ABSTRACT Master Thesis INVESTIGATION OF DIFFUSON AND ADSORPTION OF WATER VAPOR- VOLATELE ORGANIC MATTER MIXTURES IN POROUS MEDIA Mehmet KALENDER University of Fırat Graduate School of Natural and Applied Science Department of Chemical Engineering 2003, Pages 130 In this study, dynamic behaviour of water-miscible (methanol and aceton) and water-immiscible (benzene and toluen) volatile organic compounds in porous soil and zeolite pellets were investigated by the use of single pellet moment technique. For this purpose, an one-sided single pellet adsorption cell was used. Dynamic single pellet experiments were carried out at 1 atm for temperatures ranging from 30 °C to 70 °C by using the pellets having total porosity of 0.49. As a result of interpretation of zeroth moments of tracers studied in soil and zeolite pellets it has been observed that the tracers were adsorbed reversibly. At the first stage of the study, adsorption equilibrium constants and effective diffusivities of tracers in dry media have been calculated by the interpretation of the first absolute moment and second centeral moment for temperatures ranging from 30 °C to 70 °C. The adsorption constants of tracers in both pellets decreased with increasing temperature. Adsorption of xv ^??ii^:;^':tracers decreased in the order of methanol-aceton-benzene-toluene for soil pellet and in the order of methanol-toluene-benzene-aceton for zeolite pellet. Effective diffusivities of tracers in both pellets increased with the increasing temperature. Second part of the experimental studies has been performed by using humidified soil and zeolite pellets. It has been observed that the adsorption equilibrium constant and effective diffusivity values for the tracers used decrease with the increase of relative humidity ratio (at 30 °C). The decrease in both parameters for pellets indicates that the filling of the pores with water obstructed the adsorption and diffusion of tracers. Third part of the experiments was carried out by using partially saturated media with toluene. The experimental results show that the adsorption and diffusion of tracers (methanol and benzene) decrease as the toluene ratios increase in the media. Key Words: Adsorption, Volatile Organic Compounds, Diffusion, Soil Pollution, Moment Technique, Zeolite. XVI.

ÖZET Yüksek Lisans Tezi SU BUHARI-UÇUCU ORGANİK MADDE KARIŞIMLARININ GÖZENEKLİ ORTAMLARDA DİFÜZYON VE ADSORPSİYONUNUN İNCELENMESİ Mehmet KALENDER Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı 2003, Sayfa 130 Bu çalışmada suda çözünen (metanol ve aseton) ve suda çözünmeyen (benzen ve toluen) uçucu organik bileşiklerin gözenekli yapıya sahip olan toprak ve zeolitteki dinamik davranışları tek pelet moment tekniği ile incelenmiştir. Bu amaçla bir taraflı tek pelet adsorpsiyon hücresi kullanıldı. Dinamik tek pelet deneyleri toplam gözenekliliği 0.49 peletler kullanılarak 1 arm basınçta 30-70 °C sıcaklık aralığında yürütüldü. Çalışılan izleyicilerin toprak ve zeolit peletlerindeki sıfırına momentlerinin değerlendirilmesi ile tersinir adsorplandığı görülmüştür. İlk aşamada 30-70 °C sıcaklık aralığında yapılan kuru peletlerdeki deneylerde izleyicilerin adsorpsiyon denge sabiti ve etkin difüzyon katsayısı birinci mutlak ve ikinci merkezi momentlerin değerlendirilmesi ile hesaplanmıştır. Kullanılan her iki pelette de izleyicilerin adsorpsiyon katsayıları sıcaklıkla azalmıştır. Adsorplanma derecesi toprakta metanol-aseton-benzen-toluen sırasında zeolitte ise metanol-toluen-benzen-aseton sırasında azalmaktadır. İzleyicilerin her iki peletteki etkin difüzyon katsayıları ise sıcaklıkla artmıştır. Deneysel çalışmaların xmikinci kısmı toprak ve zeolit peletlerinin nemlendirilmesiyle gerçekleştirilmiştir. 30 °C da yapılan deneylerde relatif nem oranı arttıkça kullanılan izleyicilerin peletlerdeki adsorpsiyon denge sabitlerinde ve etkin difuzyon katsayılarında bir azalma görülmüştür. Bu azalmadan katı gözeneklerinde yoğuşan suyun izleyicilerin taşınım ve adsorpsiyonunu engellediği sonucuna varılmıştır. Bir uçucu organik bileşik (toluen) ile doyurulan pellette yapılan üçüncü kısım deneylerde ise pelet gözeneklerinde toluen miktarının artmasıyla metanol ve benzen adsorpsiyonunun azaldığı gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, Uçucu Organik Bileşikler, Difuzyon, Toprak Kirliliği, Moment Tekniği, Zeolit. XIV.