Plastikler ve mermer çamuru atıklarına simbiyotik bir çözüm olarak katalitik piroliz

Abstract

Bu tez çalışmasında simbiyotik bir çözüm sunmak maksadıyla, termoplastik türü olan polietilen tereftalat (PET) ve polipropilen (PP) plastik atıkların, başka bir atık türü olan mermer işleme tesisi atıksularının fizikokimyasal arıtımından elde edilen arıtma çamurlarıyla birlikte katalitik pirolizi gerçekleştirilmiştir. Mermer işleme tesisi atıksu artıtma çamurlarından üretilen katalizörlerin, koagülan madde ve kesilen mermer cinsinin, PET ve PP atıkların piroliz işleminde katalitik etkisini ortaya koymak için dört farklı katalizör üretilmiştir. Katalizörler arasında bir fark görülsede süreci etkileyecek kadar bir etki gözlenmediğinden K1 katalizörü seçilmiştir. PET ve PP atıkların K1 katalizörlü piroliz çalışmasında, piroliz sıcaklığı, katalizör dozu ve bekleme süresinin etkileri piroliz ürünlerine (kok, sıvı ve gaz) yapılan karakterizasyon çalışmalarıyla belirlenmiştir. PET+K1 piroliz çalışmalarında 500oC piroliz sıcaklığında %40 K1 katalizörü varlığında optimum sonuçlar elde edilen çalışmada, PP atığı için %10K1 dozunda elde edilen sonuçlar diğer katalizör dozlarına kıyasla daha verimli bulunmuştur. Piroliz ürünlerinde akışkan fazlarda Benzen, tolüen, etilbenzen ve ksilen (BTEX) bileşen verimleri PET+K1 pirolizi için oldukça verimli bulunmuştur. Her iki plastik atık için 10 dk bekleme süresinin yeterli olacağı tespit edilmiştir. Çalışmanın sonunda, iki farklı atığın kullanılmasıyla elde edilen bulgularla, hem mermer işleme tesisi atıksu arıtma çamurlarının hemde PET ve PP plastik atıkların, atık olarak çevreye karışmalarındansa, simbiyotik çalışmayla, katma değeri yüksek materyal geri kazanımı ve üç farklı ürün (kok, pirolitik sıvı ve gaz) elde edilmiştir.

In this thesis, in order to present a symbiotic solution, catalytic pyrolysis of thermoplastic type polyethylene terephthalate (PET) and polypropylene (PP) plastic wastes with treatment sludge obtained from the physicochemical treatment of marble processing plant wastewater, which is another waste type, was administered. Four different catalysts were produced to reveal the catalytic effect of the catalysts produced from the wastewater treatment sludge of the marble processing plant, the coagulant substance and the cut marble type, within the pyrolysis process of PET and PP wastes. Although there is a difference between the catalysts, K1 catalyst was chosen because there was no effect to affect the process. Within the K1 catalyst pyrolysis study of PET and PP wastes, the effects of pyrolysis temperature, catalyst dose and residence time were determined by characterization studies on pyrolysis products (char, liquid and gas). In PET+K1 pyrolysis studies, optimum results were obtained within the presence of 40% K1 catalyst at 500 C pyrolysis temperature, and the results obtained at 10% K1 dose for PP waste were found to be more efficient compared to other catalyst doses. Benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX) component yields in fluid phases in pyrolysis products were found to be quite efficient for PET+K1 pyrolysis. The effect of waiting was determined that 10 minutes of waiting time would be sufficient for both plastic wastes. The study results that, with the findings obtained by using two different wastes, instead of mixing both marble processing plant wastewater treatment sludge and PET and PP plastic waste into the environment as waste, by symbiotic work, high value-added material recovery and three different products (char, pyrolytic liquid and gaseous) was obtained.