KÜRLENME VE KURUTMA FIRINI BACA GAZI ATIK ISISI GERİ KAZANMA SİSTEMLERİ VE ÖRNEK BİR UYGULAMA

Yıl 2021, Cilt: 4 Sayı: 1, 40 - 52, 31.07.2021

Sezgin Çavuşoğlu , Mustafa Atmaca

Öz

Enerjinin ekonomik ve sosyal refahın önemli belirtilerinden biri olduğu ve hayat kalitesinin artırılmasında önemli bir rolü olduğu bilinmektedir. Özellikle gelişmekte olan ülkelerde artan nüfus, sanayileşme ve teknolojik gelişmelerden dolayı enerjiye olan talep giderek artmaktadır. Bu artış ile ülkeler enerjiye kolay, ucuz ve kesintisiz bir biçimde ulaşmak istemektedirler. Bu nedenle ülkeler alternatif enerji kaynaklarına ve enerjiyi daha verimli kullanabilecekleri sistemlere yönelmişlerdir. Ülkemizde de bu tip sistemler için uygulamalar yaygınlaşmaktadır. Özellikle enerji tüketimi fazla olan sanayi sektöründe enerjiyi daha verimli kullanmak için baca gazı atık ısısının geri kazanımı bu uygulamaların başında gelmektedir. Bu çalışmada otomotiv sektöründe kullanılan boyahane tesislerinin boya kurutma ve kürlenme fırını atık ısısından yararlanarak enerji verimliliğini artırmak ve sıcak su kazanının enerji tüketim yükünü azaltmak için kullanılabilecek enerji geri kazanım sistemleri değerlendirilmiş ve uygun bir ısı dönüştürücü sistemi tasarlanmıştır. Sistemin getireceği faydalar hesaplanmıştır.

Endüstriyel toz boya tesislerinde boyanması istenen metal parçalar, boyama safhasına gelene kadar birçok işlem görmektedir. Parçanın boyanabilmesi için öncelikle parçalar yağ alma banyolarından geçmektedir. Sonrasında metal yüzey üzerinde boyanın tutunabilmesi için çinkofosfat ile kimyasal tepkime sonucu yüzey aşındırma gerçekleştirilmektedir. Tepkime sonlandırılması için pasivasyon banyosundan geçen parçalar DI (deiyonize) su ile yıkanmaktadır. Boyama işlemine tüm parçalar tamamen kuru girmesi gerektiğinden dolayı boya işlemi öncesinde parçalar kurutma fırınından geçirilerek üzerinde kalan su kurutulmaktadır. Bu şekilde boya kabininden geçen ve boyanan parçalar mamul hale gelebilmesi için kürlenme fırınından geçerek toz boyanın pişmesi sağlanmaktadır. Son olarak fırın çıkışında kürlenme operasyonunda parçalar üzerine transfer olan ısının deşarj edilmesi için soğutma bölümünden geçerek montajlamaya uygun hale gelmektedir. Bu proseste bahsi geçen kurutma ve kürlenme fırını baca gazlarındaki atık ısı, ısı dönüştürücü ile geri kazanılarak çinkofosfat banyosundan çıkan ve doğalgaz kombisine tekrar ısıtılmak üzere dönen su borularına ısının transfer edilmesi amaçlanmaktadır. Bu sayede kombi giriş ve çıkışı arasındaki ∆T miktarını düşürmek ve bu yöntem ile doğalgaz tüketim miktarını azaltarak enerji kullanım verimliliğini artırmak amaçlanmaktadır. Sistem doğal kaynakların daha az kullanımı ve enerji verimliliğini artırmanın dışında çevre kirliliği konusunda da karbon salınımını azalttığı için daha temiz bir doğaya katkıda bulunacaktır.

Anahtar Kelimeler

Isı dönüştürücü, atık baca gazı, atık ısı, enerji tasarrufu, enerji kazanımı, yenilenebilir enerji

CURING AND DRYING OVEN CHIMNEY GAS WASTE HEAT RECOVERY SYSTEMS AND A SAMPLE APPLICATION

Öz

It is known that energy is one of the important signs of economic and social welfare, and it has an important role in increasing the quality of life. Demand for energy, especially due to increased population, industrialization and technological developments in developing countries, is increasing steadily. With this increase, countries want to achieve energy in an easy, cheap and uninterrupted manner. Thus, countries have shifted to alternative energy sources and systems where they can use energy more efficiently. In our country, applications for such systems are becoming widespread. Especially in the industrial sector, where energy consumption is high, recovery of the waste gas waste heat is at the beginning of these applications in order to use energy more efficiently. In this study, in order to increase energy efficiency of powder coating facilities, energy recycling systems researched and an heat exchanger system has been designed to utilize the paint drying and curing oven waste to heat water then systems results and benefits was investigated.

Parts which are requested to be painted by industrial powder coating facility must have several steps to be able to paint. First of all oil is eliminated from metal by passing inside of oil eliminating baths. To provide good paint sticking onto metal surface, chemical reaction is actualized with zinc phosphate to receive corroded surface. For finishing of the reaction parts go inside of passivation bath. Parts are washed with DI (deionized) water to remove chemicals from part. All parts must be totally dry before entering to paint booth therefore one drying oven is used to provide good parts. After painting parts go inside of the curing oven to get final shape. Curing oven cooks the powder and parts go out by passing inside of cooling zone for discharging of transferred heat inside of curing oven. The drying and curing ovens mentioned in this process contains waste heat inside of their chimneys. Aim of this project is decreasing ∆T of zinc phosphate bath central heating boiler’s input and output values by using occurred waste heat in oven chimneys. This heat will be transferred to central heating boiler input water pipe and ought to this heat transfer boiler efficiency will be improved.

Anahtar Kelimeler

Heat exchanger, waste heat, waste chimney gas, energy saving, energy gaining, recyclable energy

Kaynakça

• 1. Altınışık K. (2004). Uygulamalarla Isı Transferi, Nobel Yayın Dağıtım.
• 2. Bahar, O. (2005). Türkiye’de Enerji Sektörü Üzerine Bir Değerlendirme, Muğla Universitesi SBE Dergisi, (14), 35-59.
• 3. Bell, K.J. (1981). Delaware method for shell side design. in: S. Kakac, A.E. Bergles, F. Mayinger (Eds.), Heat Exchangers: Thermalehydraulic Fundamentals and Design. Hemisphere, New York, pp. 581-618.
• 4. Gurbuz, A. (2009). Enerji Piyasası İçinde Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Yeri ve Önemi, Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), 1-7, Karabük.
• 5. Kays, V.M. & London, A.L. (1984). Compact Heat Exchanger, third ed. McGraw-Hill, NewYork.
• 6. Shah, R.K. & Sekulic, D.P. (2003). Fundamentals of Heat Exchanger Design, first ed. Wiley, New York, 378-381.
• 7. Tsuzuki, N., Kato, Y. & Ishizuka, T. (2007). High performance printed circuit heat exchanger, Appl. Therm Eng. 27, 1702-1707.
• 8. URL-1 (2020). https://www.mmo.org.tr/sites/default/files/6_dunyadaveturkiyede.pdf
• 9. URL-2 (2020). https://www.termodinamik.info/atik-isi-geri-kazanim-sistemleri
• 10. URL-3 (2020). http://www.vat.com.tr/tr/rekuperator-nedir-nasil-calisir/
• 11. URL-4 (2020). http://www.thermopedia.com/content/1087
• 12. URL-5 (2020). https://www.vat.com.tr/tr/ekonomizer-atik-isinin-geri-kazanilmasi/
• 13. URL-6 (2020). http://www.demirmakina.com/DEMIR%20MAKINA_Ekonomizerler.html.https://arge7.com/detay2.asp?id=3370
• 14. Ünlü, O. (2020). Endüstriyel Toz Boya Tesisindeki Verimlilik İncelemesi Teknik Raporu.
• 15. Yılmaz, M. (2012). Türkiye’nin Enerji Potansiyeli ve Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Açısından Önemi, Ankara Üniversitesi Çevre Bilimleri Dergisi, (4), 33-54.