Düşük kaliteli tek kömür tanesinin buhar ve hava ile kurutulmasının deneysel incelenmesi ve modellenmesi

Abstract

Türkiye’deki kömür kaynaklarının büyük kısmını düşük kalorili ve yüksek nem içeriğine sahip linyitler oluşturmaktadır. Özellikle termik santrallerde kullanılan bu linyitlerin kurutulması, hem santralde oluşan sorunların çözülmesi hem de santralde enerji veriminin arttırılması açısından büyük öneme sahiptir. Ancak kurutma tekniğinin ve kurutucu akışkanın doğru belirlenmesi durumunda beklenen bu faydalar elde edilebilecektir. Ayrıca kurutmaya etki eden tane boyutunun santraldeki sorunların çözümüne yardımcı olacak şekilde seçilmesi gerekmektedir. Bu nedenle uygun tane boyutlarında ve farklı kurutma ortamlarında düşük kaliteli enerji ile kömürün kurutulmasının modellenmesi doğru sistem tasarımı, ekonomik kurutma ve sistemin entagrasyonu için gereklidir. Bu tez çalışması kapsamında iki farklı kurutma ortamında linyit kurutma deneyleri yapılmıştır. 20 mm, 30 mm, 40 mm ve 50 mm çapındaki küresel numuneler alçak basınçlı kızgın buhar ve sıcak hava ile kurutulmuştur. Yüzey sıcaklığı, numune kütlesi ve kurutma hızının zamanla değişimleri göz önüne alınarak kurutma işlemleri periyotlara ayrılmıştır. Kurutma süresinin belirlenmesi için önemli olan ilk kurutma periyotları üzerinde durularak çapa göre değişimleri incelenmiştir. Hem sıcak hava ile kurutmada hem de kızgın buharla kurutmada küçük çaplı numunelerde kurutma hızının daha yüksek olduğu görülmüştür. Ön ısıtma, yoğuşma ve ilk buharlaşma periyotlarında kurutma hızının kızgın buharla kurutmada, sonraki periyotlarda ise sıcak hava ile kurutmada daha yüksek olduğu görülmüştür. Linyitlerin kurutma esnasında her periyot için ayrı ayrı anlık sıcaklık ve nem değerlerinin hesaplanabileceği matematiksel modeller oluşturulmuştur. Bulunan matemetiksel model deneysel datalarla karşılaştırılıp doğrulanmıştır. Yapılan bu çalışma kurutma ortamlarının kurutma hızı, sıcaklık dağılımı ve kurutma periyotları arasındaki farkları net olarak ortaya koymuştur. Herbir akışkan için herbir periyodun modellerinin elde edilmesi kurutma sistemlerinin tasarlanmasında büyük fayda sağlayacaktır. Santrallerde değirmen öncesinde kömür kurutma sisteminin entegrasyonun önünü açacaktır.