Master-eğriler kinetik yönteminin izotermal olmayan selüloz pirolizine uygulanması ve piroliz işleminin termodinamik analizi

Abstract

Piroliz gibi termokimyasal dönüşüm yöntemlerinin kinetiğinin modellenmesi biyorafineriler için en zorlukonulardan biridir. Temelde biyokütle pirolizinin, selüloz ile birlikte lignin ve hemiselüloz pirolizözelliklerinden etkilendiği bilinmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada selülozun piroliz kinetiği ve termodinamiğiincelenmiştir. Pirolize ait kinetik parametreler master eğriler ve Friedman yönteminin birleştirilmesi ilehesaplanmıştır. Selülozun aktif pirolizinin 263 ile 455 °C arasında gerçekleştiği saptanmıştır. UygulananFriedman yöntemi deneysel veriler ile çok iyi uyum sağladığı, termokimyasal dönüşüm işleminin aktivasyonenerjilerinin 150.8 ile 190.2 kJ/mol arasında değiştiği ve pirolizin ortalama aktivasyon enerjisinin 164.3 kJ/mololduğu bulunmuştur. Katı hal bozunma süreçlerinde kullanılan kinetik yöntemlerin karşılaştırılması ile selülozpiroliz mekanizmasının düşük dönüşümlerde (0<α<0.5) difüzyon kontrollü bir bozunma işlemi (D3) ile sürdüğüve daha yüksek dönüşümlerde ise tepkime derecesine bağlı olduğu saptanmıştır