Atık termoplastiklerin pirolizinden meydana gelen gaz ürünün adsorpsiyon prosesi ile arıtımı

Abstract

Bu çalışma kapsamında piroliz yan ürünlerinin değerlendirilmesi için alternatif yaklaşımlar sergilenirken, aynı zamanda ekonomik açıdan önemi olmayan ve toksik özellikler sergileyen gaz ürünler üzerine odaklanılarak çevresel hasarın minimum düzeye indirgenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda yapılan deneysel çalışmalar ile HDPE, LDPE ve PP türü plastik atıkların sırasıyla 500, 600 ve 700 °C hedef sıcaklıklarında piroliz işlemleri gerçekleştirilmiştir. Bu piroliz işlemlerinden elde edilen katı ürün (kok), aktivasyon prosedürüne uğratılarak, uygulamada en önemli adsorban olan aktif karbon (AC) ile kıyaslanmıştır. Daha sonrasında elde edilen bu adsorbanın, yine ilgili plastik türünün pirolizinden elde edilen gaz ürünü adsorpsiyon verimi analitik metodlarla incelenmiştir. Çalışma sonucunda piroliz gaz ürününün adsorpsiyonunda; HDPE, LDPE ve PP pirolizinde hedef sıcaklıklar için sırasıyla, %60-80, %40-90, %40-80 oranında verimler elde edilmiştir. Piroliz koklarından oluşturulan adsorpsiyon kolonlarında, yine piroliz gazlarının tutunmasında HDPE türü aktivasyonlu kokların en yüksek verimle adsorbe ettiği bileşenler 500 °C, 600 °C ve 700 °C'de sırasıyla toluen, stiren ve etilbenzen olmuştur. LDPE'de bu bileşenler sırasıyla pentan, oktan ve benzen olurken, PP türü için sırasıyla toluen, stiren ve stiren olmuştur. BET analizi sonuçlarıyla bir değerlendirme yapıldığında aktivasyon metoduyla birlikte kok türlerinde yüzey alanı noktasında aktivasyonsuz hallerine göre HDPE`de 18 kat LDPE`de 70 kat ve PP`de 20 kat artış görülmüştür. Bu tez çalışmasıyla birlikte plastik atıkların piroliz yöntemiyle bertarafı sonrası ortaya çıkan yan ürünlerden olan kokun kullanımına alternatif bir yol sunulurken, bir diğer piroliz ürünü olan ve toksik özellikleri bilinen pirolitik gazın adsorpsiyon yöntemi ile arıtımı sağlanmıştır.

Within the scope of this study, it is aimed to minimize the environmental damage by focusing on gas products that are economically insignificant and exhibit toxic properties while exhibiting alternative approaches for the evaluation of pyrolysis by-products. With the experimental studies carried out in this direction, pyrolysis processes of HDPE, LDPE and PP type plastic wastes were carried out at target temperatures of 500, 600 and 700 ° C, respectively. The solid product (char) obtained from these pyrolysis processes was subjected to the activation procedure and compared with activated carbon (AC), the most important adsorbent in the literature. Then, the adsorption efficiency of this adsorbent obtained from the pyrolysis of the related plastic type was investigated by analytical methods. At the end of the study, in the adsorption of the pyrolysis gas product; For HDPE, LDPE and PP pyrolysis, yields of 60-80%, 40-90% and 40-80% were obtained, respectively, for target temperatures. In the adsorption columns formed from pyrolysis char, HDPE-type activated char adsorbed with the highest efficiency in the holding of pyrolysis gases were toluene, styrene and ethylbenzene at 500, 600 and 700 °C, respectively. In LDPE, these components were pentane, octane and benzene, respectively, while for the PP type, they were toluene, styrene and styrene, respectively. When an evaluation was made with the results of the BET analysis, an 18-fold increase in HDPE and a 20-fold increase in LDPE was observed at the surface area of char species compared to their non-activation state with the activation method. With this thesis study, an alternative way to the use of char, which is one of the by-products emerging after the disposal of plastic wastes by pyrolysis method, was provided, while the treatment of pyrolytic gas, which is another pyrolysis product and known toxic properties, was provided by adsorption method.