Publication: Atıklardan biyogaz üretiminin incelenmesi
Abstract
ATIKLARDAN BİYOGAZ ÜRETİMİNİN İNCELENMESİ Gelişen teknoloji ve nüfusla birlikte artan enerji ihtiyacı yenilenebilir enerji kaynakların önemini artırmıştır. Bu yenilenebilir enerji kaynaklarından bir tanesi de, atıkların değerlendirilmesiyle üretilen biyogazdır. Biyogazın üretiminin verimliliğini etkileyen birçok parametreler (atık cinsi, sıcaklık, karıştırma, pH, bekleme süresi) vardır. Bunlardan en önemlilerinden bir tanesi de atığın karıştırılmasıdır. Bu çalışmada; Marmara Üniversitesi T.E.F Makine Eğitimi Bölümü Laboratuarların da biyogaz üretim sınır şartlarını sağlayan, biyogaz üretim şartlandırıcısı imal edilerek, atık karıştırmanın biyogaz üretimine etkisi incelenmiştir. Karıştırma sistemi olarak, 2 d/ h ve 30 d/ d manyetikli mekanik karıştırma sistemi tercih edilmiştir. Mekanik karıştırma sistemlerinde, karıştırıcılar kanat yapılarına göre farklılıklar göstermektedir. Deneylerde karıştırmasız (F1), çift kanatlı karıştırıcı (T karıştırma) (F2) ve 6 kanatlı Rushton karıştırıcı (Rushton karıştırma) (F3), gibi üç farklı karıştırma düzeneğinin hazırlandığı fermenterler kullanılmıştır. Bu fermeterlerin içindeki karıştırıcıların, reaksiyon esnasında atığın yatay ve dikey konumlarındaki vektörel hız dağılımları ve sıcaklık dağılımı STAR-CD programında belirli sınır şartlarda modellenmiştir. Yapılan modelleme sonucunda, Rushton karıştırıcısının, fermenterin içindeki atığa her noktada yoğun bir hareketlilik kazandırdığı ve atığın üzerindeki sıcaklık dağılımının homojen olduğu, fakat çift kanatlı karıştırıcıda, attığın hareketlerinin çok yavaş, hatta bazı bölgelerde hiç hareketlilik gözlenmemiştir. Büyükbaş hayvan atığının hazırlanması ve kimyasal analizler sonrasında, fermenterlere aynı miktarlarda, 36 oC ve 45 gün sınır şartlarında biyogaz şartlandırıcısına konularak günlük biyogaz üretim miktarları, %’lik metan ve pH incelenerek grafikler çizilmiştir. Deneyler sonucunda karıştırma ve attığın içindeki sıcaklık dağılımının homojen olduğu, Rushton karıştırıcılı fermenter, karıştırmasız fermenterden %30, çift kanatlı karıştırıcıdan %15,4 daha verimli olduğu belirlenmiştir. Ayrıca çift kanatlı fermenter, karıştırmasız fermenterden % 16,6 daha verimli olduğu belirlenerek biyogaz üretiminde atığın karıştırılmasının biyogaz üretimine olan etkisi incelenmiştir.
INVESTIGATION OF BIOGAS PRODUCTION FROM WASTE PRODUCT Power need, increased with improved technology and population, made renewable resources much more important. One of these renewable energy resources is produced by processing waste product. There are a lot of parameters (type of waste product, temperature, mixing, pH, waiting time etc.) effecting the performance of biogas production. One of the important parameters is the waste product mixing. In this work, biogas production to become conditioned, providing boundary conditions of biogas production, is built in laboratories of Technical Education Faculty of Marmara University. Effect of mixing on biogas production is investigated. As a mixing system, a magnetic mechanic mixing system having the properties of 2 min/ hour and 30 rev/ min is selected. In mechanical mixing systems, there are several different mixers according to the blade type. Digesters having three different type mixers, without mixing (F1), T profile blade type mixer (F2) and Buffle 6 blade Rushton mixer (F3), are used in experiments. Active and passive mixers in these digesters are modeled by Star-CD software for determined boundary conditions. Then, velocity vector distribution of waste products’ flow during process for horizontal and vertical positions and temperature distribution in waste are obtained. As a result, it is observed that Buffle 6 blade Rushton mixer gives much more movement to waste at each point in digesters and temperature distribution is homogenous. On the other hand, it is observed that T profile blade type mixer gives less movement and besides, in some region couldn’t give any movement. Waste of cattle is used in experiments. Some amount of waste is put into digesters and those digesters are stored in biogas to become conditioned at same conditions for 45 days and 36 º C. At each 24 hour period, amount of biogas production and pH value are measured as Methane percentage and graphs of these data are evaluated. Results of experiments show that digester (F3) having rushton mixer is more efficient (about %30) than digester (f1) without mixing and is more efficient (about %15,4) than digester (F2) having T profile blade type mixer. Also, it is observed that T profile blade type mixer is more efficient (about % 16,6) than digester ( F1) without mixing
INVESTIGATION OF BIOGAS PRODUCTION FROM WASTE PRODUCT Power need, increased with improved technology and population, made renewable resources much more important. One of these renewable energy resources is produced by processing waste product. There are a lot of parameters (type of waste product, temperature, mixing, pH, waiting time etc.) effecting the performance of biogas production. One of the important parameters is the waste product mixing. In this work, biogas production to become conditioned, providing boundary conditions of biogas production, is built in laboratories of Technical Education Faculty of Marmara University. Effect of mixing on biogas production is investigated. As a mixing system, a magnetic mechanic mixing system having the properties of 2 min/ hour and 30 rev/ min is selected. In mechanical mixing systems, there are several different mixers according to the blade type. Digesters having three different type mixers, without mixing (F1), T profile blade type mixer (F2) and Buffle 6 blade Rushton mixer (F3), are used in experiments. Active and passive mixers in these digesters are modeled by Star-CD software for determined boundary conditions. Then, velocity vector distribution of waste products’ flow during process for horizontal and vertical positions and temperature distribution in waste are obtained. As a result, it is observed that Buffle 6 blade Rushton mixer gives much more movement to waste at each point in digesters and temperature distribution is homogenous. On the other hand, it is observed that T profile blade type mixer gives less movement and besides, in some region couldn’t give any movement. Waste of cattle is used in experiments. Some amount of waste is put into digesters and those digesters are stored in biogas to become conditioned at same conditions for 45 days and 36 º C. At each 24 hour period, amount of biogas production and pH value are measured as Methane percentage and graphs of these data are evaluated. Results of experiments show that digester (F3) having rushton mixer is more efficient (about %30) than digester (f1) without mixing and is more efficient (about %15,4) than digester (F2) having T profile blade type mixer. Also, it is observed that T profile blade type mixer is more efficient (about % 16,6) than digester ( F1) without mixing