Transcript nalan kömür ve doğaya etkileri

Kömür
ve
Doğaya Etkileri
 KÖMÜR,
mineral kısmı ve çok sayıda
organik materyali içeren organik kısmı ile
bir organik kayaç olarak tanımlanır.
 Kömür, günümüz turbalıklarına benzer
bataklık kökenlidir ve bataklık şartlarının
değişmesine bağlı olarak buralarda
biriken organik maddelerin "Kömürleşme"
olarak tanımlanan olay sonucu değişime
uğramasıyla oluşmuştur.
Kömürleşme
 Kömürleşmenin
birinci evresi, organik materyalin
biyo-kimyasal bozunmasıdır ve ortamın bakterilerin
yaşamasına elverişsiz derecede asidik oluşuna
kadar sürer.
 İkinci evre metamorfizmanın özellikleri, zamana
bağlı olarak basınç ve sıcaklığın değişmesidir.
Kömürün kalitesi uğradığı metamorfizma ile doğru
orantılı olarak değişir.
 Linyitten antrasite doğru oksijen ve hidrojen
içeriğinin azalması, karbon içeriğinin ve alt ısı
değerinin yükselmesi olarak gözlenir.
Kömürün Kimyasal Yapısı



Bu konuda çeşitli çalışmalar yapılmaktadır bu çalışmaların
yapılış sebeplerinden birisi de alınan numuneler ne kadar
iyi seçilirse seçilsin farklılık göstermesi ve kömürün
turbadan antrasite doğru gelişiminde ana kimyasal
özelliklerinin değişiklik göstermesidir.
Fakat kuramlar sonucu varılan nokta, kömürün temel
yapısının üç boyutlu polimerik sisteme benzer, molekül
ağırlığı 400 civarında olan ana parçaların oluşturduğu bir
sistem ve bu sistemin boşluklarında düşük moleküler
ağırlıklı materyalin bulunduğu şeklindedir.
Kömürün kimyasal yapısı, sıvılaştırma ve pyrolysis
davranışları için önemli, gazlaştırma ve yanma olaylarının
incelenmesinde önemsizdir.
Kömürün Yanması
 Kömürün
yanma mekanizması kimyasal olarak
çok karmaşık bir olaydır. Ortam şartlarına bağlı
olarak karmaşıklık daha da artar. Basit olarak
kömürün ve katı yakıtların yanmasını sağlamak
için, oksitleyici ortamın (hava) yakıtla tam temas
etmesi gereklidir. Bütün yakıtın oksitlendiği böyle
bir ortamı bütün elemanlar oksitlenmiş olarak C02
H20, NOx, S02 ve S03 halinde terkederler.
 Kömürün
enerji üretim amaçlı yakılmasında
genel olarak üç sistem kullanılmaktadır.
Bunlar;
 Kömürün sabit yatakta yakılması,
 Kömürün askıda yakılması
 Kömürün akışkan yatakta yakılmasıdır.
Sabit Yatakta Yakma
Kömür sabit ya da hareketli bir ızgaranın
üzerindedir ve hava düşük hızda aşağıdan
yukarıya doğru kömürün içinden hareket eder. Kül
ızgara altından alınır. Günümüzde bu sistemlerle
ilgili birçok problem çözülmüştür ancak, hâlâ
araştırma isteyen noktalar (yanma randımanının
arttırılması, yakma hızı, kül toplanma ve kül
aşındırmalarının önlenmesi) vardır.
Askıda Yakma (Pulverize Kömür Yakma)



Hemen hemen bütün termik santraller pulverize kömür
kullanarak buhar üretimi için askıda yakma sistemine
dayalı kazanlar kullanmaktadır .
Sistemin prensibi, kömürün 74 mikron altına öğütülüp
hava ile kazana taşınması ve sıcak zonda asılı halde
yanmasıdır.
Kazanın uygun dizaynı dolayısıyla kömür
karakteristiklerinden fazla etkilenmeyişi, yüksek ısı açığa
çıkarma, tam yanma ve düşük duman emisyonu
özellikleri sistemin kullanımını cazip hale getirmiştir.
 Pulverize
kömür kazanın merkezinde yanar ve
oluşan ısı (2700°F) süper ısıtıcılara hizmet eder,
sıcak gazlar kazanın daha ileri safhasında
yerleştirilmiş olan buhar tüpleri arasından geçer
ve bunları ısıtır.
 Gazlar daha sonra kazana beslenen su ve havayı
ön ısıtmada kullanılır. Gazlar en sonunda kül
tutuculardan ve bazı ünitelerde sıcak gaz kükürtsüzleştirme işleminden sonra atmosfere verilir.
Akışkan Yatakta Yakma (FBC)




Akışkan yataklı kazanda, yatak kömür, kül, kireçtaşı
ve kumdan oluşmuştur.
Kömür konsantrasyonu oldukça düşüktür.
Askıda yakma sistemine nazaran düşük sıcaklıklarda
(1400-1700°F) çalışır. Nedeni de ortaya çıkan ısının %
60'ının yatak içindeki tüplere transferi dolayısıyla
yüksek gaz sıcaklığına gerek olmamasıdır.
Yatakta açığa çıkan ısının % 35'i sıcak gazların su
ısıtıcı ünitelerde kullanılmasından sonra % 5'i gazlarla
atmosfere taşınır.
Sistemin avantajları;
a) Gerekli yüzeyin azalmasına karşın yüksek ısı
transferi,
b) Düşük kömür hazırlama maliyeti,
c) Yüksek ya da değişken kül içerikli kömürlerin
kullanılabilmesi,
d) Küçük kazan boyutlarıyla yüksek ısı üretim hızı,
e) Düşük sıcaklıktan dolayı azaltılmış koroz-yon,
erozyon ve sıvanma,
f) NO gazlarının üretiminde azalma,
g) Temizlenmiş baca gazlarının gaz türbininden
geçirilme olasılığıdır.
 Ülkemiz
kömürlerinin genç olmasından dolayı
kalorilerinin çok düşük olduğu bilinmektedir.
Kömürlerimizin %80'e yakını düşük kalori
değerlidir. Kükürt ve kül oranları ise hayli yüksektir.
Bu tip kömürler; yanma esnasında macunumsu
bir hal almaları nedeni ile çevre kirliliğini önlemek
için geliştirilen "Akışkan Yatak" teknolojisine
uygun değildir
 1.000
o
o
o
o
o
MW gücünde bir kömür santrali bir yılda 2.5
milyon ton kömür tüketerek doğaya:
CO2 gazı 6.000.000 ton!
SO2 gazı 120.000 ton!
NOx gazları 25.000 ton!
Atık kül 600.000 ton!
Civa, kadmiyum, kurşun antimuan gibi toksik ağır
metalleri salmaktadır.
ÇEVRE KİRLENMESİ


Kömürün kullanımı sonucu atmosfere katılan kirletici
elemanlar, ince toz, kükürt oksitler, azot oksitler, karbon
dioksit, hidrokarbonlar ve aldehitler olarak özetlenebilir.
Bu elemanların doğal dengeyi ve çevreyi etkilemesi
ise asit yağmuru ve atmosferdeki CO2 artışı gibi iki
noktada önem kazanmaktadır.
Asit yağmuru, pH 5,6'dan az olan yağmur ola
rak tanımlanmakta ve buna neden olarak da SO ve
Nox gazlarının H2S04ve HNO3 oluşturması
gösterilmektedir. Her ne kadar bu gazların sülfat ve
nitrat trasformasyonu kesinlikle açıklanmamış olsa da bir
takım açıklamalar mevcuttur.
 NO
'in HNO3 (nitrik asit) dönüşümü de çok karmaşıktır
ve ozonun varlığında birbirini takip eden çeşitli
safhalardan sonra NO N03'e dönüşür.
 Sülfat ve nitrat parçacıkları üzerinde yoğunlaşan su
buharı zamanla su damlacıklarını oluşturur.
 Damlacık içinde eriyen sülfat ve nitratlar kimyasal
değişime maruz kalır ve damlaların yağmur olarak
yeryüzüne ulaşmasıyla asit yağmuru gerçekleşir.
 Azot gazlarının zehirli olması, diğer kirleticiler ile
fotokimyasal reaksiyonlara girerek oluşturduğu
bileşiklerin insan sağlığı ve doğayı olumsuz yönde
etkilemesi diğer bir çevre problemidir.
 C02 Güneş’
ten gelen kısa dalga ışınların Dünya’
ya ulaşmasını engellemez fakat yeryüzünden
yansıtılan kızılötesi ışınları absorbe ederek
yeryüzüne yeniden yansıtırlar.
 Böylece C02 artışı kızılötesi ışınların daha çoğunun
geri dönmesi ve dünyanın ısınması demektir.
 C02 emisyonu böyie devam ederse önümüzdeki
yüzyıl içinde dünyadaki C02 miktarı ikiye
katlanacak ve sonuçta yüzey sıcaklığında 3° + 15
°C artış kutuplara daha yakın olmak üzere
gerçekleşecektir.
 Dünya’
da belli başlı kömür üreticisi ülkelerde
görülen yer altı kömürü yangınları gezegenimizin
ve üzerinde yaşayanların sağlığı için çok az
kimsenin farkında olduğu büyük bir tehdit olarak
değerlendirmektedir.
 Uzmanlar, başta Çin, Endonezya, Hindistan ve
ABD olmak üzere birçok ülkede süren yer altı
kömür yangınlarından yalnızca Çin'dekilerin bile
bile yılda 200 milyon ton kömür tükettiğini
vurgulamaktadır.
 Terk
edilmiş madenlerde yığılı kömür atıkları ya da
henüz kazanılmamış, yüzeye yakın kömür
damarları, tarla açmak için orman ya da çalı
yakılması gibi nedenlerle ateş almaktadır
 Bir kez tutuştuktan sonra kömür yangınları on yıllar,
hatta yüz yıllar boyu süre gelmekte ve atmosfere
yoğun miktarda sera gazı ve is parçacıkları
salınımına yol açmaktadır.
 Yangınların etkileri yalnızca atmosfere değildir.
 Yangınlarda ortaya çıkan arsenik, cıva ve
selenyum gibi toksit elementler yer altı sularına
akarsulara ve toprağa sızarak kirlenmeye de yol
açar.
 Kömürün
yanması sonucu doğaya birçok
zarar verilmektedir. Bu zararları kategorilere
ayıracak olursak aşağıdaki başlıkları söylemek
mümkün olur.
Hava kirliliği
 Su kirliliği
 Toprak kirliliği

Hava kirliliği
 Hava
kirliliği: katı sıvı ve gaz şeklindeki yabancı
maddelerin insan sağlığına canlı hayatına ve
ekolojik dengeye zarar verecek miktarda
atmosferde bulunmasıdır.
 Hava kirliliği etkenlerinin çoğunlukla fosil yakıtlar
olduğu bilinmektedir. bu yakıtların yanması sonucu;
kükürt dioksit, karbon dioksit, karbon monoksit, azot
monoksit, azot dioksit ve kurşun gibi kirleticiler
atmosfere salınır.
 Bu
kirleticiler sera etkisi ve asit yağmurlarına neden
olmakla birlikte insan sağlığını da doğrudan
etkilemektedir.
 Örneğin; kirli havanın solunması akciğerlerin iç
yüzeyini etkileyerek alerjik astım, bronşit vb.
hastalıklara yol açabilir.
 Kükürt ve azot oksitler gözün saydam tabakasında
tahrişe neden olabilir.
Su kirliliği




Su kirliliğine etkisini kısaca açıklayacak olursak; havaya
karışan kirleticiler değişik yollarla sulara taşınarak bunları
da kirletirler.
Havanın içinde bulunan kül, çinko oksit, toz gibi tanecikler
havadan çok ağır olduklarından aşağıya doğru inip suya
ve karaya ulaşırlar.
Ayrıca çeşitli kaynaklardan sulara karışan azot ve fosfor
bileşikleri su bitkilerinin ve bazı alg türlerinin kontrolsüz
çoğalmasına neden olur.
Bu olay sonucunda (ötrofikasyon) sonucunda sular yeşil ve
bulanık bir hal alır. kıyılarda algler birikir, oksijen oranı ve
suda yaşayan diğer canlıların oranı azalır, koku oluşur sular
içilmez duruma gelir.
Toprak kirliliği
 Havayı
ve suyu kirleten maddeler toprağın
kirlenmesine de etki eder.
 Kükürt dioksit oranı yüksek olan bir atmosfer
tabakasından geçen yağmur damlacıkları asit
yağışları halinde toprağa gelir. Toprak içine giren
bu sular ağaç köklerini bitkisel ve hayvansal toprak
canlılarını zarara uğratır.
 Toprakta gerçekleşen kimyasal reaksiyonları etkiler
ve yer altı sularına karışarak bu suları içemez hale
getirir.
Kaynaklar
 Orta
öğretim 9.sınıf biyoloji ders kitabı
 http://www.msxlabs.org/forum/soru-cevap/220682komur-dogayi-nasil-etkiler.html#ixzz1iD8y4Axy
 http://www.nukte.org/komurenerjisi
Nalan BAĞCI
232044
3/A
2.Öğretim