Yeniköy linyitlerinin vinas bağlayıcısı kullanılarak üretilen briketlerinin diğer bağlayıcılarla kıyaslanması

Abstract

Bu çalışmada, İstanbul Yeniköy bölgesine ait 0-3 mm parçacık boyutundaki linyit kömürü, farklı türde (vinas, melas, şlempe ve hümik asit) ve oranda (%10 ve %20 arasında) bağlayıcılar kullanılarak briket kömür haline getirilmiş, elde edilen ürünlere kimyasal analizler (kısa analiz, ısıl değer analizi ve kükürt analizi) ve mekanik dayanım testleri (aşınma sağlamlığı, düşme sağlamlığı, kırılma sağlamlığı ve suya dayanım) uygulanarak, TS 12055 standartına uygunlukları araştırılmıştır. Laboratuvar ölçekli bu çalışmalardan yola çıkılarak, endüstriyel ölçekli briketleme işlemi için optimum koşullar saptanmıştır. Briketleme prosesinde kullanılan bağlayıcı ve/veya katkı maddelerinin ve bu maddelerin karışımdaki oranlarının değiştirilmesi, kimyasal analiz ve mekanik mukavemet testlerinin sonuçlarını değiştirmiştir. Kömürün yapısında yer alan ve hem çevre hem de insan sağlığı açısından tehdit oluşturan yanar kükürt oranı, katkı maddesi olarak eklenen kireç ile kontrol altına alınmaya çalışılmıştır. Buna göre, briketlerdeki vinas ve melas oranı %18 ve üzerindeyken, standartta belirtilen %1 (kuru bazda) limiti sağlanırken, hümik asit ve şlempe katkılı briketlerde bu başarı sağlanamamıştır. Kirecin artan oranlarda (%1, %2 ve %3) kullanılması yanar kükürt oranını azaltırken, kül oranında bir miktar artış meydana getirmiştir. Ancak söz konusu artış, briket kalitesini olumsuz etkileyecek düzeyde gerçekleşmemiştir. Briketlerin nem oranları; hammadde olarak kullanılan toz kömüre ve bağlayıcılara uygulanan ön ısıtma işlemleriyle kontrol altında tutulmuş ve bu şekilde ısıl değerlerde meydana gelmesi olası düşüşler engellenmeye çalışılmıştır. Briketlerin yanma davranışlarını etkileyen kül analizleri; bağlama etkinliği şlempe ve hümik asite oranla daha iyi olan vinas ve melas ile hazırlanan briketlerde, diğer briketlere kıyasla düşük değerler almıştır. Yapılan çalışmalar, vinas, melas ve şlempe katkılı briketlerin, tüm bağlayıcı oranlarında, standartın öngördüğü 4000 cal/g (orjinal bazda) üzerinde alt ısıl değere sahip olduklarını ve piyasaya arzlarında engel bulunmadığını göstermiştir. Ancak, %20 hümik asit ile hazırlanan briketin yüksek nem değeri nedeniyle bu koşulu sağlamadığı ortaya konulmuştur. Briketlerin fiziksel testleri, genel olarak artan bağlayıcı oranıyla artış göstermiştir. Aşınma sağlamlığı ve düşme sağlamlığı testlerinde, vinas ve melas katkılı briketler iyi sonuçlar verirken, şlempe ve özellikle hümik asit katkılı briketler ile olumsuz sonuçlar alınmıştır. Bu briketler içerisinde, standartta yer alan düşme ve aşınma sağlamlığı kriterini sağlayan tek bağlayıcı, vinas olmuştur. Briketlerin kırılma sağlamlığı değerlerinin ise standarttaki limiti karşılayabilecek kadar yüksek olmadığı belirlenmiştir. Bir diğer mukavemet testi olan suya dayanım testinde ise; tümü organik bazlı bağlayıcılar ile hazırlanan briketlerin hiçbirinin, suya dayanımının bulunmadığı saptanmıştır. Bu sebeple piyasaya arzlarında lamineli torbaların kullanılması gerektiği belirtilmiştir. Endüstriyel ölçekli briketleme prosesi için uygun koşullar belirlenirken, analiz parametrelerinin tümü, fiziksel testler ve maliyet kıstasları göz önünde bulundurulmuş, en uygun briket bağlayıcısı vinas, kullanılacak oran ise %18 olarak saptanmıştır.