Solar Mild Carbonization (Torrefaction) Characteristics of Solid Olive Mill Residue With a Solar Furnace

Abstract

Solar energy and biomass are two attractive renewable energy resources which gained special interest in recent years. However, problems like storage are preventing efficient and cheap utilization of solar energy and biomass. Mild carbonization which is also known as torrefaction; is a thermochemical pretreatment method for biomass which changes the structure of raw biomass and yields more energy denser solid fuel. Besides increasing the energy density, torrefaction results with a hydrophobic fuel that can be stored for longer periods without degradation. In this thesis, torrefaction characteristics of Solid Olive Mill Residue (SOMR) were investigated. Also, effect of torrefaction on carbonization characteristics of SOMR is studied. Results obtained from torrefaction experiments showed that SOMR is very suitable type of biomass for torrefaction process. SOMR is mainly produced in Mediterranean Basin which enjoys abundance of solar energy. This fact motivated solar torrefaction experiments with SOMR. A solar furnace; which named ―parabolic dish solar torreffier‖ is designed and tested. Solar torrefaction experiments revealed that solar torrefaction results with more value added solid fuel similar to torrefaction process. This study is also important because of demonstrating that, solar energy can be used to produce a transportable solid fuel, rather than Hydrogen.

ÖZ: Güneş enerjisi ve biyokütle kullanım potansiyelleri oldukça yüksek yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. Bununla birlikte güneş enerjisinin depolama problemi ve taşınamıyor oluşu etkin biçimde kullanımını engellemektedir. Aynı şekilde, biyokütlenin yapısı dolayısı ile düşük enerji yoğunluğuna sahip oluşu ve yüksek nem içeriği kullanımı ve depolanması açısından sıkıntı yaratmaktadır. Bu da uzun vadeli kullanımı engellemektedir. Termokimyasal bir ön işlem olan torifikasyon, biyokütlenin yapısını değiştirerek hem enerji yoğunluğu daha yüksek, hemde hidrofobik yapıda bir yakıt üretmektedir. Bu tezde bir biyokütle çeşidi olan pirinanın torifikasyon özellikleri incelenmiştir. Biyokütle seçimi elemental içerik, yüksek ısı değeri ve nem içeriği değerlerine göre yapılmıştır. Bu tezde ayrıca, pirinanın özellikle Akdeniz Bölgesinde üretilen bir tarımsal atık olması göz önünde bulundurularak, torifikasyon islemi için termal güneş enerjisi kullanılması önerilmiştir. Torifikasyon deneylerinin sonuçları, pirinanın bu proses için oldukça uygun bir biyokütle olduğunu göstermiştir. Ayrıca güneş enerjisi kullanılarak gerçekleştirilen torifikasyon işlemi, değeri daha yüksek bir yakıt oluşturmaktadır. Bu çalışma, güneş enerjisinin bir güneş yakıtına (Hidrojen dışında) dönüştürülmesi ile dolaylı da olsa taşınabilien bir yakıta dönüştürülebileceğini göstermesi açısından önemlidir.