Transcript komur_tek_1.hafta

•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Haftalık ders planı
1. Hafta: Kömür hazırlamanın amaçları, kömür kullanımı ile ilgili çevre sınırlamaları, kömür
pazarında aranan nitelikleri, dünya kömür rezervleri ve ticari nakliyat sistemleri, kömürlerin
oluşumu
2. Hafta: Kömür türleri, kömür özellikleri, kömür petrolojisi, kömür numunesi hazırlama, kömür
analizi ve karekterizasyonu, serbestleĢme ve boyut analizi
3. Hafta: Boyut küçültme, kırıcılar ve öğütücüler, stoklama-homojenasyon, kömür boyut küçültme
tesisleri ,Kömür eleme ve sınıflandırma sistemleri
4. Hafta: Yıkanabilirlik analizleri ve kömür yoğunluk fraksiyonu dağılımları ,Yoğunluğa göre kömür
yıkama metodlarının temelleri ve boyuta göre yöntem seçilmesi
5. Hafta: Hidrolik esaslı yöntemler
6. Hafta: Ara Sınav
7. Hafta: Ağır ortam esaslı yöntemler
8. Hafta: Yüzey özelliğine göre toz kömür zenginleştirme yöntemleri (kömür flotasyonu,
aglomerasyon) , Susuzlandırma ve kurutma sistemleri (Akım şeması tasarımına esas materyal ve
su balansı oluşturma, örnek kömür için son hafta tartıĢılmak üzere akım şeması geliştirme ödevi
verilecektir)
9. Hafta: Kömür koklaşma özelliği, koklaşma özelliğinin tanımı, ölçüm ve değerlendirme
yöntemleri bu özelliği etkileyen faktörler. Kömür optik özelliği
10. Hafta: Hafta: Kömür karbonizasyon yöntemleri, Düşük sıcaklık karbonizasyonu
11. Hafta: Metalurjik kok üretimi (Yüksek sıcaklık karbonizasyonu)
12. Hafta: Kömürlerin Yakılması ve kömür yakma yöntemleri
13. Hafta:Kömürlerin Gazlaştırılması
14. Hafta Ödev Raporlarının sunumu, tartışma ve değerlendirme
KÖMÜR
Bitki artıklarının
milyonlarca yıl
önce oluşturduğu
sedimanter yapı....
Kömür karasal kökenli bitki artıklarının uygun koşullarda bataklık
ortamlarda birikmesi ve daha sonra üzerine gelen katmanların
altında milyonlarca yıl maruz kaldığı ısı ve basınç altında değişim
göstermesi sonucu oluşmuş oldukca kompleks yapılı sedimanter
bir oluşumdur.
Kömür kimyasal yapısında karbon, kükürt, oksijen, hidrojen ve
nitrojenin yanında eser miktarda çeşitli elementler yer
almaktadır. Kömür özellikleri her oluşumda büyük farklılıklar
gösterebilmektedir. Bu kömürün oluştuğu bitki yığınlarının
özellikleri, maruz kaldığı sıcaklık ve basınç ile oluşum sürecinin
uzunluğuna bağlıdır.
KÖMüRLERİN OLUŞUMU
•
•
•
Kömürler bitki artıklarının belirli koşullar altında değişim geçirmesi sonucu 50-350
milyon yıl önce farklı jeolojik evrelerde oluşmuştur.
Bu süreçte, bitki üremesine elverişli yağmurlu bir iklim ve buna paralel olarak
çevrede yavaş yavaş çöken bir bataklığın bulunması gerekmektedir. Bu iki koşulun
bulunduğu ve hüküm sürdüğü jeolojik devirlerde kömür oluşmuştur.
Kömürler, bataklık ortamlarda, uygun (nemli ve sıcak iklimin bulunması, yeterli
organik maddenin ortama gelmesi, bataklık suyunun Ph şartlarının 4-5 civarında
bulunması, bataklığın malzeme gelimi ile birlikte aşağı doğru çökelmesi, bataklığın
zamana bağlı olarak örtülmesi gibi) şartların sağlanması durumunda, bitki
parçalarının bozuşması, parçalanması, bataklık suyu ile bir jel haline gelmesi, bazı
kimyasal reaksiyonlar sonucu bu organik malzemenin fiziksel ve kimyasal
değişikliklere uğraması sonucu meydana gelirler.
Kömür oluşumu
Bataklık
Kömür oluşturan bataklığın yapısı
KÖMÜRLEŞMENİN ŞEMATİK GÖSTERİMİ
Turba
Linyit
garnero101.asu.edu/glg101/Lectures/L37.
ppt
Bitümlü kömür
Antrasit
garnero101.asu.edu/glg101/Lectures/L37.
ppt
Kömürleşme sürecindeki evreler:
Mikrobiyal ve Biyokimyasal aşamalar biyokimyasal
kömürleşme süreci olarak tanımlanmaktadır.
Biokimyasal kömürleşmede, bakteriyel bir kömürleşme hüküm
sürmektedir. Burada kömür oluşabilmesi için, bitkinin hava ile hiç
veya çok az temas etmesi gerekmektedir. Aksi takdirde hava
(O2) bulunan ortamda, bitki tamamiyle parçalanarak CO2 ve H2O
'ya ayrışmaktadır.
Çok fazla hava ortamında: Çürüme
;
bitkiler
tamamen
çürüyerek, CO2 ve H2O' ya ayrışmaktadır.
Yetersiz hava ortamında : Kısmi çürüme ; geride karbonca
zengin katı artık (moder) kalmaktadır. CO2, H2O ve CH4 gazları
ayrışmaktadır.
Hava çok az veya hiç yok: Karbonca zengin katı artık
kalmaktadır. Bu artığa Turba adı verilir. Burada bakteriyel bir
kömürleşme vuku bulmaktadır.
Hava temasının çok az veya hiç olmadığı ortamlarda, bitki belirli
bir ayrışmaya uğrasa bile, geride karbonca zengin "Turba"
denilen katı bir artık kalmaktadır. Bu da diğer kömür cinslerinin
oluşumunu sağlayan ilk basamağı oluşturmaktadır.
• Jeokimyasal (Fizikokimyasal) süreç:
 Kömür yatağı üzerinde çökelen tabaka (sediment) kalınlığı arttıkça, turba sıkışıp
kompakt hale gelmekte ve bitki artıklarının yapısı basınç altında değişime
uğramaktadır.
 Oluşan basınç ve ortam ısısı kömür tabaka kalınlığını ilk oluşumun 20 de birine
kadar indirmektedir.
 Basınç ve sıcaklığın etki oran ve sürecine bağlı olarak kömür türleri oluşmaktadır.
Kömür cinslerinin oluşum süreci aşağıdaki faktörlere göre belirlenmektedir.
• Isı
• Süre
• Magmatik girişim etkisi
• Birikimin oluştuğu ortam
• Basınç
• Yapısal değişim
• Bitki kompozisyonu
Kömür
Pazarlama
Parametreleri
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Nem
Kül
Kükürt
Isı Değeri
Külü oluşturan bileşimler
Kömür fiziksel özellikleri
Kömür kimyasal özellikleri
Kömür petrografik özellikleri
Koklaşabilme özellikleri
Farklar
KÖMÜRÜ TANIMLAMAK!
Kömürün Enerji Üretimi
Dışındaki Kullanım Alanları
•
•
•
•
•
Koklaştırma
Karbokimya
Aktif karbon üretimi
Gazlaştırma
Sıvılaştırma
Çeşitli hava kirleticileri için uyulması gereken uzun ve
kısa vadeli sınır değerler aşağıda verilmiştir.
Birim
Kükürt Dioksit (SO2)
Kükürt Trioksit (SO3) Dahil
a) Genel
b) Endüstri Bölgeleri
2. Karbon Monoksit(CO)
3. Azot Dioksit (NO2)
4. Azot Monoksit (NO)
5. Klor (Cl2)
6. Klorlu Hidrojen (HCl) ve Gaz Halde
Anorganik Klorürler (Cl‾)
11. Havada Asılı Partikül maddeler(PM) (10
Mikron ve Daha Küçük Partiküller)
a) Genel
b) Endüstri Bölgeleri
UVS
KVS
1.
(μg/m3) 150 400 (900)
(μg/m3) 250 400 (900)
(μg/m3) 10000 30000
(μg/m3) 100
300
(μg/m3) 200
600
(μg/m3) 100
300
(μg/m3)
100
300
(μg/m3)
(μg/m3)
150
200
300
400
Dünya Kömür Rezervi
Dünya kanıtlanmış işletilebilir kömür rezervi toplam 861
milyar tondur. Bunun 405 milyar tonu antrasit ve
bitümlü kömür, 261 milyar tonu alt bitümlü ve 195
milyar tonu linyit kategorisindedir (2010)
DÜNYA ENERJİ ÜRETİMİNDE KÖMÜRÜN DURUMU
BİRİNCİL ENERJİ ÜRETİMİ
KÖMÜR ÜRETİMİNDEKİ PAYLAR
KÖMÜR ÜRETİCİ İTHALATÇI VE İHRACATCI ÜLKELER
DÜNYA ELEKTRİK ÜRETİMİNDE PAYLAR
TÜRKİYE’DE KÖMÜR
Toplam dünya linyit rezervinin yaklaşık %1,6'sı ülkemizde
bulunmaktadır. Türkiye'nin toplam linyit rezervi 12,4 milyar
ton seviyesinde olup işletilebilir rezerv miktarı ise 3,9 milyar
ton düzeyinde bulunmaktadır.
Bununla birlikte linyitlerimizin büyük kısmının ısıl değeri
düşük olduğundan termik santrallerde kullanımı ön plana
çıkmıştır. Ülkemiz linyit rezervinin yaklaşık %46'sı AfşinElbistan havzasında bulunmaktadır.
Ülkemizin en önemli taşkömürü rezervleri ise Zonguldak ve
civarındadır. Zonguldak Havzası'ndaki toplam taşkömürü
rezervi 1,322 milyar ton, buna karşılık görünür rezerv ise 519
milyon ton düzeyinde bulunmaktadır. (Taşkömürü Sektör
Raporu 2009)
Rezerv ömrü
Dönüştürme zinciri
• Enerji terminolojisindeki farklar?
KÖMÜRDEN ELEKTRİK ÜRETİMİ
Kömür sıvılaştırma
İndirek kömür sıvılaştırma
Türkiye Kömür Üretimi
Ülkemiz 2011 yılı satılabilir üretimi; 73,4
milyon ton linyit, 2.6 milyon ton taşkömürü
ve 1.2 milyon ton asfaltit olmak üzere
toplam 73.8 milyon tondur.
KÖMÜR HAZIRLAMA
VE
KÖMÜR TEKNOLOJİSİ
-Kömür hazırlama ve yıkama nedir?
-Kömür hazırlama-yıkama neden kullanılır?
-Kömür teknolojisi neyi kapsar?
Kömür Hazırlama/Yıkama
• Tüvenan kömür içerisindeki yanıcı olmayan
inorganik kayaçların çeşitli ayırma prosesleri
(fiziksel farklılıklara dayalı ve yüzey özellik
farkına dayalı)ile atılması işlemleridir.
• Bu şekilde belli bir kalitede ürün eldesi
mümkün olmaktadır.
Faydalar
• Kül oranı azaltılır.
- Partikül madde emisyonu azalır.
- Kül atma maliyetleri düşer.(Termik santrallar)
Kükürt emisyonu azaltılır.
• CO2 ve NOx emisyonu azalır.
• Birim enerji başına nakliyat giderleri azalır.
• Yakma tesisi verimi artar.
NEM VE KÜLÜN ISI DEĞERİNE ETKİSİ
•
•
•
•
•
Hindistan kömürleri için yaklaşım formülü:
Üst ısı değeri Kcal/kg = 85.6 x (100-1.1A –M) –60M
A = kül oranı, wt% M = nem içeriği, wt%
•40% kül, 10%Nem GCV = 3338 kcal/kg (6000 Btu)
•30% kül, 10% Nem GCV = 4280 kcal.kg (7700 Btu)
Kömür Kalitesini İyileştirmek...
• Enerji üretiminde her bir kws enerji üretimi
için 2200-2500 kcal/kg enerjiye ihtiyaç
vardır.
• Yakıtta enerjiyi konsantre etmek(kül ve
nemi azaltmak), nakliyat, manüpülasyon,
kırma-öğütme ve uçucu kül depolama
maliyetlerini azaltmaktadır.
Kömür Hazırlamanın Teknik ve
Ekonomik Limitleri
• Teknik
Tüvenan kömür özellikleri
Uygun teknolojiler
• Ekonomik
Yatırım maliyetleri
İşletme giderleri
Verimlilik
Kömür Nakliyatı:
Mesafe kömür naklinde önemli unsurdur. Kısa
mesafe taşımalarda bant konveyor yada
kamyon sıklıkla kullanılan yöntemdir. Mesafe
uzayınca trenler tercih edilmeye başlanmaktadır.
Alternatif olarak su ile karıştırılarak boru nakli
mümkündür.
Uluslararası nakliyatta gemiler kullanılmaktadır.
Kömür Ticareti
Son yirmi yılda buhar kömürür ticareti yılda
ortalam 5/, koklaşır kömür ticareti ise %1.6 artış
göstermiştir.
DÜNYA FOSİL KAYNAKLARININ TAHMİNİ TÜKENİŞ SÜRESİ:
DOĞAL GAZ; 65 YIL
PETROL; 42 YIL
KÖMÜR; 230 YIL