Özet:
Ülkemizde şehirleşmenin hızla artmasıyla birlikte enerji bağımlılığı gün geçtikçe daha da
artmaktadır. Enerji ihtiyacı, büyük bölümü ithal edilen petrol, doğalgaz ve kömür gibi fosil
yakıtlardan sağlanmaktadır. Evsel atıkların çevre kirliliği, küresel ısınma, düzenli depolama
maliyetleri ile enerji ihtiyaçlarının ve maliyetlerinin artması nedeniyle enerjiye dönüştürme
çalışmaları hız kazanmaktadır. Aşırı enerji ihtiyacı ve çevresel sorunlar; düşük kalorili
kömürler, biyolojik atıklar ve evsel atıkların enerji kaynağı olarak kullanılmalarını sağlamak
amacıyla araştırmacılar tekrar termik proseslerden gazlaştırma üzerine yoğunlaşmaktadır.
Bu tez çalışmasında, detaylı bir ayrıştırmaya ihtiyaç duymadan gazlaştırarak ve ergiterek
atıkların değerlendirilmesine olanak sağlayan plazma gazlaştırma teknolojisi seçilmiştir. Evsel
katı atıkların kimyasal bileşenleri ve gazlaştırma tepkimeleri incelenerek plazma gazlaştırma
reaktörü dizaynı için gerekli parametrelerin büyüklüklerini tespit etmek için bir bilgisayar
yazılımı gerçekleştirilmiştir. Yazılım sonuçlarına uygun olarak 10 Kg/h gazlaştırma kapasiteli,
sürekli akışlı, atmosferik basınçlı ve 1600°C kadar çıkabilen bir plazma reaktörü
boyutlandırılarak inşa edilmiştir.
600 _
1600°C arasında yapılan gazlaştırmalarda atıktaki bileşenler elementel düzeyde çok hızlı
tepkimeler oluşturmuştur. Düşük sıcaklıklarda yüksek enerjili gazların oluşması yanında
tepkimeye girmeyen karbonların siyah karbon olarak değerlendirilebilecektir. 1400°C’ye
doğru oluşan gazın enerji değerinin düşmesi yanında siyah karbon oluşumunun da durduğu
ve 1600°C’de farklı bir dönüşüm mekanizmasının gerçekleşmektedir. İlk aşamada oluşan
gazların ikinci aşamada daha yüksek kalorili hidrokarbonlara dönüştüğü, dolayısıyla gaz
veriminin artmasıyla diğer metotlara göre farklı ve avantajlı bir perspektif oluşturduğu
görülmüştür.
Plazma, oksijenle plazma ve buharla plazma gazlaştırmaların en verimli olduğu parametreler,
avantaj ve dezavantajları ile düşük ve orta sıcaklıklarda oluşan gaz ürünlerin kalori değeri
yanında, hızlı tepkime sonucu oluşan ve bacada tutulan karbonun da endüstriyel değerinin
olabileceği yöntemler çalışılmıştır. Sonuç olarak, düşük sıcaklıklarda plazma ve oksijenle
plazma gazlaştırma verimli iken buharla plazma gazlaştırma verimsiz olduğu görülmüştür.
Yüksek sıcaklıklarda ise her üç yöntem de yaklaşık olarak aynı verimliliğe gelmektedir.1600°C
ve üstü sıcaklıkta reaktör girişine oksijen ve gazlaştırma çıkış bölgesine buhar besleyerek
daha kalori değeri yüksek gaz ürünlerin oluşumu gerçekleşebilir.