayev, KM., Samedov, EA., Biomass Conversion to Liquid Fuel by Two-Stage Thermochemical Cycle, Energy Conversion and Management, 39 (1998) Parikka M., Global Biomass Fuel Resources, Biomass and Bioenergy, Volume 27, Issue 6, December 2004, Pages FAO. State of the World's Forests 2001, Demirbas A, Bakıs- R. Energy from Renewable Sources in Turkey: Status and Future Direction, Energy Sources, 2004;26: October 2007 Vol:15 No:2 Kastamonu Education Journal

10 660 Atila ÇAĞLAR 10. Kaygusuz K., Hydropower and Biomass as Renewable Energy Sources in Turkey, Energy Sources, 23: , Hall D.O., Scrase J.I., Will Biomass Be The Environmentally friendly fuel of the future, Biomass and Bioenergy, 1998, 15, 4/5, Sharma R., K., Wooten J. B., Baliga V. L., Lin1 X., Chan W. G.., Hajaligol M. R., Characterization of Chars from Pyrolysis of Lignin, Fuel 83 (2004) Çağlar, A., Demirbaş, A., Hydrogen Rich Gas Mixture from Olive Husk via Pyrolysis, Energy Conversion and Management, 43 (2002) Çağlar, A., Demirbaş, A., Conversion of Cotton Cocoon Shell to Liquid Products by Supercritical Fluid Extraction and Low Pressure Pyrolysis in the Presence of Alkalis, Energy Conversion and Management, 42 (2001) Bridgwater, A.V., Bridge, S.A., A Review of Biomass Pyrolysis and Pyrolysis Technologies, Elsevier Applied Science, London, Maschio, G., Koutopanos, C., Lucchesi, A., Pyrolysis a Promising Route for Biomass Utilization, Bioresource Technology, 42 (1992) Ates F, Pütün A. E., Pütün, E, Pyrolysis of Two Different Biomass Samples in a Fixed-bed Reactor Combined with Two Dfferent Catalysts, Fuel 85 (2006) Williams P.T., Nugranad N., Comparison of Products from the Pyrolysis and Catalytic Pyrolysis of Rice Husks, Energy 25 (2000) Sutton, D., Kelleher, B., Ross, J., Review of Literatura on Catalysts for Biomass Gasification, Fuel Processing Technology, 3, 73 (2001) Demirbaş, A., Mechanisms of liquefaction and pyrolysis reactions of biomass. Energy Conversion and Management, 41 (2000) Ekim 2007 Cilt:15 No:2 Kastamonu Eğitim Dergisi