ATIK TONER TOZU İLE MOBİLYA FABRİKASI ATIK TOZUNUN BİRLİKTE TORREFAKSİYONU İLE BİYOKÖMÜR ÜRETİMİ

Abstract

Bu çalışmada, pelet formuna getirilen atık toner tozu (ATT) ile mobilya fabrikası atık tozunun (MAT) birlikte kullanımı esas alınarak, torrefaksiyon prosesi yardımıyla geliştirilmiş yakıt peletlerinin elde edilmesi hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalarda biyokütle hammaddesi olarak MAT tercih edilmiş; MAT içerisine farklı oranlarda ATT (%5, %10 ve %20) ilavesi yapılarak torrefaksiyon işlemi azot atmosferinde 220 °C, 260 °C ve 300 °C sıcaklıklarda, 30 dakikalık süre boyunca uygulanmıştır. Torrefaksiyon işlemi sonrasında elde edilen katı ürünlerin yakıt özelliklerini belirlemek amacıyla, ham ve torrefiye edilmiş örnekler üzerinde üst ısıl değer tayini gerçekleştirilmiş; kısa analiz ve elementel analiz çalışmaları yürütülmüştür. Ayrıca ürün verimi ile katı ürün özellikleri üzerinde işlem sıcaklığı ve MAT–ATT karışım oranının etkileri ayrıntılı biçimde değerlendirilmiştir. Torrefaksiyonun biyokütle üzerindeki etkisini ortaya koyabilmek için, uygulanan analiz ve testler ham biyokütle peletlerine de uygulanmış ve elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Yakıt özelliklerindeki değişimi daha kapsamlı değerlendirebilmek amacıyla, ham ve torrefiye edilmiş peletler sabit yataklı bir yakma sisteminde 700°C başlangıç sıcaklığında yakılmıştır. Yanma deneyleri sırasında tutuşma süresi, uçucu madde yanma süresi, karbon yanma süresi ve yanma hızları hesaplanarak torrefaksiyonun yanma davranışı üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, çevresel açıdan uzun vadede sorun oluşturduğu bilinen atık toner tozunun, mobilya fabrikası atık tozu ile birlikte düşük sıcaklıklarda uygulanan torrefaksiyon işlemi sayesinde yakıt kalitesi iyileştirilmiş, kömüre benzer özellikler gösteren bir katı yakıta dönüştürülebileceğini ortaya koymuştur.

In this study, the production of enhanced fuel pellets through the torrefaction of a mixture consisting of waste toner powder (WTP) and furniture factory waste sawdust (FFW) was investigated. Furniture factory waste sawdust was used as the primary biomass feedstock, while waste toner powder was incorporated at different proportions (5%, 10%, and 20%). Torrefaction experiments were conducted under a nitrogen atmosphere at temperatures of 220 °C, 260 °C, and 300 °C with a residence time of 30 minutes. Following the torrefaction process, both raw and torrefied samples were characterized to determine their fuel properties. Higher heating values were measured, and proximate and ultimate analyses were performed to evaluate the effects of process temperature and blending ratio on product yield and solid fuel characteristics. In order to assess the influence of torrefaction more clearly, the same analyses were also applied to the untreated biomass pellets, and the results were comparatively examined. To further investigate changes in combustion behaviour, raw and torrefied pellets were combusted in a fixed-bed combustion system at an initial temperature of 700 °C. Ignition time, volatile matter combustion time, char combustion time, and combustion rates were calculated based on the experimental data. The results indicate that waste toner powder, which is known to pose environmental concerns when disposed of improperly, can be effectively converted into a coal-like solid fuel with improved fuel quality through low-temperature torrefaction when co-processed with furniture factory waste.