Termik Santral Küllerinde Yanmamış Karbonun Pulverize Kömür Boyut Dağılımı ve Uçucu Madde İçeriği ile İlişkisi

Yıl 2020, Cilt: 9 Sayı: 4, 1745 - 1755, 25.12.2020

Mehmet Bilen Serdar Yılmaz

https://doi.org/10.17798/bitlisfen.672377

Öz

Bu çalışmada, bir termik santral özelinde, uçucu küller yanmamış karbon açısından incelenmiş ve elde edilen analiz sonuçları kömürün kısa analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Kömüre dayalı enerji santrallerinde verimi anlatan bir ifade olan yanmamış karbon, gerek kömüre bağlı nedenlerle gerekse yanmanın gerçekleştiği koşulların etkisiyle ortaya çıkmaktadır. Yanmanın gerçekleştiği kazanların dizayn edilen şartlar haricinde çalıştırılması oldukça güç olup kazana ait parametrelerin etkisinin incelenmesi laboratuvar veya pilot ölçekli yanma düzeneklerinde gözlemlenebilmektedir. Kazana ait parametreler olarak verilen fazla hava, kazan içi yanma süreleri, sıcaklık dağılımları veya yakıcı pozisyonları düşünülebilir ve bunlara kazan dizaynına ait birçok parametreyi eklemek mümkündür. Ancak aynı yanma kazanının aynı şartlar altında farklı kömür örnekleriyle çalıştığı bir süreç incelenirse ve bu süreçte küllerde farklı değerlerde yanmamış karbon tespit edilirse, bunun nedeninin daha çok kömüre ait nedenler olduğu düşünülebilir. Kömür heterojen yapısı nedeniyle aynı menşeiden tedarik edilse bile kazan içi yanma rejimi farklılaşabilmektedir. Bu aşamada tedarikçilerin kömürleri ve bu kömürlerin kazanda yanma performansları değerlendirilmeli, ve kömür türlerine bağlı yanmamış karbon ilişkisi gözetilmelidir. Bu çalışmada, iki farklı santral değerlendirilmiş olup, 17 farklı uçucu madde içeriği olan kömür kullanan birinci santralde gözlemlenen 17 farklı yanmamış karbon değerinin ilişkisi kurulmuş ve sonuçlar kömürün uçucu madde içeriğinin yanmamış karbon üzerinde oldukça etkili olduğunu göstermiştir. İkinci santralde ise pulverize kömür örneklerinin boyut dağılımları incelenmiş ve boyut parametreleriyle yanmamış karbon arasındaki ilişkiler belirlenmiştir. Kömür boyut dağılımına ait D32 boyut parametresinin yanmamış karbon ile ilişkisinin anlamlı olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Yanmamış Karbon, Kömür, Boyut Parametreleri, Termik Santral, Uçucu Madde

Kaynakça

• 1. ASTM D3175-07 Standard Test Method for Volatile Matter in the Analysis Sample of Coal and Coke, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2007, https://doi.org/10.1520/D3175-07 2. ASTM D7348-13 Standard Test Methods for Loss on Ignition (LOI) of Solid Combustion Residues, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013, https://doi.org/10.1520/D7348-13 3. Bilen M. (2013) Eren Enerji Zonguldak Termik Santrali Küllerinin Yanmamış Karbon Bakımından Değerlendirilmesi, Bülent Ecevit Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi 4. Bilen M. ve Kizgut S. Modeling of unburned carbon in fly ash and importance of size parameters, Fuel Processing Technology Volume 143, March 2016, Pages 7-17 5. Bartonova L, Klika Z and Pears D A (2006) Characterization of unburned carbon from ash after bituminous coal and lignite combustion in CFBs, Fuel 86: 455-463. 6. Granite E, Pennline H.(2000) In: Proceedings of the technical sessions presented by the Conference on carbon on utility fly ash, Pittsburgh, May 16, 2000. 7. Pallarés J, Arauzo I and Teruel E (2009) Development of an engineering system for unburned carbon prediction, Fuel 88: 187-194 8. Lee B H, Eddings E G and Jeon C H (2012) Effect of Coal Blending Methods with Different Excess Oxygen on Unburned Carbon and NOx Emissions in an Entrained Flow Reactor, Energy Fuels 26: 6803-6814 9. Li, Y., Zhang, J.-S., Liu, Q., Lu, J.-L., Yue, G.-X., Sarofim, A.F., Beér, J.M., Lee, Y.Y., Eliasson, B.(2001) A study of the reactivity and formation of the unburnt carbon in CFB fly ashes, Dev Chem Eng Mineral Process, 9 (2001), pp. 301-312 10. Moroń,W. (2007) In Combustion Characteristics of Blended Coals, THIRD EUROPEAN COMBUSTION MEETING, Proceedings of the European Combustion Meeting: U.K. 11. Shibaoka M. (1986) Carbon content of fly ash and size distribution of unburnt char particles in fly ash Fuel, 65 (1986), pp. 449-450 12. Stubington J.F., Wang A.L.T. (2000) Unburnt carbon elutriation from pressurised fluidised bed combustion of Australian black coals, Fuel, 79 (2000), pp. 1155-1160 13. Volkan S (2006) Afşin-Elbistan termik santrali uçucu küllerinden yanmamış karbonun geri kazanımı, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi. 14. Yan W and Li J (2009) Modelling of the unburned carbon in fly ash, EPE 1: 90-93 15. Walsh P.M., Xie J., Douglas R.E., Battista J.J., Zawadski E.A. (1994) Unburned carbon loss from pulverized coal combustors Fuel, 73 (1994), pp. 1074-1081