Transcript kömür tek 3.hafta

KÖMÜR YIKAMA İŞLEMLERİNİN AŞAMALARI
Kömür hazırlama işlemi düşük maliyetli olmalı ancak buna karşın
kömüre kattığı değer yüksek olmalıdır. Bunun aksi durum,
rekabetçi piyasa şartlarında kömürün ekonomik bir değere sahip
olmamasına neden olur.
Kömür hazırlama işlemlerinin genelde
uygulanan kademeleri aşağıdadır;
Tüvenan kömüre uygulanan ön işlemler
Kömür yıkama
Ürünlerin sınıflandırılması
Susuzlandırma
Atıklara uygulanan işlemler ve atık suyun
temizlenmesi
Tüvenan Kömüre Uygulanan Ön İşlemler
Kömürün ön hazırlanması, kırma ve eleme işlemini
içermektedir. Ön sınıflandırmada, genel olarak
sallantılı elek kullanılır. Kömür yüzey nem oranına
bağlı olarak, eleme kuru veya yaş olarak yapılır.
Tüvenan kömür ocakta uygulanan üretim tekniğine
bağlı olarak 600 mm’ye varan boyutlarla yıkama
tesisine gelmektedir. Yıkama tesislerinde kömürün
kullanım alanları da göz önüne alınarak genelde 150
mm’nin altındaki boyutlarda yıkama yapılmaktadır. Bu
nedenle de kömürün bu boyutun altına indirilmesi
gerekmektedir.
BOYUT KÜÇÜLTME
Kırılgan bir malzeme olan kömürü diğer doğal
malzemelerden ayıran önemli farklar vardır. Kömür
özellikleri hem yöne göre, hemde aynı kömür
damarının
farklı
noktalarında
değişkenlik
gösterebilmektedir.
Kömürler oluşum şartlarına bağlı olarak bazen
elastik bazen de plastik davranış göstermektedir.
Bu farklı özellikler, kömürün üretimi ve
sonrasındaki hazırlama süreçlerinde kırılma
davranışları ve tane iriliği dağılımı oluşturma
açısından her zaman değişken sonuçlara neden
olabilmektedir.
Boyut Küçültme-2
Kömür üretim koşulları her işletme için farklı
olmasına rağmen, açık ocaklardan üretilen
kömürler genelde daha iri boyutlar içermektedir.
Yeraltı üretiminin mekanize olduğu ocaklarda
tüvenan kömür boyutu daha ince olurken,
mekanize olmayan yeraltı işletmelerinden de iri
boyutlu tüvenan kömür çıkabilmektedir.
Tesise gelen tüvenan kömür tane iriliği
kullanılacak birincil kırıcı tipini ve boyutunu
belirleyen önemli bir unsur olmaktadır.
Kırıcı ve gerekiyorsa öğütücü seçiminde, tüvenan
kömür tane iriliğinin dışında;
•
•
•
•
•
Kömür ve yan kayacın fiziksel özellikleri
Kömüre uygulanması düşünülen prosesler
Nem içeriği
Kil ve nem içeriğine bağlı yapışkanlık özelliği
Elde edilecek ürünün kullanılması düşünülen yakma,
koklaştırma, gazlaştırma ve diğer endüstri alanlarında
istenen özellikler
• Ürün boyutlarında zaman zaman değişiklik beklentileri
• Yatırım ve işletme giderleri
• önemli unsurlar olarak ortaya çıkmaktadır.
Kömür ufalama işleminin gerekçeleri
• Kömürün taşınma, depolanma vb
işlemlerini kolaylaştırmak,
• Kömürün kullanım yerine uygun boyuta
getirilmesi,
• Yıkama işleminde kömür-yantaş
serbestleşmesini artırmak olarak
sayılabilir.
Kömür kırmada yan kayaç-kömür ilişkisi önemli olmaktadır.
Kırıcı seçiminde bu özelliklerinde dikkate alınması
gerekmektedir.
Kömüre zayıf bağlı iri mineral maddelerin
serbestleşmesi.
Tane yoğunluklarının az miktarda serbestleşme ile yeniden oluşumu.
İnce dağılmış mineral madde, ufalama
ile serbestleşme yok
İri boyutlu hammaddelerin boyutlarının
ufalama ile küçültülmesinde dört temel yol
vardır.
Bunlar;
•Darbe
•Aşındırma
•Kesme
•Baskı
yoluyla elde edilen ufalama kuvvetleridir.
Darbe kuvvetinin etkisi darbeyi yapan cisimle
darbeye maruz kalan cisimin konumuna göre ya
birlikte hareket, ya da birinin sabit diğerinin hareketli
olması şeklinde sonuçlanmaktadır.
Darbe etkisi kırılacak malzemenin sabit bir yüzeye
düşürülmesi (döner kırıcılarda olduğu gibi) ya da
kırılacak malzemeye bir çeşit darbe yapılması
(çekiçli
kırıcılarda
olduğu
gibi)
şeklinde
olabilmektedir.
• Aşınma kuvvetleri yolu ile ufalamada genelde iki sert
yüzey arasında malzemenin zorlanma ile aşınmaya
maruz bırakılması söz konusudur.
• Izgaralı çıkışlı çekiçli kırıcılarda, malzeme çekiçle ızgara
arasında, kesme ve basma kuvvetleri ile birlikte aşınma
kuvvetlerine de maruz kalmaktadır. Aşınma ile
ufalamada daha fazla güç gerektiğinden ve astar
aşınmaları daha fazla meydana geldiğinden genelde
kömür kireçtaşı gibi daha az aşındırıcı olan malzemelerin
kırılmasında tercih edilmektedir.
• Aşınma ile ufalama, malzeme serbest ya da çok çok
aşındırıcı olmadığında ve üst boyut kontrolü için kapalı
devre uygun bulunmadığında daha tercih edilir
olmaktadır.
Kesme ile ufalanmada makaslama ve klivaj yüzeylerinden
ayırma ile ufalama söz konusudur. Kesme genelde diğer
kuvvetlerle birlikte çalışmaktadır. Örneğin tek merdaneli kırıcılar
kesme kuvveti ile birlikte darbe ve baskı kuvvetleride
oluşturmaktadır.
Kesme kuvveti ağırlıklı kırma; malzeme kolay serbestleşebilir
ve düşük silika içerikli ise, ufalama oranının 6’dan küçük olduğu
birincil kırma uygulaması var ise, göreceli olarak iri boyutlu ürün
isteniyorsa tercih edilmektedir.
Sıkıştırma ile kırma iki yüzey arasında
gerçekleştirilmektedir. Genelde çok sert ve
aşındırıcı kayaçlar için kullanılmaktadır. Çeneli
kırıcı kırıcılar sıkıştırma ile kıran kırıcılardır.
Kırılacak malzeme sert ve dayanıklı ise, aşındırıcı
ise, yapışkan değilse, ürün göreceli olarak iri
olacaksa ve malzeme kübik forma yakın kırılıyorsa
sıkıştırma ile kıran kırıcılar tercih edilmektedir.
Boyut Küçültmenin Prensipleri
Boyut küçültme işleminde kömürün öğütülebilirliği ve sertliği ufalama
işleminin başarısını ve maliyetini etkileyen ana unsurlar olmaktadır.
Öğütülebilirlik, cevherlerin özel bir değirmende özel şartlarda öğütülme
derecesidir.
Kömürde öğütülebilirlik genelde Hardgrove Öğütülebilirlik indeksi (HGI)
ile belirlenmektedir. HGI’ni belirlemek için 50 g 16x30 mesh
boyutunda kurutulmuş kömür özel bir değirmende standart şartlarda
öğütüldükten sonra 200 mesh’lik elekten elenerek W değeri
belirlenmektedir. W 200 mesh’ten geçen malzeme oranıdır. Bundan
sonra HGI aşağıdaki formülle hesaplanmaktadır.
HGI = 13.6 + 6.93W
Formülden görülebileceği gibi, kömürün öğütülmeye direnci arttıkça,
HGI düşmektedir.
Kömür kırıcılarını boyuta göre gruplamak gerekirse;
İri kömür kırıcıları (Giriş boyutu 1000 mm’ye kadar):
Döner kırıcı, swivel arm kırıcı, sarsıntılı elek kırıcı, tek
merdaneli kırıcı, eleksiz çekiçli kırıcı, darbeli kırıcı
(impaktör).
Orta irilikte kömür kırıcıları(giriş boyutu 150 mm’ye
kadar): Tek merdaneli kırıcı, çift merdaneli kırıcı, çekiçli
kırıcı, darbeli kırıcı, üç merdaneli kırıcı ve iki kademeli
dört merdaneli kırıcı.
İnce kömür kırıcılar ve öğütücüler(Giriş boyutu 25 mm’ye
kadar): Çekiçli değirmen (elekli), bilyalı değirmen, valsli
değirmen, titreşimli değirmen, fanlı değirmen.
Kömür Türü ve Tane Boyutuna göre Kömür ufalamada
kullanılan kırıcı ve değirmenler
Kömür Kırma Makinaları
Kömür hazırlama tesislerinde kullanılan iri
kömür kırıcılarını, 2 ayrı grupta toplayabiliriz:
Selektif kıran kırıcı tipleri
Selektif kırmayan kırıcı tipleri
Selektif kıran kırıcılar olarak;
Döner kırıcı, sarsıntılı elek kırıcı, savurmalı (darbeli)
kırıcı (Impact Crusher), Swivelarm kırıcı gibi, değişik
kırıcı tiplerinin geliştirildiği görülmektedir.
Çap
:2800 - 3200 mm
Silindir uzunluğu
:3600 - 4500 mm
Silindir et kalınlığı : 15 - 20 mm
Dönme sayısı
: 4 - 10 d/dak
Çevre hızı
: 0.7 - 1.3 m/s
Gerekli motor gücü : 15 - 30 kW
ÖZgül.güç gereksinimi: 0.1 - 0.4 kW /t
Kapasite
: Elek açıklığına bağlı
(150 mm de 300 t/h)
Döner kırıcı
Pennsylvania Bradpactors
Hızı ayarlanabilir olan bir rotor tüm silindir boyunca uzanmaktadır. Rotor üzerindeki iri
çark dişlisi benzeri yapılar ve silindir gövde arasına giren malzeme bu dişler tarafından
gövde üzerine zorlanarak daha fazla kırılmaya maruz bırakılmaktadır. Bu şekilde klasik
döner kırıcıya göre daha büyük kapasite elde edilebilirken, değişken rotor hızıyla
kırmada istenen boyutta ayarlanabilmektedir.
Swivelarm kırıcı
Darbeli kırıcı
İri kömür için
İnce kömür için
Darbeli kırıcı-2
•
Az yer gereksinimi, diğerlerine göre hafif ve ucuz oluşları,
istenilen şartlara ayarlanabilme olanakları (devir sayısı) gibi,
avantajlara sahipken,
• Daha fazla bakım gideri, çalışma esnasında ızgaranın (eleğin)
kapanma tehlikesi gibi dezavantajlara sahiptir.
• Tecrübeler göre, darbeli kırıcılarla, kömür içindeki kayacın %
10’una yakını atılabilmektedir.
Model
PF1007
PF1010
PF1210
PF1214
PF1315
PF1320
Size of rotor Feed opening Max. feed
(mm)
(mm)
size (mm)
Φ1000×700
400×730
300
Φ1000×1050 400×1080
350
Φ1250×1050 400×1080
350
Φ1250×1400 400×1430
350
Φ1320×1500 860×1520
500
Φ1320×2000 860×2030
500
Capacity
(t/h)
15-30
50-80
70-130
90-180
120-250
160-350
Power of
Motor (kW)
37
75
110
132
200
260
Weight (t)
6
12.5
16.5
19
24
27
Selektif Kırmayan Kırıcılar
Selektif kırmayan ve endüstride geniş kullanım alanı
bulan kırıcı tiplerinin başında, merdaneli (roll-breaker)
kırıcılar gelmektedir.
Bunların, kaba kömürden ince kömüre kadar her
irilikteki kömürü kırmak için geliştirilmiş tipleri vardır.
İri kömür kırılması için geliştirilen tiplerinin
merdaneleri, bıçak veya dişlerle donatılırken, ince
kömür kırılmasında kullanılanlarının merdaneleri düz
veya hafif çıkıntılara sahiptir.
Merdaneli kırıcıların, tek merdaneli, çift merdaneli ve
üçlü merdaneli olmak üzere, değişik tipleri vardır.
Merdaneli Kırıcılar
Merdane çapı
:1500 mm ye kadar
Merdane uzunluğu :1600 mm ye kadar
Gerekli motor gücü : 2 - 300 kW
Kapasite
: 15 - 900 t/h
Dönme hızı
: 1 - 7 m/s
Kırma oranı
: 1/5 çift merdanelilerde
:1/8 tek-üçlü ve hızlı dönen
çift merdanelilerde
Merdaneli kırıcılar
Kaba kömürden ince kömüre kadar her irilikteki kömürü
kırmak için geliştirilmiş tipleri vardır.
İri kömür kırılması için geliştirilen tiplerinin merdaneleri,
bıçak veya dişlerle donatılırken, ince kömür kırılmasında
kullanılanlarının merdaneleri düz veya hafif çıkıntılara
sahiptir.
Kullanım gayesine göre, çeşitli büyüklükte ve türde
merdaneli kırıcılar imal edilmektedir. Bunlar, hafif, orta
ağır ve ağır yapıya sahip olabilirler.
İnce Kömür Kırıcıları
Bu tür kırıcılar daha çok güç santralları için kömür
hazırlamada kullanılır.
Bu amaçla, merdaneli kırıcılar, çekiçli ve savurmalı
(darbeli) kırıcılarda kullanılmaktadır.
Besleyici Kırıcı:
• Tesise beslenen tüvenan malzemenin bir primer kırıcı
ile bir yüzey/iletici yüzey üzerinde kırılması işlemi için
kullanılan bir sistemdir. Ürün boyutu 300 mm’ye
kadar olabilmektedir.
Çekiçli kırıcılar:
•Kırma işlemi dinamik darbe etkisi ile yani çekiçlerin kırılacak malzemeye
darbesi ile başlamaktadır. Eğer tabanı ızgaralı çekiçli kırıcı kullanılırsa,
malzeme dinamik darbeyi takiben çekiçlerle ızgara arasında kesme ve
aşındırma kuvvetlerine de maruz kalmaktadır.
•Çekiçli kırıcılar, kapalı devre çalışma gerektirmeden, kırılmış malzeme üst
boyutunu kontrol imkanı sağlamaktadır. Çekiçli kırıcılarda daha çok kübiğe
yakın boyutta taneler elde edilmekte, yassı ve kıymık şeklinde tane oranı
minimum olmaktadır.
• Çekiçli kırıcılarda ufalama oranı oldukça büyük olabilmekte ve bu kırıcılar,
birincil, ikincil ve üçüncül kırıcı olarak kullanılabilmektedir.
Granülatörler:
•İnce kırma işlemi için geliştirilmiş bir ekipmandır. Düşük kaliteli, nem
oranı
ve/veya
kül
oranı
yüksek
kömürlerde
rahatlıkla
kullanılabilmektedir.
• 300 mm’ye kadar kömür beslenebilmekte ve %100’ü
boyutunda ürün alınabilmektedir.
-12 mm
•Pulverize ve akışkan yataklı yakma sistemlerine kömür hazırlamada
kullanılabilmektedir.
Çekiçli değirmenler
• Çekiçli değirmenlerde malzeme darbe, çarpma ve
kesme kuvvetleri etkisinde ufalanmaktadır.
• Çeşitli firmalarca geliştirilmiş değişik modeller
mevcuttur. Genelde ince boyut istendiğinde
tabanında elek bulunmaktadır
İnce kömür darbeli kırıcısı (coalpactor):
Pennsylvania crusher firması tarafından
koklaşır kömürleri 3 mm’nin altına ideal
boyut dağılımı ile kırmak için geliştirilmiş bir
kırıcıdır. Ayrıca akışkan yatakta yakılacak
kömürlerin hazırlanmasında da kullanıma
uygun olduğu belirtilmektedir
Cage
pactor
kırma
işlemini
yaparken daha az ince tane
oluşturmaktadır. Darbe çubuklarının
oluşturduğu çoklu darbe ufalama
işlemini
oluşturmaktadır.
Ürün
boyutu
rotor
hızıyla
ayarlanmaktadır.
Değirmen seçimi
Kömürlerde gerekli öğütme derecesi kömür tipine bağlıdır. Düşük uçuculu
kömürler yüksek tutuşma sıcaklıkları gerektirdiğinden daha ince öğütme
gerekmektedir.
Yüksek uçuculu kömürlerinde çok fazla öğütülmemesi gerekmektedir. Aksi
takdirde uçucu madde çıkışı çok hızlı olacak ve yakma havası ile uygun bir
karışım yaratamayacaktır
Değirmenler:
Kömür öğütmede genelde cevher hazırlamada da
kullanılan bilyalı ve çubuklu değirmenlere ilaveten,
merdaneli öğütücüler(Valsli Değirmenler), titreşimli
değirmenler, jet değirmenler, yüksek hızlı çekiçli
değirmenler ve aşındırma değirmenleri kullanılmaktadır.
Titreşimli değirmenler:
Linyitte ve sert kömürlerde kullanılmaktadır. Pek çok farklı
öğütme tüp şekilleri vardır. Besleme boyutu 16 mm’ye kadar,
ürün boyutu -25 mikrona kadar olabilmektedir. Kapasitesi 12
m3/h’e kadardır. Gerekli güç 132 kW’a kadardır
Merdaneli dik değirmenler
Çift taraflı bilyalı değirmen
Fanlı Değirmen(Beater Wheal)
Bu değirmenlerde üç işlem aynı anda gerçekleşmektedir,
•Kurutma
•Öğütme
•Hava ile taşıma
Cage mills
Kuru malzemelerin kırılmasında kullanılmaktadır. Dönen yüzeye
yerleştirilmiş olan çubuklar darbe etkisi ile ufalama
gerçekleştirilmektedir. Çubuklar arası mesafe ürün boyutunu
belirlemektedir.
Kömür Hazırlama Tesislerinde Kullanılan Sınıflandırma Üniteleri
Kömür hazırlama tesislerinde de cevher hazırlama tesislerinde kullanılan
tüm sınıflandırma yöntemleri kullanılmaktadır.
- Elekler
- Hidrosiklonlar
- Havalı seperatörler
Kömür eleme, kuru ve yaş eleme olmak üzere, 2 türlü yapılmaktadır.
Kuru eleme, kömürün yıkanması öncesinde sınıflandırılmasında
kullanılmaktadır.. Birçok tesislerde, yıkama öncesi sınıflandırma dahi, yaş
olarak yapılmaktadır. Böylece, eleme esnasında, kömürden şlamın
atılması da mümkün olmaktadır.
Kuru elemede, elenecek malzemenin kuru olması, eleme verimini
artırmaktadır. Malzeme nem oranı yükseldikçe, su, taneler arasında
kapiler çekim kuvvetleri oluşturmakta (sıvı köprüsü + kapiler alçak basınç
kuvvetleri) ve böylece ince tanelerin elenmesi zorlaşmaktadır. Burada
bahsedilen nem, yüzey nemidir. Nem oranı belirli bir oranın üzerine
çıkınca, sıvının meydana getirdiği kapiler çekim kuvvetleri kaybolmakta
ve yaş elemeye geçilmiş olmaktadır. Yaş elemede, suyun taneleri
birbirlerinden ayırıcı etkisi dolayısıyla, ince tane verimi daha da
artmaktadır.
Nemli kömürlerin kuru olarak elenmesini kolaylaştırmak için bazı tedbirler
almak mümkündür. Bunlar 2 grup altında toplanabilir:
-Taneler arasındaki çekim kuvvetlerini yenecek büyüklükte, elek kuvvetleri
yaratmak,
-Kurutma veya yaş eleme.
Elek tarafından tanelere, yeterli kuvvet tatbik edilmesi, elek gen
yüksekliğini ve gen sayısını artırmakla mümkündür. Burada, gen yüksekliği
gen sayısına göre, daha etkili olmaktadır.
Nemli kömürü kurutarak elemekte mümkündür. Ancak, bu çok pahalı bir
yöntemdir ve genellikle uygulanmaz. Kömür yaş olarak yıkandığından, bu
gibi durumlarda, direkt yaş eleme ile işe başlanmaktadır.
Eleme verimini nem dışında etkileyen diğer faktörler ise besleme oranı,
elek üzerindeki malzeme kalınlığı, elek açısı ve mekanizması, efektif eleme
alanıdır.
Besleme oranı; eleğin kapasitesinin üzerinde beslenmesi, elek altı malzeme
veriminin düşmesine, optimum kapasitenin altında yapılan beslemede verimin
düşmesine neden olmaktadır. Az miktarda beslenen malzeme elek yüzeyinde
sıçramalara sebep olabilmekte ve verim düşmektedir.
Elek üzerindeki malzeme kalınlığı; genel kural olarak, eleğin boşaltma ucundaki
malzeme kalınlığı elek açıklığının üç katını geçmemelidir. Bu oran atık yantaşların
elenmesinde 4 katına çıkabilmektedir.
Elek açısı ve eleme mekanizması; Her eleğin optimal bir çalışma eğimi vardır.
Eğimli bir eleğin kapasitesi ve verimi çalışma açısından etkilenmektedir.
Eğimdeki azalma
Belirlenen Kapasite oranı %
Optimum
100
2.50 den az
90 – 92.5
50 den az
80 – 85
7.50 den az
70 – 75
100 den az
60 –65
Eğimli elekler dairesel harekete sahiptir. Çalışma genliği 6 ile 9 mm arasındadır.
Seçilen genlik, her harekette elek üzerindeki tabakayı kaldırabilecek seviyede
olmalıdır.
Efektif eleme alanı; elek yüzeyini yerleştirmek ve korumak üzere kullanılan
bağlantı çubukları ve benzeri ekipmanların yarattığı, elemede kullanılamayan
alanların gözönüne alınmasıyla tesbit edilen, eleme alanıdır.
kömür hazırlama tesislerinde kullanılan elek cinsleri
Sabit Izgaralar, genel olarak profil çelikten yapılmaktadır. Açık alanları, % 50-60
civarındadır. Bunlarda, mal gravite ile hareket ettiğinden, meyil 35-45O arasında
değişmektedir. Zor elenir malda 50O ve daha da büyük meyil gerekmektedir. Izgara eni
en az 3xdmax ve ızgara boyu da (uzunluğu) en az 1.5xızgara eni kadar olmalıdır. Sabit
ızgaralarda, eleme sınırı kısıtlıdır. Kömür hazırlama tesislerinde kullanılan ızgaraların
açıklığı 400-500 mm civarında olmaktadır.
Sallantılı Elekler,.
Bilindiği gibi, değişik elek titreştirme (sarsma) sistemleri vardır. Bunları, çift eksantrik
milli, tek eksantrik milli ve balans titreşimli elekler olarak gruplandırmak mümkündür.
Kömür hazırlama tesislerinde daha ziyade balans titreşimli eleklerin tercih edildiği
söylenebilir. Balans titreşimli eleklerin en önemli avantajları, basit konstrüksiyona sahip
olmaları ve balans ağırlığının değiştirilmesiyle, gen yüksekliğinin ayarlanabilmesidir.
Balans titreşimli eleklerde, balans kütlesinin yerleştirilme durumuna göre, elek
üzerindeki tanelere (mala) dairevi veya lineer hareket verilmektedir. Örneğin, kömür
hazırlama tesislerinde, eleme gayesiyle kullanılan elekler dairevi hareketli seçilirken,
sudan ayırma gayesiyle kullanılan elekler, lineer hareketlilerden seçilebilmektedir.
Lineer hareketli eleklerde. eğim fazla olmadığından, yerleştirilmesi daha rahat
olmaktadır .
Kömür hazırlama tesislerinde kullanılan hidrosiklonların gayeside, genellikle suyundan
ayırma veya koyulaştırmadır.
Havalı Sınıflandırma
Havalı sınıflandırmanın esası, ters akımda çökelmeye dayanmaktadır.
Kömür hazırlamada en çok kullanılan sınıflandırıcı ise santrifüj tipi sınıflandırıcıdır.
Son zamanlarda, 8 m çapında 800 t/h kapasiteli santrifüj sınıflandırıcılar yapılmıştır. Bu
sınıflandırıcılarda, nem oranı % 6-7 civarında olan taşkömürleri işleme tabi
tutulabilmektedir. Çok nemli kömürlerin havalı sınıflandırıcıda, daha iyi
sınıflandırılması ve sınıflandırıcının sıvanmasının önlenmesi için, sınıflandırıcıya sıcak
hava gönderilmesi olumlu etki göstermektedir. Örneğin 40 t/h kapasiteli bir aygıtta, %
6-7 olan kömür neminin % 3.5-4.5 arasına indiği tesbit edilmiştir.
Kömür Harmanlama