Akışkan yatakta düşük kaliteli yakıtların değerlendirilmesi ve emisyon

fazladır. Yüksek kaliteli kömürlerin yakılarak endüstriyel ölçüde değerlendirildiği pulverize ateşleme sisteminde, yüksek kül oranlı yakıtları değerlendirmek çok zordur, çünkü yanma odasında biriken kül veya inert madde yanmayı önler veya verimsiz kılar. Pulverize yanmada tane boyutlarının 0,1 mm altında olması istenir. Ancak akışkan yataklarda daha büyük taneli yakıtlar kullanılabilir. Yüksek kül içerikli düşük kaliteli bir yakıtın pulverize olarak yanması için 0,1 mm’ den aşağı tane boyutuna indirilmesi işleminde yakıtın külünü de toz haline getirmek için de enerji harcamak gerekir. Böylece öğütme enerjisinin %50 külün tane boyutunu azaltmaya gitmiş olacaktır.

Düşük kaliteli yakıtların çoğu zaman kül oranı, nem oranı ve kükürt oranı yüksektir, ayrıca aynı kükürt oranına sahip olsalar bile kalorisi düşük olduğundan birim ısıya karşı üreteceği azot ve kükürt fazladır. Bu yüzden bu tür yakıtların akışkan yataklarda değerlendirilmesi önem kazanmaktadır.

Düşük kaliteli yakıtların yakılmasında kriter kül ve inert madde oranları değildir. Yanma kriteri, yatak ısı kayıplarının başlıçalarını oluşturan artık gaz entalpileri ile rutubet, kül ve fazla hava ısılarının toplamı ile düşük kaliteli yakıtın yanmasında açığa çıkan ısı toplamı arasındaki farktır. İkincisi birincisinden fazla olduğu ve yatakta diğer şartlar sağlandığı sürece yanma olacaktır. Hatta yatak ısı kayıpları tüm ısı girdisinin % 70’ ine kadar ulaşabilir. Çekoslovak Yakıt Araştırma Enstitüsü’ nde yapılan düşük kaliteli yakıtlara yönelik çalışmalarda % 75’ e kadar çıkan kül oranlı linyitlerin yakılabildiği ortaya çıkmıştır. Romanya’ da % 48 kül ve % 32 rutubet oranlı linyitleri yakacak sistemler geliştirilmiştir.

Ancak verilere göre 900- 950 o_{C’ lik bir yatak sıcaklığının sağlanabilmesi için, yataktaki}

inert madde oranının % 75’ i geçmemesi gereklidir. Öte yandan % 80 inert madde içeren bir kömürün yanması beslenen hava miktarı çok fazla olsa bile, 800 o_{C ‘ den fazla sıcaklığa ulaşılmaz.}

Ancak Amerika ve diğer birkaç ülkede % 60 küllü kömürler ülkenin gereksinimleri doğrultusunda yakılabilmişlerdir.

Akışkan yatakta yakılan yakıtın külü % 20 ‘ yi geçerse kül, gazlarla dışarıya taşınmaz ve yatakta kalır ve böylece yatak malzemesi olarak kullanılabilir. Böylece ayrı bir yatak malzemesine de gerek duyulmaz. hatta CaCO3 de içeriyorsa kükürdün tutulma sorunu

kendiliğinden halledilir. Örnek olarak Avgamasya asfaltiti içinde % 26, 75 kalsiyum karbonat bulunmaktadır.

Akışkan yataklarda düşük değerli artıkların yakılması ayrıca çevre kirliliği sorununa da çözüm getirir. Amerika’ da penssylvania eyaletinde kuzeydoğusunda kömür işletmeciliğinden yıllar boyu biriken artıklar 1250 km2 _{‘ yi kaplamışlardır. 800 farklı yığından oluşan bu artıkların}

rezervi 700 milyon tonu aşmaktadır. Bu tür yığınların yakılıp inert madde haline çevrilmeleri de ancak akışkan yataklar sayesinde olacaktır.

Akışkan yataklarda ayrıca birçok yanabilen sanayi artığı, tarımsal atıklar, lağım artıkları, şehir çöpleri de değerlendirilebilir.

Hava kirliliğini oluşturan ana etkenler kül, kükürt oksitler, azot oksitler, karbon dioksitler, hidrokarbonlar ve aldehitler olarak özetlenebilir. Bu elemanların doğal dengeyi ve çevreyi etkilemesi ise asit yağmuru ve atmosferdeki CO2 artışı gibi iki noktada önem kazanmaktadır.

Kül, ESP ve çöktürücüler ile tutulabilir, kükürt oksitler düşük kükürtlü yakıtlar kullanarak azaltılabilir. Ancak kükürt oranı ve kül oranı düşük olan bu tür kaliteli yakıtlar diğerlerine göre piyasa değeri yüksektir.

Yüksek kükürtlü yakıtlar pahalı yöntemler ile zararlı maddelerden arındırılırlar. Bu işlem ısıl etkinliği % 4 azaltır, çünkü temizlemeden sonra gazlar tekrar kullanılmak için sıcaklıklarını kaybederler.

Bir akışkan yataktan çıkan baca gazı içindeki katı tanecikleri daha basit sistemlerle gazdan ayrılırlar, çünkü çoğu daha yanma sırasında yatakta kalırlar ve miktarları azdır. Ayrıca katı parça büyüklüğü pulverize sistemden daha fazla olduğu için yakalanmaları kolaylaşmıştır.

Kalsiyum karbonat (Kireçtaşı), veya dolomit ilavesi ile yanma sırasında oluşan kükürt oksitleri yatak içinde CaSO4 şeklinde tutulabilmektedir. Yüksek sülfürlü kömürlerde bile % 90

SO2 tutulması gerçekleştirilmiştir. Ancak, en fazla kükürt giderilmesi 750-850 oC arasında

sıcaklıklarda olmaktadır.

Kömürde bulunan kükürdün yanması sonucunda oluşan kükürt dioksit gazı yayılımının yatağa kireçtaşı CaCO3 ya da dolomit CaMg(CO3)2 katılarak azaltılabildiği bilinmektedir. SO2

kireçtaşı ya da dolomitle oksitleyici şartlarda tepkimeye girip CaSO4 oluşturmaktadır.

CaO+SO2 + 1/2O2 → CaSO4

Oluşan CaSO4 yatakta tutulmaktadır. Kireçtaşı ya da dolomit sarfiyatının ve yatakta

biriken CaSO4’ ın azaltmak için gene akışkan yatak kullanan bir yeniden oluşturucu üzerinde

çalışılmaktadır.

SO2‟nin tutulmasındaki verim, kömürün içindeki yanar kükürt oranına uygun miktarda

kireçtaşının kullanılmasına bağlıdır. Bu nedenle, Ca/S oranı önemli olup, kazan tasarımında kömürün içindeki kükürt miktarı ile baca gazında SO2 emisyonunda yeterli azaltma

sağlayabilecek şekilde kullanılması gereken CaCO3 miktarı, diğer bir deyişle Ca/S oranı dikkate

alınmaktadır. Genel olarak Ca/S oranı 2-2,5 civarındadır. SO2 emisyonundaki gerekli azaltmanın

sağlanabilmesi ayrıca, kireçtaşının kalitesine (reaktivite nem oranı, CaCO3 yüzdesi vb.) ve

kazanda kalış süresine de bağlıdır. Yanma gazının hızıyla kazandan ayrılan büyük parçacıkların siklondan geri dönmesi, kazanda kalış süresini biraz daha uzatarak, emisyonlarda daha fazla azalma sağlamaktadır.

Kireçtaşı, yüksek basınçla çalışan akışkan yataklarda kükürdü daha iyi tutmaktadır. Dolomitin kükürt tutmasına basıncın etkisi olmaması gerekirken yüksek basınçta kükürt daha iyi

tutulmaktadır. Bu durum, gaz ile katı arasındaki temasın yüksek basınçta daha fazla olmasıyla açıklanmaktadır.

Havayı çeşitli azot oksitleri de kirletmektedir. Yanma sırasında baca gazlarında bulunan NOx’in büyük bölümü, havanın azotundan değil de yakıttaki azottan oluşmaktadır. Azot

oksitlerinin oluşumu yatak sıcaklığına sıkı bir biçimde bağlıdır. NOx yoğunluğu, 680 oC de

çalışma sıcaklığı olan yataklarda 180 ppm iken 850 o_{C olan çalışma sıcaklıklarında 600 ppm e}

çıkmaktadır. yüksek basınçla çalışan yataklarda NOx yayımı azalmaktadır. SO2 yayımını azaltmak

5. DÜŞÜK KALİTELİ LİNYİT YAKITLI TERMİK SANTRAL