Konya-Ilgın linyitinin kurutma karakteristiğinin belirlenmesi

Abstract

Dünyadaki linyit ile ilgili son gelişmelere bakıldığında, kömürün gazlaştırılması, sıvılaştırılması ve düşük kaliteli kömürlerin kurutulması konuları hala güncelliğini korumaktadır. Literatüre bakıldığında, yapılan çalışmaların temel amacının linyit kaynaklarının daha verimli kullanılabilmesini sağlamak olduğu görülmektedir. Enerjide büyük oranda dışa bağımlı olan Türkiye’nin en önemli yerli enerji kaynağı olan linyitin verimli bir şekilde kullanılması çok önemlidir. Ayrıca, cari açıktaki enerji payının büyüklüğü, enerji fiyatlarındaki uluslararası dalgalanmalar, enerji arz güvenliği gibi ülkelerin enerji stratejilerindeki etkin parametreler nedeni ile de yerli enerji kaynaklarına olan ilgi artmaktadır. Yüksek nemli yerli kömürlerin gerek ısıtma amacıyla gerekse de elektrik üretimi amacıyla kullanılması durumunda verim, işletme güçlüğü ve emisyon sorunları görülmektedir. Bunların başlıca sebebi ise kömürün yakılması ile elde edilen enerjinin önemli bir kısmının kömür içerisindeki nemin buharlaştırılması amacıyla harcanmasıdır. Ancak, bu kadar yüksek öneme sahip olan yerli linyitlerin kalitesinin artırılması ve kullanım yerlerinde oluşan işletme problemlerinin kök nedeni olan yüksek neminin giderilmesi ile ilgili gerekli çalışmalar neredeyse hiç yapılmamıştır. Linyitleri kurutma amacı ile yapılan çalışmalara bakıldığında, akışkan yatak teknolojisi üzerinde büyük bir yoğunlaşma olduğu görülmektedir. Ancak, kurutmaya etki eden parametrelerin çokluğu, enerji tüketimleri, kömür tane boyutları, yüksek kapasitelerde kurutma talepleri ve kömür özelliklerinin farklılığı bu konudaki farklı kurutma teknolojilerinin de araştırılmasına yol açmıştır. Bu nedenle son yıllarda özellikle buharlı akışkan yatak teknolojisi üzerine çok sayıda çalışma yapılmıştır. Türkiye’de kömür kurutma ile ilgili birkaç çalışma yapılmış olmakla birlikte uygulamaya dönük olarak herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. En büyük yerli enerji kaynağı linyit olan Türkiye için bu konuda çalışma yapılmamış olması büyük bir eksikliktir. Bu tezin temel amacı, ısıtma amacıyla kullanılan linyitlerin kurutularak yönetmeliklere uygun hale getirilmesi için gerekli deneysel ve teorik çalışmaların yapılmasıdır. Bu tez çalışması kapsamında, Konya-Ilgın linyitinin kurutma karakteristiği sabit yatak kurutucu deney seti kullanılarak belirlenmiştir. Deney seti ile kurutma prosesinde etkin parametreler olan kurutma sıcaklığı, kurutucu akışkan hızı, kömür yığın yüksekliği ve kömür tane boyutu için kurutma karakteristikleri elde edilmiştir. Literatürdeki çalışmalarda akışkan yataklı kurutmada kömür tane boyutları 0-6 mm aralığında iken, yaptığımız çalışmada, literatürden farklı olarak büyük taneli kömürlerle yapılmıştır. Bunun amacı, ısıtma amacı ile kullanılacak yerli kömürlerde torbalama için kömür tane boyutlarının standartlardaki büyük (18-150 mm) olması zorunluluğudur. Bu zorunluluk hem kurutma yöntemini hem de kurutmadaki kömür tane boyutunu etkilemektedir. Deneyler 70, 100 ve 130 oC kurutma havası sıcaklığı, 0.4, 0.7 ve 1.1 m/s kurutma havası hızı, 80, 130 ve 150 mm kömür yüksekliği ve 20, 35 ve 50 mm kömür tane boyutu şartlarında yapılmıştır. Tez çalışması bulgularına göre, kurutma havası sıcaklığı ve hızı ve kömür tane boyutu ve yüksekliği kurutma prosesini önemli ölçüde etkilemektedir. Kurutma süresi, kurutma havası sıcaklığı ve hızı arttıkça azalmakta, kömür tane boyutu ve yüksekliği arttıkça artmakta olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, Konya-Ilgın linyitinin sabit kurutma hızı aşamasına sahip olmadığı, sadece uzun ve azalan kurutma hızı aşamasına sahip olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada elde edilen bulgular ile istenen son neme göre, kurutma süresi ve kurutucu boyut ve maliyetlerinin optimizasyonunun yapılabilmesi için gerekli alt yapı oluşturulmuştur. Konya-Ilgın linyitinin kurutma karakteristiği belirlendikten sonra, uygun kurutucu ön tasarımı ile ilgili gerekli çalışmalar yapılmıştır. Kurutucu çıkışındaki kömür özelliklerinin yönetmelikle belirlenen şartlara uygun olabilmesi için birçok farklı şartta deneyler yapılmıştır. Bu deneylerin amacı ısıl değer, ufalanma oranı ve nem içeriği değerlerini istenen şartlara getirebilmektir. Tane boyutu büyük olduğu için en uygun kurutma yönteminin bantlı kurutma sistemi olduğu belirlenmiştir. Bu amaçla, bantlı kurutma sistemi için gerekli ön tasarım parametreleri belirlenmiştir. Sonuç olarak, 1 ton/h kapasiteye sahip bantlı kurutma sisteminin ön tasarımı gerçekleştirilmiştir.