KÖMÜRÜN GAZLAŞTIRILMASI ŞUBE NO: 2 GRUP NO:1 GRUP ÜYELERİ: SELİNAY ÖZEL EFSUN SİNERAY ARSLA DİLEK ÖZEN ŞEYDA NUR ERSOY

KÖMÜR NEDİR? Kömür; bitkisel kökenli organik maddeler ve inorganik bileşenlerden oluşan tortul bir kayaçtır.

Kömür kimyasal açıdan başlıca karbon elementiyle karbon bileşimlerinden ve oksijen, hidrojen elementleriyle birlikte daha az oranda kükürt ve azottan oluşur.

DÜNYA’DA KÖMÜR Kömür yataklarına dünyanın hemen hemen her yerinde rastlanır. Dünya üzerinde kömür yataklarının %95i şimal yanarı küresi üzerinde geri kalan %5 ide güney yarım küresi üzerinde dağılmıştır. Maden kömürü rezervi bakımından en başta gelen devlet Amerika Birleşik Devletleri bunu müteakip Rusya, Çin, Almanya, İngiltere ve Polonya’dır.

TÜRKİYE’DE KÖMÜR Yapılan araştırmalar sonucunda Türkiye’de linyit ve taş kömürü bulunmaktadır. En çok rastlanan kömür çeşidi ise linyittir. Türkiye'nin başlıca taşkömürü yatakları, Karadeniz Bölgesi'nin batı kesimindedir. Çeşitli derinliklerdeki taşkömürü yatakları ile Ereğli, Zonguldak havzası Türkiye'nin en önemli taş kömürü havzasıdır.Ereğli, Zonguldak

KÖMÜRÜN KULLANIM ALANLARI Kömürün yanıcı maddeler içermesi, çağlar boyunca yakacak olarak kullanılmıştır. Makinelerin üretilmesinden sonra pek çok sanayi dalında kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle kimya sanayinde, boyadan ilaca, gübreden plastiğe kadar çok geniş bir alanda, önemli bir ham maddesi olarak yer almaktadır.

KÖMÜRÜN GAZLAŞTIRMA PROSESLERİ

GAZLAŞTIRMA Kömürün gazlaştırılmasında amaç, içerdiği karbonun, gazlaştırma maddeleri ile tepkimeye girerek, gaz ürünlerinin eldesidir.

En iyi kömür gazlaştırma yöntemi, kömürün en az; işlem ve en yüksek ısıl verimle, kullanılma amacına uygun bir gaz haline dönüştürülmesidir. Endüstriyel ölçekteki kömür gazlaştırma prosesleri, 1860’dan beri uygulanmaktadır.

SABİT YATAKTA GAZLAŞTIRMA Bu sistemde, kömür, kül, reaktif gazlar ve ürünlerin akışı zıt akım ilkesine göre gerçekleştiğinden, ısı taşınımı çok iyi gerçekleşir. Özellikle kömür, biyokütle ve katı atık gibi katı yakıtların gazlaştırması, kontrollü hava ile gerçekleştirilerek, katı yakıtları katı halden gaz haline dönüştürme işlemdir. Akış yönüne göre dört gruba ayrılırlar.

LURGİ GAZLAŞTIRICISI Lurgi gazlaştırıcısı dikey silindirik konumda sabit yataklı basınç altında çalışan bir reaktördür. Gazlaştırıcı MPa basınç, C sıcaklık aralığında çalışmakta ve genellikle 5-50 mm’lik tane boyutunda kömür kullanılmaktadır. Lurgi gazlaştırıcısı sentetik doğal gaz(SNG) ve elektrik üretimi proseslerinde kullanılmaktadır.

YATAKTA GAZLAŞTIRMA AKIŞKAN YATAKTA GAZLAŞTIRMA Akışkan yataklı gazlaştırıcılarda, yakıt yatağı, reaktan gazlar olan hava ve oksijen su buharı ile akışkanlaştırılmaktadır.Kömür gazlaştırıcıya girince uçucu maddesi çıkmakta ve ardından, gazlaşma tepkimeleri gerçekleşmektedir. Akışkan yataklı gazlaştırma sistemlerine; Winkler, Westinghouse, Karbondioksit Alıcı Akışkan Yatak Gazlaştırma Prosesi ve IGT-U prosesleri örnek verilebilir.

WINKLER AKIŞKAN YATAK PROSESİ

Winkler akışkan yatak gazlaştırıcısı, dikey, silindirik, çelik kaplı ve refrakter tuğla ile örülü, 25 m’lik jeneratör kesitinde ve 22 metre yüksekliğindedir. Bu sistemde, petrol koku veya cm boyutlarındaki her tür kömür gazlaştırılabilir.

WESTİNGHOUSE AKIŞKAN YATAK PROSESİ Bu proseste art arda iki akıkan yatak gazlaştırıcısı bulunmaktadır. Kömür, 0,3-0.6 mm’lik tane boyutuna indirilir °C sıcaklıktaki ilk yatakta, kuru kmürün uçucularının kükürdü tutulur ve ikinci yataktan gele gazlarla kömür, hidrogazlaştırmaya uğratılır.

KARBONDİOKSİT ALICILI AKIŞKAN YATAK PROSESİ Bu proseste art arda iki akıkan yatak gazlaştırıcısı bulunmaktadır. Kömür, mm’lik tane boyutuna indirilir °C sıcaklıktaki ilk yatakta, kuru kmürün uçucularının kükürdü tutulur ve ikinci yataktan gele gazlarla kömür, hidrogazlaştırmaya uğratılır. Özellikle linyitin gazlaştırılması için geliştirilmiştir.

IGT-U AKIŞKAN YATAK GAZLAŞTIRMA PROSESİ Bu prosesi özellikle yüksek kükürt içerikli kömürlerin düşük ısıl değerli gaza dönüştürülmesinde kullanılır. Tane boyutu l mm’denküçük olmayan her cins kömür için uygundur. Kırılmış ve öğütülmüş olan kömür, oksijen ve buhar yardımıyla akışkanlaştırılmakta; hem de tepkime girmektedir. Gaz ürün, kükürtten arıtılmasından sonra, yakıt olarak elektrik santrallerinde ve yakıt hücrelerinde; ayrıca, sentez gazı olarak da amonyak ve metan üretiminde kullanılmaktadır.

SÜRÜKLEMELİ YATAKTA GAZLAŞTIRMA Bu sistemde, sabit yataklı gazlaştırıcıların aksine, kömür parçacıkları ile reaktif ve ürün gazları doğru akım ilkesine göre hareket eder, ayrıca, kömür parçacıklarının büyük çoğunluğu gaz fazında asılı durumdadırlar. Yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen bu tepkimeler nedeniyle diğer gazlaştırma sistemlerine göre oksijen tüketimi genellikle daha yüksektir. Su buharı tüketimi ise daha düşüktür. Yüksek sıcaklıklar, kömür külünün bir miktarının erimesinede yol açmaktadır. Bütün kömür çeşitleri kullanılabilmektedir.

KOPPER-TOTZEK(K-T) SÜRÜKLEMELİ YATAK PROSESİ Dünya genelinde 1962 yılından beri kurulan, kömür kullanan amonyak üretim tesislerinin tümünde, K-T gazlaştırıcıları kullanılmaktadır. Bu yöntem duyanın pek çok yerinde düşük, orta ve yüksek ısı değerli gaz üretiminde kullanılmaktadır. Prosesde her tip kömür ile diğer sıvı ve katı yakıtlar düşük buhar tüketimi ile kullanılabilir.

ERİYİK YATAKTA GAZLAŞTIRMA PROSESİ Eriyik yatak,katı ve gaz reaktanlar arasındaki ısı ve kütle taşınımını artırmak için,tur eriyiği gibi bir faza sahiptir.Bu tip gazlaştırıcılarda,kömür,su buharı,hava ya da oksijen,eriyik yatağa beslenir ve tepkime gerçekleşir. Bu tip gazlaştırıcıların ısı kaybı,eriyik içeriği,cüruf ve külün uzaklaştırılması gibi sorunları vardır. Bütün kömür çeşitleri kullanılabilmektedir.

ROCKWELL İNTERNATİONAL YATAKTA GAZLAŞTIRMA PROSESİ Rockwell Internatıonal eriyik yatakta gazlaştırıcı,alüminadan yapılmış,refrakter tuğla ile örülü,dikey bir silindirdir. Kömür ve sodyum karbonat,hav ile eriyik yatağına taşınır; kömür kısmen oksitlenir ve eriyik fazında pirolize uğratılır.

GÜNEŞ VE NÜKLEER ENERJİLİ GAZLAŞTIRMA PROSESLERİ Proseslerin enerjisini sağlamak için, güneş enerjisi ve nükleer enerji, alternatif kaynaklar olarak düşünülmektedir. Güneş enerjili ve nükleer enerjili endüstriyel gazlaştırma proseslerinin geliştirilmesi için teknik ve ekonomik çalışmalar devam etmektedir.

HİDROGAZLAŞTIRMA VE KATALİTİK GAZLAŞTIRMA PROSESLERİ Kömürden sentetik doğal gaz üretimi, karbonun hidrojen ile doğrudan tepkimeye girdiği hidrogazlaştırma ile yapılmaktadır. Katalitik gazlaştırma, kömürden tek aşamada metan eldesinde kullanılmaktadır.

KÖMÜRÜN YER ALTINDA GAZLAŞTIRILMASI Yer altı gazlaştırma yönteminin amacı, kömürü yerinde yakarak, endüstride kullanabilecek bir gaz haline getirmektir. Gazlaştırma işleminin ilk aşamasında açılan sondajların yardımıyla kömür damarına ulaşılır. Gaz üretim aşamasından yüzeye alınarak ön temizleme kademesinden geçirildikten sonra kullanım amacına göre işlemlerden geçirilir. Elde edilen gaz, üretildiği yerde veya hemen yakınındaki kazanlarda ısıtma tesislerinde, tuğla ve kireç fırınlarında ve elektrik santrallerinde kullanılabilir.

Yer altı gazlaştırmasının başlıca üstünlüğü çok az miktarda insan gücü kullanarak, sınırlı bir giderle, çıkartılmaya elverişli olmayan kömür yataklarının düşük ısı değerli gaz üretiminde kullanılması olmaktadır.

Gazlaştırma,atık olarak adlandırılan malzemelerin içinde bulunan geri dönüşümü mümkün olmayan kimyasal maddelerin ayrıştırılması ile artı değer oluşturur ve bununla yanması çevre açısından sorun olmayan yapay gaz (SNG) elde ederek enerji(ısı ve elektrik) üretiminde ve kimya sektöründe doğal gaza alternatif bir gaz yakıt ortaya çıkar.