Bitümlü kömürler petrografik özelliklerine bağlı olarak koklaşma davranışı gösterirler. Kok üretimi sırasında değişik petrografik özelliklere ve kimyasal kompozisyonlara sahip olan kömürler bir araya getirilerek harmanlanır. Buradaki amaç hem iyi koklaşma sağlayarak yüksek kalitede metalürjik kok üretmek hem de üretim maliyetlerini belirli bir seviyede tutabilmektir [36]. Harman oluşturmak heterojen yapıda kömür yığınları elde etmek anlamına gelmektedir. Her ne kadar toplam kimyasal kompozisyon tek tek ölçümlenen kömür cinslerinin ortalamasını yansıtsa da laboratuvar ölçekli denemeler için alınan numunelerin ölçüm sonuçları birbirinden farklılık göstermektedir. Nitekim deneme çalışmaları sırasında analizlerde sürekli olarak aynı kömür harmanın kullanılmasının mümkün olmadığı gibi aynı harmandan yapılan analizlerde yakın değerler elde edilmesinin yanı sıra bire bir aynı sonuçların alınması mümkün değildir.
Petrol ve türevleri birçok farklı uçucu madde (VOC) ihtiva etmektedir. VOC’lerin düşük kaynama noktalarına sahip olmaları nedeniyle hızlıca dağılarak hava kirliliğine neden olmaları mümkündür [37]. Hidrokarbonların ozon oluşum kapasiteleri (ozone formation capacity) VOC ve NOx içeriklerine bağlıdır ve VOC / NOx = 8 seviyesine kadar yükselir sonrasında tekrar düşmeye başlar [38]. Bu durum, VOC'lerin troposferik ozon oluşumu açısından önemli kirletici olduğunu göstermektedir.
Poliaromatik Hidrokarbonların (PAH) oluşma mekanizması incelendiğinde; naftalin, inden, fenantren, piren gibi basit gaz PAH moleküllerinin yanma odalarında kimyasal reaksiyona uğrayarak daha büyük PAH molekülleri oluşturabileceği tespit edilmiştir [39]. Çevre ve sağlık üzerinde büyük etkilerinin olması nedeniyle PAH’lar yanma ve gazlaştırma süreçlerinde temel araştırma konuları arasında yer almaktadır. Birçok PAH bileşeninin yüksek düzeyde karsinojen ve mutajen olduğu bilinmektedir.
Metalürjik kok üretim sürecinin bir ısıl işlem olduğu göz önüne alınarak PAH ve VOC kirliliği potansiyeli dikkate alınmalıdır. COG ve PCG’nin neden olduğu çevresel risklerin azaltılabilmesi kömür harmanında kullanılan hammadde özellikleri ile doğrudan ilişkilidir. Bu gaz karışımlarının PAH ve VOC oranlarının araştırılması büyük önem taşımaktadır. Tablo 3.6’da yer alan COG ve PCG içerikleri baz alınarak %95 kömür- %5 petrokok karışımı ile koklaşma gerçekleştirilmesi durumunda oluşacak gaz kompozisyonların da doğrusal olarak değişeceği varsayılır ise insan karsinojeni olarak tanımlanan maddelerin değişimi konusunda yorum yapılabilir. Tespiti yapılan bileşenlerden Benzen ve Benz(a) pyrene maddelerinin insan karsinojeni olarak tanımlanmıştır [40]. Bu bileşenlerin değişiminin incelenmesi toksikolojik açıdan önem taşımaktadır. Karışım gazında Benzen %4,9 azalma göstererek 5290 ppm düzeyine düşerken Benzo(a)pyrene 0,0034 ppm düzeyinde varlık göstermiştir. Bu miktarlar ham gazda ölçülmüş olup kapalı sistemde gaz yıkama temizleme sistemlerinden geçirilmekte ve yakıt olarak kok bataryaları ve diğer proseslerde yakılarak atmosfere verilmektedir.
Metalürjik kok üretimi için yeterli miktarda vitrinit maserali ihtiva eden bitümlü kömür kullanılması gerekmektedir. Öte yandan, kok üretim maliyetlerinin düşürülmesi için çok sayıda çalışma yapılmaktadır. Bu nedenle kömür harmanında kullanılacak katkı maddelerinin optimizasyonu daha karmaşık bir hale gelmektedir. Kömür harmanında petrokok kullanımına ilişkin yapılan çalışmalarda, SO2 emisyonları da göz önüne
alınarak genelde %5-10 aralığında oranlarda petrokok ilavesi yapılmaktadır [41]. %4,37 kükürt içerikli bir petrokokun, kömür harmanına %5 oranında ilave edilmesi durumunda, harmanın kükürt içeriği %0,22 artmaktadır. Bu artış kok prosesinde kabul edilebilir düzeyde kalabilir ya da düşük kükürt içerikli taş kömürü kullanımı ile ayarlanabilir. Bu çalışmanın amaçları arasında kükürt emisyonlarının düşürülmesi bulunmamaktadır. Bu konuda başka çalışmalar yapılabilir. Bulgular ışığında, kömür harmanında %5 petrokok kullanımının VOC emisyonlarında %4,89 azalmaya, %10 petrokok kullanımının ise %9,79 azalmaya neden olduğu Tablo 3.6’da yer alan VOC ve PAH değerleri göz önüne alınarak teorik olarak hesaplanmıştır.
Benzer olarak, kömür harmanında %5 petrokok kullanımının PAH emisyonlarını %1,32 attırdığı; %10 petrokok kullanımının ise %2,63 attırdığı hesaplanmıştır. Ancak bu artış Tablo 3.7’de gösterildiği üzere belirgin bir eşdeğer toksisiteye neden olmamıştır. Sonuç olarak, kok üretim prosesi sırasında katkı maddesi olarak petrokok kullanımı VOC emisyonları ve PAH eşdeğer toksisite değeri özelinde daha çevre dostu bir yaklaşım olarak değerlendirilebilir.
Literatür bilgisine dayanarak CSR değerlerindeki 1 puan artışın yüksek fırınlarda kok kullanımını %5-11 düzeyinde düşürmesi CSR analizlerinin tekrar üretilebilirlik değeri %8,5 olması nedeniyle kabul edilebilir bulunmamaktadır. Öte yandan koklaştırma denemeleri sonucunda %5 petrokok kullanımı ile stabilite değerinde %1,36 iyileşme gözlenirken %10 petrokok kullanımı ile bu oran kısmen düşerek %0,78 düzeyinde bir iyileşme ile sonuçlanmıştır. Piyasa petrokok ve kömür fiyatları yıllar içerisinde değişmekle birlikte, gönümüzde ham petrokok taş kömüründen 50-60 USD düzeyinde daha ucuzdur. %5 petrokok ilavesi ile hazırlanacak harmanlar için Türkiye’deki 3 entegre demir çelik tesisinde yıllık toplam taş kömürü miktarı 800 bin-1 milyon ton azaltılabilir ve yaklaşık 50 milyon USD tasarruf sağlanabilir. Petrokokun kömür harmanında katkı maddesi olarak kullanılmasının çevresel etkilerde iyileşmelerin yanında ülke ekonomisine de katkı sağlanacağı düşünülmektedir.
Sonuç olarak yapılan bu çalışma ile petrokokun kömür harmanında kullanımının üretimde maliyet avantajı sağlamasına ve kullanılan kömür miktarının azaltılmasında katkıda bulunmasına yönelik literatür bilgileri teyit edilmiştir. İlave olarak kükürt formlarının incelenmesi ile taş kömürüne nazaran organik kükürt oranının daha yüksek olduğu gösterilmiş, kömür harmanının koklaşması sırasında gazdaki VOC ve PAH değerlerindeki değişimler ilk kez olarak incelenmiştir. Petrokokun koklaşma prosesinde kullanımının geçerli bir yöntem olduğu gösterilmiştir.
KAYNAKLAR
[1] https://docplayer.biz.tr/23641649-Turkiye-taskomuru-kurumu-genel- mudurlugu-taskomuru-sektor-raporu.html (Ziyaret tarihi: 17 Haziran 2014) [2] İnceoğlu D.N., Durmuşoğlu E., Petrokokun Koklaşma Prosesinde Kullanımı
Yolu İle Değerlendirilmesi, Ulusal Katı Atık Yönetimi Sempozyumu 2014, Van, Türkiye, 1-4 Eylül 2014.
[3] İnceoğlu D.N., Durmuşoğlu E., Petrokok Atığının Kükürt Formlarının İncelenmesi, Ulusal Katı Atık Yönetimi Sempozyumu 2016, Kastamonu, Türkiye, 11-14 Mayıs 2016.
[4] Escallon M. M., Aksoy P., Mitchell G, Petroleum And Petroleum/Coal Blends As Feedstocks in Laboratory-Scale And Pilot-Scale Cokers To Obtain Carbons of Potentially High Value, American Chemical Society, Division of
Petroleum Chemistry, 2005, 50 (4), 401-404.
[5] https://publications.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/6bbc73b7- 63fe-487e-8280-3be46c3bb294/language-en (Ziyaret tarihi: 16 Mayıs 2014). [6] http://benkoltd.com/suyapo/surdurulebilir/surdurulebilirlik.asp (Ziyaret tarihi:
22 Ocak 2014).
[7] http://v3.arkitera.com/UserFiles/File/download/Turkiyenin_Illeri_Surdurulebilir lik_Arastirmasi.pdf (Ziyaret tarihi: 06 Nisan 2015)
[8] Broadbent C., Role of LCA in Evaluating The Sustainability Of Steel, World Steel Association, http://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:ab368151-732d- 4aee-8e25-28fddcaadec1/03+EN+Steel+and+LCA+Seminar_19July2012_ Beijing.pdf (Ziyaret tarihi: 12 Nisan 2017).
[9] https://www.oyakmadenmetalurji.com.tr/sites/1/upload/files/2012_faaliyet_ra poru-212.pdf (Ziyaret tarihi: 13 Nisan 2015).
[10] https://anahtar.sanayi.gov.tr/tr/news/turkiye-demir-celik-ve-demir-disi-
metaller-sektoru-strateji-belgesi-ve-eylem-plani/565 (Ziyaret tarihi: 13 Nisan 2015).
[11] Musatti D. C., Coke Ovens Industry Profile Report, EPA- U.S. Environmental
Protection Agency, RTI Project Number 7018-061, 1998.
[12] https://perswww.kuleuven.be/~u0008825/Cursusmateriaal_html/Cursus%20 Constructiematerialen%202_Bach/Coke%20Production%20for%20Blast%20 Furnace.doc (Ziyaret tarihi: 16 Şubat 2014).
[13] Haryanto. B, Air Pollution - A Comprehensive Perspective,1st Edition, Intech, Rijeka, 2012.
[14] Nehrozoğlu A., Kok Fabrikası Ünite içi Eğitim Kitabı, Ereğli Demir ve Çelik Fabrikaları T.A.Ş, Zonguldak, 2004.
[15] Pis J.J., Menendez J.A., Parra J.B., Alvarez R., Relation Between Texture and Reactivity in Metallurgical Cokes Obtained from Coal Using Petroleum Coke as Additive, Fuel Processing Technology, 2002, 77-78, 199-205.
[16] Alvarez R., Pis J. J., Diez M.A., Barriocanal C., Canga C.S., Menendez J.A., A Semi-Industrial Scale Study of Petroleum Coke as an Additive in Cokemaking, Fuel Processing Technology, 1998, 55, 129-141.
[17] Menendez J. A., Diez M.A., De la Puente G., Fuente E., Alvarez R., Pis J. J., Thermal Behaviour And Reactivity of Green Petroleum Cokes Used as Additives in Metallurgical Cokemaking, Journal of Analytical and Applied
Pyrolysis, 1998, 45, 75-87.
[18] Barriocanal C., Hanson S., Patrick J.W., Walker A., The Quality of Interfaces in Metallurgical Cokes Containing Petroleum Coke, Fuel Processing
Technology, 1995, 45, 1-10.
[19] Fermoso J, Arias B, Gil MV, Plaza MG, Pevida C, Pis JJ, Rubiera F., Co- gasification of Different Rank Coals with Biomass and Petroleum Coke in a High-Pressure Reactor for H(2)-Rich Gas Production, Bioresour Technol., 2010, 101(9), 3230-3235.
[20] http://bioweb.sungrant.org/nr/rdonlyres/f4ae220b-0d98-442c-899f- 177cfd725add/0/gasification.pdf (Ziyaret tarihi: 23 Şubat 2015).
[21] Cizkova A., Juchelkova D., Comparison of Yield of Tires Pyrolysis in Laboratory and Pilot Scales, Geoscience Enginnering, 2009, 4, 60-65.
[22] Rofiqul Islam M., Parveen M., Haniu H., Islam Sarker M.R., Innovation in Pyrolysis Technology for Management of Scrap Tire: a Solution of Energy and Enviroment, International Journal of Enviromental Science and Development, 2010, 1(1), ISSN:2010-0264.
[23] Malça J., Freire F., Uncertainty Analysis of the Life-Cycle Greenhouse Gas Emissions and Energy Renewability of Biofuels, http://www.interchopen.com (Ziyaret tarihi: 18 Nisan 2017).
[24] Scholze B., Meier D., Characterization of the Water-Insoluble Fraction from Pyrolysis Oil, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2011, 60, 42-54. [25] Diez M.A., Alvarez R., Barriocanal C., Coal For Metallurgical Coke Production:
Predictions of Coke Quality And Future Requirements for Cokemaking,
International Journal of Coal Geology, 2002, 50, 389-412.
[26] Zhang D., Thermal Decomposition of Coal, Coal Oil Shale, Natural Bitumen,
[27] https://www.epa.gov/sites/production/files/2016-09/documents/kcbx-
screening-level-hazard-characterization-petroleum-coke-201106-20pp.pdf (Ziyaret tarihi: 11 Ekim 2015).
[28] Sakurovs R., Interactions Between Coking Coals and Plastics During Co- Pyrolysis, Fuel, 2003, 82, 1911-1916.
[29] Zmuda W. A., Budzyn S., Wolszczak J., Janik J. F., Investigations of Coking Coal Blends Containing a Coal Tar Pitch-Based Carbonaceous Waste Component Towards Utilization in Coke Ovens, Acta Geodyn. Geomater., 2005, 2, 4 (140), 91-96.
[30] Birghila S., Popovici I. C., Dumitru A., Study on Phsical-Chemical Properties of Petroleum Cokes, Romenia Journal of Physics, 2011, 56, 976-982.
[31] Kriz V., Brozova Z., Co-pyrolysis of Coal/Waste Polymers Mixtures, Acta
Geomater, 2007, 4, 2 (146), 39-42.
[32] http://www.restek.com/pdfs/EVAN1725B-UNV.pdf. (Ziyaret tarihi: 10 Ocak 2018).
[33] Stach, E., Mackowsky, M-TH., Teichmüller, M., Taylor G.H., Chandra, D., Teichmüller, R., Stach’s Textbook of Coal Petrology, 3rd Edition, Gebrüder Borntraeger, Stuttgart, 1982.
[34] Toprak, S., Kömür, Kömür Petrografisi ve Kok Teknolojisinde Kullanımı, İskenderun Demir ve Çelik Fabrikaları T.A.Ş., Hatay, 2018.
[35] Ibrahim, H. A. H., Morsi B. I., Desulfurization of Petroleum Coke: A review.
Industrial and Engineering Chemistry Research, 1992, 31, 1835–1840.
[36] Büzkan İ., Kömür Petrografisi Teknikleri ve Endüstriyel Uygulamaları,
Madencilik, 1987, 26 (4), 31-38.
[37] Guo, H., Volatile Organic Compounds (VOCs) Emitted from Petroleum and Their Influence on Photochemical Smog Formation in the Atmosphere,
Journal of Petroleum and Environmental Biotechnology, 2012, 3(1), 1–2.
[38] Carter, W. P. L., Pierce J. A., Luo D., Malkina I. L., Environmental Chamber Study Of Maximum Incremental Reactivities Of Volatile Organic Compounds,
Atmospheric Environment, 1995, 29 (18), 2499–2511.
[39] Kislov, V. V., Sadovnikov A. I., Mebel A. M., Formation Mechanism Of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Beyond The Second Aromatic Ring, The
Journal of Physical Chemistry A, 2013, 117, 4794–4816.
[40] https://cfpub.epa.gov/ncea/iris/search/index.cfm (Ziyaret tarihi: 25 Şubat 2019).
[41] İnceoğlu D.N., Özbay İ., Karademir A.,VOC and PAH Characterization Of Petroleum Coke At Maximum Thermal Decomposition Temperature, Energy
Sources, Part A: Recovery, Utilization, And Environmental Effects, 2018,
KİŞİSEL YAYINLAR VE ESELER
[1] İnceoğlu D.N., Özbay İ., Karademir A.,VOC and PAH Characterization of Petroleum Coke at Maximum Thermal Decomposition Temperature, Energy
Sources, Part A: Recovery, Utilization, And Environmental Effects, 2018,
DOI:10.1080/15567036.2018.1548509.
[2] İnceoğlu D.N., Özbay İ., Özbay B., Yüksek Fırın Ve Çelikhane Çamurlarından Hidrometalurjik Yöntemle Çinkonun Uzaklaştırılması, İSME 2017 Uluslararası
Madencilik Ve Çevre Sempozyumu, Muğla, 27-29 Eylül 2017.
[3] Aksoy C., Özbay B., İnceoğlu D.N., Özbay İ., Metalürjik Yakıt Hazırlama Prosesinde Atık Yönetimi: Kok Üretim Tesisi Örneği, İSME 2017 Uluslararası
Madencilik Ve Çevre Sempozyumu, Muğla, 27-29 Eylül 2017.
[4] İnceoğlu D.N., Durmuşoğlu E., Petrokok Atığının Kükürt Formlarının İncelenmesi,
Ulusal Katı Atık Yönetimi Sempozyumu 2016, Kastamonu, 12 Mayıs 2016.
[5] İnceoğlu D.N., Durmuşoğlu E., Organik Bazlı Demir Çelik Atıklarının Karakterizasyonu, Ulusal Katı Atık Yönetimi Sempozyumu 2015, 16 Ekim 2015. [6] İnceoğlu D.N., Ekmekçi Z, Recycling Oily Mill Scale By Flotation, Porous Powder
Material Symposium, İzmir,15-18 Ekim 2015.
[7] İnceoğlu D.N., Durmuşoğlu E., Piroliz ile Atıktan Enerji Elde Edilmesine Genel Bakış, 13. Uluslararası Yanma Sempozyumu, Bursa, 09 Eylül 2015.
[8] İnceoğlu D.N., En Güvenli Laboratuvar Henüz Kurulmamış Olandır, Kimya Ve
Sanayi Dergisi, 2015, 1, (3).
[9] İnceoğlu D.N., 5. Element Ateş, Kimya Ve Sanayi Dergisi, 2015, 1, (2) , 14-15. [10] İnceoğlu D.N., Durmuşoğlu E., Petrokokun Koklaşma Prosesinde Kullanımı Yolu
İle Değerlendirilmesi, Ulusal Katı Atık Yönetimi Sempozyumu 2014, Van, 03 Eylül 2014.
[11] İnceoğlu D.N., Ekmekçi Z., Recycling Oily Hot Roll Mill Scale By Using Green Cleaning Agent, Eurasia Waste Management Symposium, 28 Nisan 2014.
[12] İnceoğlu D.N., Gemici V., Çalışma Ortamına Uygun Maske Seçimi, II. Tehlikeli
ÖZGEÇMİŞ
20 Kasım 1976’da Ankara’da doğdu. Babasının görevi nedeniyle değişik illerde okul hayatını sürdürdü. 1987-Kurtuluş İlkokulu, 1994-Ankara Gazi Anadolu Lisesinden mezun oldu. ODTÜ Kimya Bölümünden Şubat 2000’de mezun oldu. Medikal, ilaç kalite kontrol laboratuvarları gibi değişik iş tecrübelerinin ardından Ankara Kriminal Polis Laboratuvarlarına çalıştığı sırada başladığı Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Farmasötik Toksikoloji Yüksek Lisans programını Haziran 2005’te İsdemir İş Güvenliği Müdürlüğü’nde İSG Kontrol Elemanı olarak görev yaptığı dönemde tamamladı. Ocak 2005-Haziran 2006 arasında İsdemir’de sürdürdüğü görevi sırasında OHSAS 18001 ve ISO 14001 kurulum aşamalarında görev aldı. Haziran 2006 itibariyle Erdemir İş Güvenliği Müdürlüğü’nde İSG Uzmanı olarak görev yaptı. Kasım 2006 tarihinde Eğitim Müdürlüğünde İş Güvenliği Eğiticisi olarak göreve başladı. 31 Mayıs 2007 tarihinde Defne’nin doğumunun ardından, yapılan organizasyon değişikliği nedeniyle Eylül 2007- Ağustos 2008 tarihleri arasında Çevre Yönetim Başmühendisliğinde Çevre Operatörü unvanıyla çalışmasının ardından Yardımcı İşletmeler ve Çevre Yönetim Müdürlüğünde “Ünite İş Güvenliği Uzmanı” olarak atandı. 2009 yılında Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çevre Mühendisliği Bölümünde doktora programına başladı. Erdemir Ar-Ge Direktörlüğü’nün kurulmasıyla Ekim 2012 tarihinde Proje Yöneticisi/Araştırmacı olarak atandı. Halen bu birimdeki görevini sürdürmektedir.
Erdemir ve İsdemir’de aldığı bazı sertifikalı eğitimler:
Büyük Endüstriyel Kazaların Risklerinin Azaltılması (07-09.02.2017) Patlamadan Korunma Dokümanı Hazırlama (25-27.01.2017)
PMP (30.01.2016)
Sustainability Management Certificate Program (21.11.2015) Tehlikeli Madde Güvenlik Danışmanlığı (24-31.10.2015) A Sınıfı İş Güvenliği Uzmanlığı Sertifikası (21.12.2013) Güvenlik Bilgi Formu Hazırlayıcısı (23 - 26.12.2013/24 Saat)
Kabinden Kontrollü Vinç Operatörlüğü Belgelendirme (12- 16.12.2011 /30 Saat) ISO 16001 Temel Eğitimi (05.11.2010)
Güvenlik Bilgi Formu Hazırlayıcısı(16.10.2009) C Sınıfı İş Güvenliği Uzmanlığı(01.04.2006) TS-18001 Temel Eğitimi(14.02.2005) TS-14001 Temel Eğitimi(01.03.2006) İç Tetkikçi(12.04.2006)