Hammadde hazırlama

Hammadde ocaklarında, açık ocak işletmeciliğiyle çıkartılan 0-1000 mm aralığında boyuta sahip hammaddeler kırıcıdan geçirilerek, 0-30 mm boyutlarına düşürülmektedir. Burada amaç, boyut küçültmenin ilk aşamasını gerçekleştirmek, sevkiyat kolaylığı sağlamak ve homojene stok hollerinde stabil üretim için gerekli olan homojenliği yüksek karışımlar elde edebilmektir. Hammaddenin kırıcıya getirilmesi ve homojene stokholleri görünümü Şekil 2.1’de verilmiştir.

Tesiste iki adet 1500 t/saat hammadde kırma kapasiteli, bir adet 400 t/saat yardımcı malzeme kırma kapasiteli toplam üç adet kırıcı bulunmaktadır. Günlük kırıcıdan geçen malzeme hareketi yaklaşık 20.000 tondur.

48

Şekil 2.1. Hammaddenin kırıcıya getirilmesi ve homojene stok holleri

2.1.2 Farin öğütme

Çimentodan istenen özelliklerin sağlanabilmesi için fiziksel ve kimyasal olarak istenilen değer aralığına sahip olması gerekmektedir. Kırıcılardan geçen malzeme, farin değirmenlerine gelerek mikron seviyesinde küçültülür ve farin silolarına alınarak burada depolanır (Şekil 2.2). Homojen stok hollerinden alınan hammaddeler değirmende öğütülerek farin haline getirilir. Çimento hammaddelerinin dikkatle orantılanmış bir karışımı olan farinin ana bileşenleri kireç ve silistir.

49

2.1.3. Klinker üretimi

Farin olarak tanımlanan kimyasal ve fiziksel özellikler bazında istenilen standarttaki hammadde, yarı mamul üretim grubunda pişirilerek klinker olarak isimlendirilen yarı mamul oluşur. İşletmede 3 adet klinker üretim hattı bulunmaktadır. Prekalsinasyon ön ısıtıcılı kuru sistem olarak adlandırılan döner fırınların toplam üretim kapasitesi 4.000.000 t/yıl’dır.

Fırın içerisinde yakıtın yanması için; yakıtın yanı sıra oksijen ve ortam sıcaklığına ihtiyaç vardır. Yakıtın tutuşması için asgari 550 °C sıcaklığa ihtiyaç vardır. Yanmanın devamlılığı ve tam yanma (verimli yanma) sağlanabilmesi için daha yüksek sıcaklıkta bir ortam ve oksijen ihtiyacı vardır. Fırından çıkan 1100-1200 °C sıcaklığındaki klinker soğutmaya düşer, atmosferden alınan soğuk hava fanlar vasıtasıyla soğutmaya aktarılır. Burada meydana gelen ısı transferi ile klinker ısısını havaya vererek soğur, hava ise klinkerden aldığı ısıyla sıcaklığı yükselir (Şekil 2.3). Isınan hava aynı zamanda yanma havası olarak da kullanılacaktır.

Şekil 2.3. Fabrikada klinker üretimi, klinker soğutma ve çimento üretimi

Hammadde ocaklarında bulunan kömür stok alanından alınan kömürler karayoluyla kömür besleme alanlarına getirilir. Buradan bantlar yardımıyla kömür değirmenlerine gelen kömür öğütülerek mikron seviyesinde küçültülür. Kömürün tam ve verimli yanması için yanma yüzey alanına ihtiyaç vardır. Bu nedenle daha önce bahsedilen farin değirmenlerine benzer modellemede 5 adet dik kömür değirmeni mevcuttur. Bu kömür değirmenleri, 3 adet döner fırına öğütülmüş kömür beslemektedir.

2.1.4. Çimento üretimi

Fırınlarda elde edilen klinker, alçı taşı ve katkı malzemesi; belirli oranlarda çimento değirmenine şarj edilerek öğütülür. İşletmede 4 adet çimento değirmeni mevcuttur.

50

Çimento değirmenleri, farin, kömür ve tras değirmenlerinden farklı olarak; yatay, tüp şeklinde bilyeli değirmenlerdir.

İşletmede üretimi gerçekleştirilen çimento türleri şunlardır: CEM I, CEM II CEM IV ve Petrol Kuyusu Çimentosu (PKÇ).

2.1.5. Paketleme

Çimento silolarında depolanan ürün, dökme veya torbalı çimento olmak üzere iki farklı yöntemle satışa sunulmaktadır. Altı adet 100 t/saat kapasiteli kantarlarda 50’şer kg’lık torbalara doldurularak torbalı çimento; yine 100 t/saat deşarj kapasiteli altı adet ve 150 t/saat kapasiteli dört adet dökme hattıyla da dökme çimento adı altında satışa sunulmaktadır.

2.1.6. Sürdürülebilirlik faaliyetleri

Enerji ve yakıt tüketiminin yoğun olduğu bir sektör olan çimento üretim sektöründe, sürdürülebilirlik çalışmaları büyük önem taşımaktadır. İşletmede, sürdürürülebilir üretim çamur kurutma tesisi, atık ısı geri kazanım tesisi (18 MW/saat kapasitede) ve atıktan türetilmiş yakıt (ATY) besleme tesisi (5 t/saat kapasitede) ile gerçekleştirilmektedir.

Enerji geri kazanımı ve çimento sektörüne entegre yapısıyla Türkiye’ de bir ilk olan çamur kurutma tesisi günlük 250 ton yaş çamur kabulü ve 54 ton granül ikincil yakıt çıkışıyla çalışmaktadır. Proses genel olarak üç aşamadan oluşmaktadır: Isı enerjisi kazancı, kurutma prosesi ve alternatif yakıt kullanımı. Döner fırınların soğutma ünitesi sonrası çıkan baca gazı ile transfer yağı ısıtılarak, kurutma işlemi için gerekli olan sıcak hava elde edilmektedir. Böylece, ısı enerjisinden kazanç sağlanmaktadır. Arıtma çamuru kurutma tesisinin görünümü Şekil 2.4’de verilmektedir.

51 Şekil 2.4. Arıtma çamuru kurutma tesisi

Kalorifik değeri 2500 – 3500 kcal/kg ve katı madde içeriği % 90 olan kuru çamur, klinker üretimi için döner fırına beslenerek alternatif yakıt olarak kullanılmaktadır. Yakıt olarak kullanılacak arıtma çamurunun kalitesi, organik katıların içeriği, besin içeriği (azot, fosfor gibi), ağır metal içeriği, patojenik organizma, virüs ve toksin içeriği gibi kriterlere göre değişiklik gösterebilmektedir. Çamur kurutma tesisinde %90-95 katı madde içerecek şekilde granül haline getirilen evsel ve endüstriyel arıtma çamurlarına ait temel özellikler aşağıdaki tabloda verilmiştir (Tablo 2.1). Ayrıca, çamur kurutma tesisine kabul edilecek çamurun, solvent, yanıcı ve parlayıcı maddeler içermemesi istenmektedir.

Atık ısı geri kazanım (WHR) tesisi, temel olarak çimento prosesinden artan ve bacalardan atılan yüksek debili sıcak gazın geri kazanımı ile çalışan bir sistemdir. 2013 yılında devreye alınmıştır. Tesiste, daha önceki yıllarda proses gereği bacalardan atılan atık ısı, kurulan yeni kazanlar ile buhar enerjisine, buhar enerjisi de buhar türbini vasıtası ile elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. İşletmenin elektrik tüketiminin yaklaşık %25’i atık ısıdan geri kazanım ile sağlanmaktadır.

52

Tablo 2.1. Çamur kurutma tesisi için atık kabul kriterleri

Parametre Minimum Maksimum

Rutubet (%) 80

Kalorifik değer (kcal/kg) 3000

Klor (%) 1

Organik içerik (%) 35 85

pH 5,5 8,0

Toplam fibre içeriği (%) 0 20

Kaba maddeler (>5 – 10 mm) 0 8 İnce maddeler (0.3 – 5 mm) 0 12 Amonyak (mg/kg) 0 12000 Toplam sülfür (mg/kg) 0 5000 Toplam demir 0 20000 Florür (mg/kg) 0 100

Uçucu olmayan yağlı maddeler 0 30000

Toplam PCB (mg/kg) 0 0,8

AOX (mg/kg) 0 500

BTX (mg/kg) 0 50

WHR tesisi kurulmadan önce atmosfere atılan 300-450 o

C gazları soğutmak için kullanılan su ve elektrik enerjisinden tasarruf edilirken, gazların da atmosfere uygun sıcaklıkta atılması sağlanmaktadır. Şekil 2.5’ de atık ısı geri kazanım tesisinin şematik görünümü verilmektedir.

53

2.2. Çimento Üretiminde Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi Uygulaması