Exergetic Analysis of the Thermal Conversion Process in PAN-Based Carbon Fibre Production

Andreas DE PALMENAER, Gunnar SEIDE, Thomas GRIES
1.578 675

Öz


Karbon lif üretimindeki stabilizasyon ve karbonizasyon prosesi, yeterli bir ısıtma teknolojisi ve kontrol prosesi kullanıldığı takdirde büyük bir enerji tasarruf potansiyeli sağlamaktadır. Bu çalışmada, karbon lif üretiminin ekzerjetik maliyetlerinin belirlenmesi amacıyla stabilizasyon ve karbonizasyon prosesleri için genel bir ekzerjetik denge eşitliği konu edilmiştir. Karbon lif üretim prosesine yönelik kısa bir teorik açıklamanın ardından termodinamiğin temel kanunlarına değinilmiş ve daha sonra sözkonusu proseslerdeki ısı ve kütle ekzerjisi tanımlanmıştır. Stabilizasyon prosesi süresince ortaya çıkan gazların içeriğinin belirlenmesi amacıyla kütle spektrometresi ile kombine edilmiş DSC ve TGA ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca, öncül poliakrilonitril malzemesinin kütle kaybı ve spesifik ısı kapasitesinin belirlenmesi amacıyla da DSC ve TGA ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ekzerjetik denge eşitliğine ilave edilmiş ölçülen malzeme değerleri karbon lif dönüşüm reaksiyonunun ekzerji verimlilik sonuçlarına ulaşılmasını sağlamıştır

Anahtar kelimeler


karbon lif; ekserji; stabilizasyon; enerji verimliliği

Referanslar


Morgan P., (2005), Carbon fibers and their composites. Taylor & Francis, Boca Raton

Riedl K., (2006), Exergetische und exergoökonomische Bewertung von Verfahren der Energie- und Stoffwandlung. Merseburg, Martin-Luther-Universität, Halle-Wittenberg, House publisher, Dissertation

Damodaran S., Desai P., Abhiraman A. S., (1990), Chemical and Physical Aspects of the Formation of Carbon Fibres from PAN-based Precursors. “Journal of the Textile Institute”, 81, No. 4, pp. 384-420

Oguz G., (2004) Pyrolysis mass spectrometic analysis of copolymer of polyacrylonitrile and polyhiophene. Çankaya Ankara, Turkey, Middle East Technical University, House publisher, Masterthesis

Surianarayanan M., Uchida T., Wakakura M., (1998) Evolved gases by simultaneous TG–MS technique and associated thermal hazard in drying of polyacrylonitrile. “Journal of Loss Prevention in the Process Industries” 11, pp. 99–108