ASFALT PLENTİNE
ENTEGRE EDİLEREK
ENERJİ TASARRUFU
SAĞLAYAN KAPALI
AGREGA HAZIRLAMA
SİSTEMİ
Simge ChallengerBilinen klasik yöntemlere göre asfalt üretiminde kullanılacak agregalar kırma ve eleme tesislerinde süreçler, art arda gerçekleşecek şeklide geniş bir alana tesis edilir ve kırılan agregalar bu süreçler arasında konveyörlerle transfer edilirler. Buna göre orta büyüklükteki bir agrega hazırlama tesisi yaklaşık olarak 10.000 m ’lik bir yerleşim alanına ihtiyaç duyar. Yani, 2000 ton/gün kapasitesi olan bir asfalt üretim tesisinin sadece 10 günlük ihtiyacı için yaklaşık 20.000 ton (12.500 m ) taşın ocaktan konkasöre, kırıldıktan sonra da
konkasörden asfalt plentine taşınması, aktarılması ve açık alanlarda stoklan-ması gereklidir.
Asfalt üretiminde kullanılmak üzere bu şekilde üretilen agregalar, tane boyutlarına göre sınıflandırılarak açık alanlarda, yağmur, rüzgâr, kar vb. dış etkilere açık olarak stoklanır, dış ortamdan yabancı madde, nem absorbe ederler. Özellikle asfalt üretiminde en çok kullanılan gradasyon 0 ile 4 mm arasındaki agrega, önemli miktarda mikronize taş tozu içerir ve yapısı itibarıyla dış ortamdan, diğer sınıf agregalara göre daha fazla etkilenir, daha çok nem alır, okside olur, tozuma ile etrafa yayılarak kayba uğrar, çevre ve çalışan sağlığını olumsuz etkiler. Asfalt üretiminde kullanılacak agreganın açık alanlarda stoklanması üretim maliyetini arttıran, daha fazla depolama alanı ihtiyacı yaratan, üstelik agrega kalitesinin bozulmasına yol açan bir
durum olmasına rağmen, asfalt plentini sürekli olarak çalıştıracak şekilde, tüm sınıflarda yüksek miktarlarda önceden hazırlanıp depolanması bir zorunluluk-tur. Çünkü asfalt üretimi sırasında plentin durması, çalışma rejiminin bozulması istenmez. Sözü edilen bu sakıncalar, asfalt üretiminde kullanacağı agregayı dışarıdan hazır satın alarak temin eden işletmeler için daha da ağırdır. Çünkü, her cins agreganın ayrı ayrı taşınması ve güvenli seviyelerde stoklanması, gerekli taşıma ve yükleme araçlarının temini, artan işletme masrafları, geniş depolama alanı ihtiyacı, artan çevresel etkiler, özellikle ince agreganın dış etkenlerden (yağmur ve rüzgâr) korunması daha da zorlaşmaktadır.
Üretilecek asfaltın kalitesinin şartna-melere uygunluğunu sağlamak bakımından, kullanılacak agreganın içindeki nemin alınıp, proses sıcaklığına 2
3
MühendisveMakina • Cilt : 49 Sayı: 581
10
getirilmesi için kurutucudan geçirilmesi gereklidir. Kurutucuya beslenen agreganın nem oranı arttıkça, kullanı-lacak enerji ihtiyacı da artmakta, bunun sonucu olarak, daha çok yakıt tüketilmekte ve daha fazla hava kirliliği ortaya çıkmaktadır.
Açık alanlarda yapılan depolamanın sonucu olarak agreganın içerdiği nem oranının yükselmesi, yakıt tüketimini arttırmanın ve havayı daha fazla kirletmenin yanı sıra, doğal kaynak tüketimini, atık üretimini, toprak ve yeraltı suları kirliliğini ve gürültü kirlili-ğini arttırıcı etkiler de yaratmaktadır. Bütün bu sakıncalara rağmen, kullanılacak agreganın nihai ölçülerde kırılıp, açık alanlarda bekletilmesi klasik üretim modeli ile engellenememektedir. Avrupa'da toplam çevresel kirliliğin büyük bir bölümü, endüstriyel üretim faaliyetlerinden kaynaklanmaktadır. Buradan hareketle Avrupa Komisyonu 1996 yılında, endüstriyel tesislerin izin ve kontrol işlemlerini düzenlemek için 96/61/EC Integrated Pollution Prevention Control (IPPC) [3] Direktifini yayınlamıştır. Direktifin amacı
yüksek dereceli bir korunma sağlayabilmek için çevrenin bir bütün olarak ele alınıp kirliliğin önlenmesi ve kontrolüdür. Tesisin tüm çevresel performansını hesaba katan bütünsel bir yaklaşımla hava, su ve toprak kirliliği, atık oluşumu ve bertarafı, ham madde kullanımı, enerji verimliliği, gürültü, kazaların önlenmesi ve endüstriyel faaliyete son verilen alanların restorasyonu gibi, kirliliğin kaynakta kontrolü üzerinde durul-maktadır.
Diğer taraftan, dünya çapında küresel ısınma ve iklim değişikliğiyle mücadele için atmosferdeki sera gazı yoğunlu-ğunu, iklimi tehdit etmeyecek seviyelerde dengede tutabilmek ve atmosfere salınan CO miktarının 1990 yılındaki düzeylere düşürülmesi hedeflenmektedir. Bu hedeflerin sağlanabilmesi için özellikle gelişmiş ülkeler ve bu ülkelerdeki endüstri kuruluşları daha az enerji tüketen teknolojilere, metan ve karbondioksit oranı düşük alternatif enerji kaynakla-rına vb. çözümleri kullanmaya yönlendirilmektedir.
Avrupa Birliği ile birlikte tüm dünya
ülkeleri ve tüm endüstriyel sektörler bu konuda sorumluluk yüklenmişken asfalt üretimi sektörü endüstrisi de üretim süreçlerinde ortaya çıkan çevresel etkilerin azaltılmasının amacına yönelik değişim ve gelişim içinde olması kaçınılmazdır. Dünyada yılda 1500 milyon ton asfalt üretildiği göz önüne alındığında; Klasik sistem ile asfalt agregası hazırlanması ve asfalt üretim süreçlerinde hava, su ve toprak kirliliği, atık oluşumu, ham madde tüketimi, enerji tüketimi, gürültü kirliliği, kazalar ve endüstriyel faaliyete son verilen alanların restorasyonu gibi önemli çevresel etkiler yaratıldığı açıktır. Simge-Challenger sistemi projesi ile elde edilen sonuçlar, ilgili direktif ile amaçlanan hedeflere önemli katkılar sağlamaktadır.
Simge-Challenger sistemi klasik sistem üretim modeli ile karşılaşılan işletme ve çevre sorunlarının çözümüne katkı sağlamak üzere geliştirilmiştir. Bu yeni sistem, asfalt üretiminde hammadde olarak kullanılacak agreganın balast haldeki malzemeden, kapalı sistemde, tane büyüklüğü ve oranları kontrol edilerek kırılması, elenmesi, depolan-ması, istenen oranlarda ve gradasyonda, asfalt plentini kesintisiz olarak beslemesini sağlayan üretim yöntemi ve makineden oluşan bir sistemdir. Bu sistem özellikle ince agreganın açık alanda depolanması sırasında dışarıdan nem almamasını önlemek üzere, agreganın nihai ölçülerine getirilmeden, balast halde kırılarak depolanması, nihai kırımın asfalt üretimine entegre olarak yapılması, böylelikle dış etkilerden korunması, sekonder kırılma sırasında yükselen agrega sıcaklığının da korunması ve asfalt plentinin kesintisiz olarak beslemesine dayalı bir üretim metodu ve makinedir. Bütün bu işlemler, kırıcı, dik elevatör ve elekten oluşan makineler grubu ve özel yapıdaki 2
KLASİK SİSTEM İLE ASFALT AGREGASI ÜRETİMİ
MühendisveMakina • Cilt : 49 Sayı: 581
11
(patented) kapalı bir gövdeden oluşan bir sistem ile gerçekleşmektedir.
İşlem adımları sırasıyla; Asfalt üretiminde kullanılacak agregayı elde etmek için, taş sadece 1. kademede kırılır ve elenir, içindeki yabancı madde, kil ve topraktan kolaylıkla arındırılır. 25-75 mm boyutlarında balast olarak ayrılır. İkinci kademe de kırma işlemi, kapalı hale getirilmiş bu sistemin kırıcısında gerçekleştirilir, kırılan agrega kovalı bir elevatör ile yukarı taşınır, asfalt üretiminde ihtiyaç duyulan tane boyutu sınıflarına göre elenerek ayrılır ve özel yapıdaki kapalı gövde içindeki bölünmüş gözlere akıtılır. Gövde içindeki göz sayısı ve hacimleri, karışımda ihtiyaç duyulan agrega gradasyon sınıfı sayısı ve oranlarına uygun olarak belirlenmiştir. Göz içindeki agrega seviyeleri sensörler vasıtası ile kontrol edilir. Kırıcıda elde edilen agreganın tane dağılımı üretim ihtiyacına göre, kırıcı devir hızı ve debisi ayarlanarak dengelenir. Asfalt plenti çalıştığı sürece kırıcı çalışır ve gövde içinde biriktirilen agrega hacimsel olarak dozajlanarak kurutucuyu kesintisiz besler. Ana gövde altında dizilmiş ağızlardan gerektiğinde başka amaçlarla kullanılmak üzere de agrega boşaltılabilir. Sekonder kırma işlemi temiz balast malzemesi ile yapıldığından elde edilen agrega kurutucuya daha az nem ile girer, bu sayede kurutma için gerekli olan enerji ihtiyacı azalır, daha az yakıt tüketilir. Ayrıca enerji ihtiyacını azaltan diğer bir etken de, sekonder kırma sırasında ortaya çıkan ısı enerjisi ile yükselen (ortam sıcaklığından yaklaşık 10 C daha fazla) agrega sıcaklığının kurutucuya kadar korunmasıdır. Azalan enerji ihtiyacı ve yakıt tüketimi sonucu olarak, atmosfere yayılan CO yayılımı azalır. Sekonder kırma işlemi sırasında oluşan toz, sistemin tam kapalı hale getirilmesi ile emilerek toplanır, karışımda filler malzemesi olarak
kullanılması ya da endüstriyel ürün olarak değerlendirilmesi mümkün olur. Tozun çevreye yayılması ve çevresel etkiler minimize edilir.
Kurutucuya daha az nem ile alınan agreganın kurutulması ve ısıtılması için gerekli toplam enerji ihtiyacı doğal olarak azalmaktadır. Kurutucuda tüketilen enerjinin büyük bir kısmı agrega sıcaklığının proses sıcaklığına kadar yükseltilmesi ve ihtiva ettiği nemin buharlaşma sıcaklığına kadar ısıtılarak buharlaştırılması için kullanılmaktadır. Ayrıca bir miktar enerji de emisyonlarla ve radyasyon yoluyla kaybolmaktadır.
Agreganın içerdiği nem oranının % 5 olması halinde 1 ton asfaltın üretilmesi sırasında kurutucuda ihtiyaç duyulan agrega içindeki nemin buharlaştı-rılması, agreganın proses sıcaklığına ısıtılması, (emisyon ve radyasyon yoluyla oluşan kayıp dahil) enerji miktarı 67.620,0 kCal, nem oranının % 3 olması halinde bu enerji ihtiyacı 54.684,0 kCal olmaktadır.
Simge Challenger sistemi asfalt üretiminde kullanılacak agreganın nem içeriğini yaklaşık %0,5 olarak düşürülmesini sağladığından, bu sistem ile enerji ihtiyacı 34.377,0 kCal'ye düşmekte ve azalan enerji ihtiyacı ile birlikte tüketilecek yakıt miktarından hangi yakıt tipi kullanılırsa kullanılsın, % 37 - % 49,5 oranında yakıt tasarrufu sağlanmaktadır.
Doğaldır ki, asfalt üretimi öncesi agreganın ısıtılması ve kurutul-masında kullanılacak enerji ihtiyacı ne kadar düşükse yakıt miktarı da aynı oranda düşük olacak, özellikle fosil yakıtlardan ortaya çıkan sera gazları
da aynı oranda azalacaktır. Enerji üretiminde fosil yakıtların kullanılması halinde atmosfere salınan sera gazları içinde % 50 ile CO en büyük paya sahiptir. Bu nedenle CO ile ilgili salınım miktarları incelenmiştir. Diğer sera gazlarının da aynı oranda azalacağı açıktır. Azalan nem oranı ile birlikte ton asfalt başına enerji ihtiyacı ve aynı oranda atmosfere salınan Co miktarı da azalmaktadır.
İkinci kademe kırma işlemi sırasında klasik sistemde çok geniş bir alana yayılan ve toplanamayan taş tozları, yeni sistem ile prosesin kapalı hale getirilmesi sonucunda emilerek asfalt plenti filtre sisteminde toplanabilmesi ve çevreye yayılımı engellenerek, asfalt üretiminde filler malzemesi olarak kullanılmak üzere geri kazanılması mümkün olmaktadır. Ayrıca primer kırma tesisi daha az toz çıkaracak şekilde sadeleştiğinden havayı kirletme etkisi azalmış olmaktadır.
1. Agrega yükleme boşaltma işleminin azalması
2. Nakliye ve stoklama masrafının azalması
3. Birçok asfalt üretiminde zamanında “JIT” (Just In Time) agrega beslenmesi, böylece stoklama sırasında kirlenmenin önlenmesi 4. Agreganın geometrik özelliklerinde
iyileşme
5. Asfalt plenti kapasitesinde artış 6. Çalışma sezonunun uzatılması olarak
sayılabilir. ° 2 2 2 2
1. Enerji tüketiminin azalması
2. CO emisyonunun azalması
3. Toz emisyonunun azalması
4. Diğer faydalar;
2
SİMGE-CHALLENGER SİSTEMİ İLE ELDE EDİLEN FAYDALAR
MühendisveMakina • Cilt : 49 Sayı: 581
