|
Organik moleküllerin, oksijensiz ortamda sıcaklık etkisiyle bozunması işlemine “Piroliz”, bu bozunma sonucunda elde edilen sıvı ürüne ise “Pirolitik Yağ” denilmektedir. Farklı büyüklükteki molekülleri içeren ve çok bileşenli bir karışım olan pirolitik yağ yüksek kalitede yakıt özelliklerine sahiptir. Yüksek enerji içerir, ısı ve elektrik enerjisi üretiminde petrol ve türevlerinin yerine kullanılabilir. Kimi iyileştirme işlemleri sonucunda pek çok farklı ürüne dönüştürülebilen pirolitik yağ kolay taşınabilir ve depolanabilir olduğu için piroliz işleminde genellikle hedeflenen üründür.
|
 |
Pirolitik yağ pirolizi yapılan hammaddenin türüne bağlı olarak hayvansal, bitkisel ya da petrol bazlı olabilir. Özel olarak yetiştirilen enerji bitkileri, algler ve yosunlar, tarımsal ve ormansal atıkların piroliz yağları bitkisel özellik gösterirken, hayvan dışkıları ve gübre atıklarından elde edilen piroliz sıvısı hayvansal yağ özelliği gösterir. Faydalı ömrünü tamamlamış lastik (ÖTL), plastik, şıngıl gibi petrol türevli malzemelerin pirolizinden elde edilen yağlar ise petrol özelliğindedir.
Biyokütle-bazlı pirolitik yağ: Biyokütlenin pirolizinden elde edilen sıvı üründür. Gerek orijinal nemden gelen ve gerekse reaksiyon sırasında oluşan suyu ayırdıktan sonra geriye kalan biyokütle piroliz sıvısının % 99,7’si karbon, hidrojen ve oksijen atomlarının oluşturduğu kompleks bileşiklerdir.
Petrol-bazlı pirolitik yağ: Ömrünü tamamlamış lastik, plastik veya katran gibi petrol esaslı maddelerden elde edilen pirolitik yağlar petrodizel özelliğindedir. 42 MJ/kg lık üst ısıl değeri ile ÖTL pirolitik yağı, ticarileşmiş ısıtma yağlarından daha yüksek kalorifik değere sahiptir. Piroliz işlemi sonucunda elde edilen ham yağın karakteri kullanılan hammaddeninkine bağlı olarak farklılıklar göstermekle birlikte elementel bileşimi atığın bileşimine yakındır. Biyokütle piroliz yağı hem fiziksel hem de kimyasal bileşimi ile petrol bazlı pirolitik yağdan farklılıklar gösterir. Biyokütle pirolitik yağ üretimi sırasında %15-30 arasında su üretilirken, petrol bazlı olan ÖTL pirolitik yağında bu değer sıfıra yakındır. Genellikle yağlı bitkilerden elde edilen piroliz sıvısı daha yüksek ısıl değere sahiptir.
|
|
Petrol-bazlı Pirolitik Yağ
|
Biyokütle-bazlı Pirolitik Yağ
|
Ağır Fuel Oil
|
Dizel
|
|
Parlama Noktası, oC
|
20-50
|
40-80
|
66
|
55
|
|
Yoğunluk, kg/m3
|
920-950
|
1200-1300
|
998
|
820-860
|
|
Karbon, %
|
82-88
|
54-58
|
85
|
84-87
|
|
Hidrojen, %
|
9-12
|
5,5-7
|
11
|
13-16
|
|
Azot, %
|
< 0,1
|
0-0,2
|
0,3
|
0,03
|
|
Kükürt, %
|
< 0,85
|
0-0,5
|
3,5
|
0,05
|
|
Oksijen, %
|
2-7
|
35-40
|
1
|
1
|
|
Isıl Değer, MJ/kg
|
41-44
|
16-20
|
43
|
45
|
Pirolitik yağın verimini etkileyen faktörler
Genel olarak pirolizden elde edilen ürünlerin verimlerini piroliz sıcaklığı, ısıtma hızı ve atığın parçacık boyutu etkiler. Sıcaklık, termokimyasal bir süreç olması itibariyle pirolizi ve ürün verimlerini etkileyen en önemli faktördür. Piroliz işleminin hedef ürünü pirolitik yağ ise proses sıcaklığı 400–650 °C aralığında olmalıdır. Pirolizin kullanım amacına bağlı olarak sıcaklık istenilen değere ayarlanabilir.
Bir diğer önemli faktör de piroliz işlemine maruz kalacak olan atığın sıcaklığının artış hızıdır. Atığı ısıtma hızı ne kadar fazla olursa pirolizden elde edilen sıvı ürün miktarı o kadar fazla olmaktadır. Alıkonma zamanı piroliz işlemi sırasında oluşan buhar fazdaki ürünlerin piroliz ortamında tutulma süresidir. Kısa alıkonma zamanı pirolizin sıvı ürün verimini arttırır. Eğer piroliz işleminde hedeflenen ürün sıvı ürün ise atık hızlı, ultra veya flash piroliz işlemine tabi tutulmalıdır.
Piroliz işleminin vakum ortamında gerçekleştirilmesi piroliz buharlarının ortamdan daha hızlı bir şekilde uzaklaşmasını sağlar bu da ikincil reaksiyonların gerçekleşmesini engeller dolayısıyla prosesin sıvı ürün verimi yüksek olur.
Pirolitik yağın kullanım alanları
|
Isı Uygulamaları: Pirolitik yağ ısı enerjisi pazarında fosil yakıtlarla rekabet edebilecek güçte önemli potansiyel sunmaktadır. Hem biyokütle pirolitik yağı hem de ÖTL gibi petrol bazlı pirolitik yağlar kalorifik özellikleri ile geleneksel akaryakıtların yerine geçebilir. Kontrolünün ve taşınmasının kolaylığından dolayı fosil yakıtlardan ziyade ısı enerjisi eldesinde büyük avantaj sağlar.
|
.jpg) |
|
Enerji Uygulamaları: Pirolitik yağlar dizel motorlarda, gaz ve buhar türbinlerinde elektrik enerjisine dönüştürülebilen yağlardır. Isı enerjisi eldesinde olduğu gibi elektrik üretiminde de geleneksel yakıtlar ile rekabet edecek özelliktedirler.
|
 |
|
Yakıt Uygulamaları: Pirolitik yağ, distilasyon gibi iyileştirilme işlemleri sonucunda ticari yakıtlarla benzer özellik gösterir ve yakıt olarak kullanılabilir.
|
.jpg) |
|
Kimyasal Uygulamaları: Özellikle biyokütleden elde edilen pirolitik yağın içerisinde yüzlerce değişik bileşik belirlenmiştir. Reçine endüstrisinde kullanılan fenoller, uçucu organik asitler, levoglukosan, hidroksi asetaldehit ve ilaç endüstrisinde, fiber sentezinde veya gübre endüstrisinde ve yiyecek endüstrisinde kullanım alanı bulan bazı ilave maddeler gibi biyokütle pirolitik yağından ekstrakte edilen çok sayıda madde vardır.
|
 |
Pirolitik yağın Dünya’daki durumu
Avrupa Birliği ülkeleri, 27 Kasım 2001 tarihli yönergede (2001/77/EC) toplam enerji tüketiminin %22’sini yenilenebilir kaynaklardan (özellikle atıklardan) sağlamayı taahhüt etmişlerdir. Tüm yenilenebilir enerji politikaları da bu hedefe katkı sağlama amaçlı belirlenmiştir. Bu hedeflere ulaşabilme adına üniversiteler ile işbirliği içerisinde EU COMBIO ve EU ALTENER gibi projeler yapılmış, piroliz işlemi ve ürünleri son kullanım alanlarına kadar araştırılmış, pilot sistemlerde denemeleri yapılmıştır.
Tüm bu araştırmaların sonucunda AB’de özellikle biyokütle piroliz yağları bir diğer adıyla biyoyağlar motor yakıtlarına alternatif duruma gelmişlerdir. Örneğin, Finlandiya’da elektrik enerjisi üretmek için pirolitik yağlar türbinlerde yakılmaktadır. Hollanda’da 350 MWlık gaz yakıtlı enerji santrali biyoyağın yakılması ile enerji üretmektedir.
Öte yandan Brezilya, atıkların geri dönüşümünden elde edilen enerjinin, geniş çapta özellikle taşıtlarda kullanılması yönünden dünyadaki en iyi örneklerden bir tanesidir. Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada’da atık kaynaklı enerji üretimi yaygındır. ABD, toplam enerji üretiminin %4’ünü atıkların geri dönüşümüyle elde edilen ürünlerden sağlamaktadır.
Pirolitik yağın Türkiye yasa ve yönetmeliklerindeki yeri
Pirolitik yağ, 26952 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan Atık Yağların Kontrolü Yönetmeliği’ne göre I. kategori atık yağ olarak sınıflandırılmıştır. Ancak Çevre ve Şehircilik Bakanlığı’na yapılan başvurular ile gerekli izinler alındığında pirolitik yağ endüstriyel ürün kategorisinde brülörlerde ısı enerjisine, dizel-motorlarda ve türbinlerinde de elektrik enerjisi dönüştürülebilmektedir.
|
