ENERJİ KAYNAKLARI KÖMÜR.

... konulu sunumlar: "ENERJİ KAYNAKLARI KÖMÜR."— Sunum transkripti:

1 ENERJİ KAYNAKLARI KÖMÜR

2 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ İnsanların eski çağlarda ısı kaynağı olarak odun ve odun kömüründen, enerji kaynağı olarak da insan ve hayvan gücünden yararlandıkları bilinmektedir. Ayrıca rüzgâr ve su kaynaklarından da bilgisi ve teknik imkânları ölçüsünde yararlandığı da söylenebilir. Günümüzde enerji üretiminde en çok kullanılan kaynaklar; kömür, petrol, doğal gaz ve nükleer kaynaklardır. Bazı durumlarda turba ve odun da kullanılır. Su gücünden elde edilen hidroelektrik enerjisi de bunlara ilâve edilirse dünyada kullanılan enerjinin %99'unun bu kaynaklardan sağlandığı görünmektedir.

3 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Maden kömürünün yanıcı bir madde olarak bilinmesinin tarihi yüzlerce hatta binlerce yıl öncesine kadar geriye gittiği bilinmektedir. Bilgilerimize göre, maden kömüründen ilk yararlanma girişimi Çin’de başlamış, bu ülkede binlerce yıl öncesinde konut ısıtmasında olduğu gibi porselen yapımı gibi zanaat kollarında bu kaynaktan ısı temininde yararlanılmıştır.

4 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ TARİHÇE Kömür, ilk önce Çinliler tarafından milattan önce kullanılmıştır. Kömürün yoğun olarak kullanımı ise 18. yüzyılın ikinci yarısına rastlar.

5 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Avrupa’da ise maden kömürünün tanınmasının tarihi, günümüzden kısa bir süre öncesine isabet etmektedir. Marko Polo’nun Çin’e gerçekleştirdiği ilk seyahat sonrasındaki anıları arasında Çin’de gördüğü maden kömüründen “Yanıcı Bir Taş” olarak söz etmesi ve Avrupalıların bunu hayretle karşılamaları o tarihlerde maden kömürünün Avrupalılarca bilinmediğini göstermektedir.

6 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Ancak belirtmek gerekir ki, maden kömürü İlk Çağ bilginleri tarafından bilinmekteydi. Plinius, Galya’lıların bakır filizini eritmek için ateşte kızıllaşan taşlar kullandıklarını yazmıştır. Plinius’dan çok önceleri Aristo, eserlerinde maden kömürüne değinmiş, M.Ö.320 yılında Aristo’nun öğrencisi olan Ophrasto, Trakya’da bitümlü koku yayarak yanan bir taşın varlığından bahsetmektedir. Romalıların ise, açtıkları yol ve kanallarda kömüre rastlamış oldukları; ancak ihtiyaç duymayarak, önemsemedikleri anlaşılmaktadır. Ancak Avrupa'da dikkatlerin maden kömürü üzerine çevrilmesinde ve onun yüzeye çıkmış mostralarının işletilmesinde, orman tahribi sonucu ortaya çıkan odun ve odunkömürü kıtlığının etkisi büyük olmuştur.

7 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Avrupa'da kömürden yararlanma, şüphesiz kömürün demir endüstrisinde yüksek fırınlarda kullanılmasından çok önce başlamıştır. ilk yararlanan ülkeler; İngiltere, Fransa ve Belçika'dır. İngiltere'de meskenlerin ısıtılmasında kullanılan maden kömürü, kısa sürede önemli bir ticaret maddesi olma özelliğini kazanmıştır. Nitekim 13. ve 14. yüzyıllarda Newcastle havzası kömürleri, Avrupa kıtasına gönderilmeye başlanmıştır. Kömürün yüksek fırınlarda kullanılmasına kadar ormanlardan sağlanan odun ve odun kömürü, talebi karşılayamadığı gibi fiyatı da yükselmiştir. Doğal olarak bu durum maden kömürünün kullanımını zorlamıştır. 18. yüzyıl sonlarında doğru Avrupa'da maden kömürünün hem ısı hem de enerji kaynağı olarak kullanılması Makine Çağı'nın başlamasına neden olmuştur.

8 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Isı Kaynağı Olarak Maden Kömürü
Maden kömürünün yakıt olarak kullanılması ve böylece buhar gücünün endüstriye tatbik edilmesi 18. yüzyıl ortalarında İngiltere'de başlamıştır. Kömürü endüstride yakıt olarak kullanarak endüstri devrimini başlatan İngiltere, hem kömür hem de demir madeni açısından zengin bir ülkedir. Orman varlığı zengin olduğu dönemlerde kömürü, fakir yakacağı olarak nitelendiren İngilizler, orman alanlarının hızla daralmasıyla maden kömüründen yararlanmak zorunda kalmışlardır. Çünkü bu dönemde İngiltere, artan nüfusun ve gelişen tarım ve endüstrisinin gereksinimi olan odun ve odun kömürünü temin etmekte zorlanmıştır.

9 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Maden kömürünün demir endüstrisindeki önemi, demir cevherinin yüksek fırınlarda eritilmesiyle başlamıştır. Kok kömürü ile üretilen pik demir, daha fazla karbon(C) içerdiği için, hem hammaddenin daha iyi değerlendirilmesi hem de ekonomik olması açısından büyük önem taşımaktadır. Daha sonra ortaya çıkan Ressemer ve Martin yöntemi ile çelik üretimi kayda değer bir gelişmedir. Çelik üretimi, makinaların, lokomotiflerin, rayların ve gemilerin yapılmasını sağlamıştır. Bunlar da ulaşım sistemlerinde önemli gelişmelerin yaşanmasına neden olmuştur. Takip eden yıllarda teknolojide yaşanan birçok yenilikler, maden kömürünün, demir endüstrisinde ısı kaynağı olarak kullanılması ile başarılmıştır.

10 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Enerji Kaynağı Olarak Maden Kömürü
Kömür ile demirin ahenkli işbirliği sonucu gerçekleşen endüstri devrimi, dağınık ve ağır bir tempoyla çalışan atölyeler devrine son vermiş ve yeni bir dönem başlatmıştır. Büyük endüstrinin kuruluş ve gelişme aşamasında maden kömürü, enerji" kaynağı olarak endüstrinin temel unsuru olmuştur. Maden kömürü, 19. yüzyıl başında kazandığı bu önemini aynı yüzyılın sonuna kadar sürdürmüştür. Bu dönem içinde sayıları giderek çoğalan endüstri kuruluşları, kömür havzalarının olduğu yerde ya da yakınlarında toplanmak zorunda kalmıştır. Bu durum, dünyada endüstrinin kuruluşuna ve dağılışına doğrudan etki etmiştir.

11 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Maden kömürüne sahip ve bundan eskiden beri yararlanan ülkeler; başta İngiltere, A.B.D., Almanya, Fransa ve daha birçok ülkeden oluşmaktadır. Bu ülkeler endüstrilerini kurarak her yönden gelişme kaydederken, maden kömürü olmayan ya da olup da bu kaynaklardan gereği gibi yararlanamayan ülkeler gerilemiş ve bu alanda üretimi sağlayan atölyeleri birer birer kapanmıştır. Bunun sonucunda endüstriyel gelişmeye ayak uyduramayan ülkeler fakirleşmeye başlamıştır. Nitekim ilk ve orta çağlarda dünyanın her bakımdan ağırlık merkezini oluşturan Akdeniz ülkeleri, endüstri devriminden sonra söz konusu bu duruma düşmüşlerdir. Bugün maden kömürü bakımından yoksun ya da fakir ülkeler bütün çabalarına rağmen büyük gelişme kaydedememişlerdir.

12 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Gelişen sanayi ve endüstri, kömür kullanımını arttırmış, kömürü önemli bir mineral haline getirmiştir. Kömür; demir-çelik sanayisinin hammaddesi olarak buharlı motorlarda, buharın oluşumu için yakıt olarak kullanılmış Bugün çıkarılan kömürün büyük bölümü ise elektrik üretimi ve çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.

13 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Hammadde Kaynağı Olarak Maden Kömürü
Maden kömürü, önemli bir ısı yeteneği-kaynağı olması yanında modern endüstrinin de önemli hammaddesidir. Bugün kömürün hammadde olarak kullanıldığı bir çok sanayi kolu vardır. Bunlar arasında kok ve hava gazı sanayii başta gelir. 19. yüzyılın ikinci yarısına gelinceye kadar maden kömüründen sadece kok üretiliyordu. Kok üretimi sırasında ortaya çıkan bazı gazlardan yararlanma imkânı mevcuttur. Hava gazı bunlardan ilk yararlanılandır. Fransa'da hava gazı, başta buhar kazanlarının altında yakılarak güç üretiminde kullanılmıştır. Daha sonraki buluşlar ve gelişmeler sayesinde, önceleri sadece yakıt olarak kolorifik gücünden yararlanılan bu gazlardan katran, benzol ve amonyak gibi önemli maddelerin üretilmesi de gerçekleştirilmiştir

14 MADEN KÖMÜRÜ ve ÖNEMİ Elde edilen bu üç önemli madde yeni bir endüstri dalının en önemli hammaddesini oluşturmuştur. Gerçekten de bu endüstri, aspirin başta olmak üzere ilâç, boya, sentetik lif ve daha pek çok ürünün elde edilmesini sağlamıştır. Bunlardan amonyaklı sulardan; amonyak tuzları, sülfat, nitrat, benzolden; kimyasal boyalar, piramidón, antipirin, aspirin vb., katrandan; cilâ, asfalt, ağır, orta ve hafif yağlar elde edilmiş, bu yağlardan; benzin, naftalin, patlayıcı maddeler ve çeşitli ilâçların üretiminde yararlanılmıştır.

15 KÖMÜRÜN MENŞEİ Kömür yer kabuğunu oluşturan maddelerden biridir. Bundan dolayı meşei, oluşumu ve coğrafi dağılışı jeoloji ile açıklanabilir. İnsanlar kömürlerin menşei ve oluşumu konusu ile daha 16. yüzyıl başında ilgilenerek bir takım varsayımlar ortaya atmışlardır. Bunlardan ilki; 1544 yılında Agricola nın ortaya attığı hipotezdir. Agricola'ya göre kömür, petrolün katılaşması sonucu meydana gelmiştir. 16. yüzyıl sonlarına doğru Klein, kömürün menşeinin ağaçlar olduğunu ileri sürerek bu konudaki çalışmalara yeni bir yön vermiştir (1592). Nitekim daha sonra Scheucher (1709), Beroldinger (1778) ve De Lue (1778) de kömürdeki bitkisel malzemeyi tespit etmiştir. Hutton (1883), Link (1838) ve Gumhel'in (1883) yaptıkları çalışmalarla da kömürün menşeinin bitkisel malzeme olduğu ortaya konulmuştur .

16 KÖMÜRÜN ÖZELLİKLERİ VE ÇEŞİTLERİ
Kömürün esas olarak karbon (C), hidrojen (H) ve oksijenden(O2) meydana geldiği bilinmektedir. Bunların yanısıra çok az miktarda bile olsa nitrojen ve kükürt bulunmaktadır. Bütün bu elementlerin değişik oranlarda bir araya gelmesi sonucu, kimyasal yapıları birbirinden farklı değişik kömür cinsleri ortaya çıkmaktadır. 4C6H10O (C9H6O) + 7CH4 + 8CO2 + 3H2O

17 KÖMÜRÜN ÖZELLİKLERİ VE ÇEŞİTLERİ
SINIFLANDIRMA Kömürler çeşitli şekillerde sınıflandırılabilir. Üç tip kömür vardır: Antrasit, taş kömürü linyit. Antrasit en değerli kömür türüdür. En sert kömür türü olup yandığında diğerlerinden daha fazla ısı verir. Kömürler organik olgunluklarına göre; linyit, alt bitümlü kömür, bitümlü kömür, antrasit tiplerine ayrılırlar.

18 KÖMÜRÜN ÖZELLİKLERİ VE ÇEŞİTLERİ
Maden Kömürlerinin Cinsleri Isı değeri (kcal/kg) Uçucu Madde (%) Su Muhtevası Kül Muhtevası Uzun alevli kömürler 7600 38-45 5 Kısa alevli kömürler 7800 33-38 Gazlı kömürler 8000 28-33 Yağlı kömürler 8400 19-28 Yarı yağlı kömürler 8600 12-19 3.5 Antrazit 8800 5-12 2 Gök.M.S.C:\Users\Sau\Desktop\dünya kömür madenleri.pdf.11/12/2014

19 KÖMÜRÜN ÖZELLİKLERİ VE ÇEŞİTLERİ
Turba: Genellikle Kuaterner’de oluşmuş ve henüz maden kömürü olarak kabul edilemeyecek kadar genç oluşumlardır. Turbada bitkisel madde henüz kömür haline dönüşmemiş ve bitkisel malzeme bazı kısımlarıyla yapısını olduğu gibi korumaktadır. Bununla birlikte turba, kömür oluşumunun ilk aşamasını temsil ettiğinden, genel anlamda kömür kapsamında değerlendirilmektedir. Turba lifli, kahve renkli ve kısmen çürümüş organik kalıntılar içerdiğinden bitkilerin lif ve dalları gibi bazı kısımları kolayca ayırt edilebilmektedir.

20 KÖMÜRÜN ÖZELLİKLERİ VE ÇEŞİTLERİ
Turba:

21 KÖMÜRÜN ÖZELLİKLERİ VE ÇEŞİTLERİ
Linyit: Turba ile asıl maden kömürü arasında orta değerde bir kömürdür. Bünyesinde ağırlığının %20 ile 40’ı oranında nem bulundururken, karbon oranı %55-75 arasında olmasına bağlı olarak yandığında az sıcaklık vermesine karşılık fazla miktarda duman vermektedir. Kalori değeri maden kömürlerinden az olup, kcal/kg arasında değişmektedir

22 KÖMÜRÜN ÖZELLİKLERİ VE ÇEŞİTLERİ
Antrasit Karbon bakımından en zengin kömür cinsi olarak dikkat çeken antrasit alevsiz, dumansız ve uzun süre olarak yandığı gibi, yüksek ısıya da sahip olduğundan, sanayi tesislerinin aradığı yüksek kaliteli kömür olarak önem taşımaktadır. Dünyanın en zengin antrasit havzalarından biri ABD’nin Pensilvanya eyaletinde, Appalach dağlık kütlesinin en kıvrımlı bölgesinde bulunur. Karbon devrine ait bitümlü kömür tabakaları, burada kıvrılma ve kırılmalara uğramış ve kömür damarları orojenik kopresyonlar sonucunda bünyesindeki uçucu maddeleri azalarak, antrasit haline dönüşmüşlerdir.

23 KÖMÜRÜN ÖZELLİKLERİ VE ÇEŞİTLERİ
Antrasit

24 MADEN KÖMÜRÜNÜN ÖZELLİKLERİ VE ÇEŞİTLERİ
Grafit: Organik maddelerin karbonlaşma sürecini tamamladıkları en son aşamada yüksek basınç ve sıcaklık altında oluşmuş kömür cinsi olmasına rağmen, hiçbir zaman enerji kaynağı olarak değerlendirilmemiştir. Daha çok kurşun kalem üretiminde yararlanılan grafit; ABD, Kanada ve Meksika gibi Kuzey Amerika ülkeleri ile Uzakdoğu’da Kore, Japonya ve Srilanka’da üretilmektedir

25 KÖMÜRÜN OLUŞUMU Fosil yakıtlar arasındaki enerji kaynaklarının önde gelenlerinden biri olan kömürü yer kabuğunu meydana getiren unsurlardan biri olarak değerlendirmek mümkündür. İlk maddesi bitki olan kömür milyonlarca yıllık bir oluşum devresi sonucunda bugünkü özelliğini kazanmış ve günümüzde yakıt veya enerji kaynağı olarak büyük öneme kazanmıştır. Bitkilerin maden kömürüne dönüşmesinde kuşkusuz sadece zaman yeterli bir faktör değildir. Bitkinin kömürleşebilmesi için ne gibi şartların var olması gerektiği açıklanması gereken bir konudur.

26 KÖMÜRÜN OLUŞUMU Kömür, bitkiler öldükten sonra, bakteriler etkisiyle değişime uğrar. Eğer su altında kalarak değişime uğrarsa, C (karbon) miktarı artarak kömürleşme başlar.

27 KÖMÜRLEŞME ÜZERİNDE ETKİLİ OLAN FAKTÖRLER
1-Jeolojik Zaman: İki büyük kömürleşme dönemi vardır: Farklı jeolojik zamanlar farklı kömür cinslerini ortaya çıkardıklarından önem taşımaktadır. En fazla aranan dolayısıyla en değerli olarak kabul edilen maden kömürü, Antrasit ve grafit gibi kömür türleri; Paleozoik(I.zaman)’de, Petrol, linyit, tuz ve bor yatakları oluşmuştur.; Tersiyer(Neozoik-III.zaman)’de, Turba cinsi kömürler; Kuaterner(IV.Zaman)’de meydana gelmiştir. Bunlardan ilk kömürleşme; Karbonifer ve Permiyen dönemlerini(I.Zaman) kapsar. Kuzey Amerika'nın doğusu ile Avrupa’daki taşkömürü yataklarının çoğu Karbonifer döneminde; Sibirya, Asya’nın doğusu ve Avustralya'daki kömür yatakları Permiyen döneminde oluşmuştur. İkinci büyük kömürleşme çağı ise Kretase (II.Zaman) döneminde başladı ve tersiyer (III.Zaman)dönemi sırasında sona erdi.

28

29 2-Örtü Tabakasının Ağırlığı: Basınç ve sıcaklık üzerindeki etkisi açısından örtü tabakasının kalınlığı kömürleşme sürecinde önem kazanmaktadır. Basınç ve sıcaklık arttıkça daha kaliteli kömür oluşacağı, basınç ve sıcaklığın ise artan örtü tabakası ağırlığıyla fazlalaştığı bilinmektedir. Rusya’da Moskova-Tula havzasındaki kömürler, karbonifer devrine ait olmalarına rağmen linyit kömürü kalitesinde olmasının nedeni örtü tabakasının ince olmasıyla ilgilidir.

30 KÖMÜRLEŞME ÜZERİNDE ETKİLİ OLAN FAKTÖRLER
3-Kıvrılma ve Kırılmalar: Yerkabuğunun kıvrılması ve kırılması sürecinde açığa çıkan basınç, daha kaliteli kömür oluşmasına imkan tanıdığından önemlidir. Aynı jeolojik devirde meydana gelmiş olmalarına rağmen ABD’nin Pensilvaniya eyaletindeki kömürler, kıvrılma ve kırılma hareketi etkisinde kaldıklarından “Antrasit” kalitesindeyken, bu etki altında kalmamış olan Appalach havzasındaki kömürler, “Maden Kömürü” kalitesinde karşımıza çıkmaktadır.

31 4-Sıcaklık: ABD’nin New Meksiko ve Louisiana eyaletlerinde Tersiyer zamanında meydana gelmiş kömürler, normal olarak linyit kalitesinde olması gerekirken, kömür oluşum ortamındaki sıcaklığın yüksek olmasına bağlı olarak “Maden kömürü” hatta “Antrasit” kalitesinde karşımıza çıkmaktadır.

32 KÖMÜRLEŞME ÜZERİNDE ETKİLİ OLAN FAKTÖRLER
5-Basınç: Artan basınç altında gerçekleşen kömürleşme, daha kaliteli kömürlerin oluşmasına imkân tanımaktadır. 6-Paleocoğrafya Şartları: Kömürleşmenin gerçekleşebileceği coğrafi ortamların varlığı, bu ortamda egemen olan iklim tipi ve bu iklim tipinin zengin bitki örtüsünün yetişip yetişmemesi üzerindeki etkisi açısından jeolojik devirlerde hüküm sürmüş coğrafya koşullarının bilinmesi önem taşımaktadır. Çünkü bu koşullar doğrudan yada dolaylı olarak kömürleşme üzerinde etkili olmaktadır.

33 7- Biyokimyasal ve Fiziksel Özellikler: Yukarıda sıralanan faktörlerin, bitkileri havasız bir ortamda kömürleştirecek anaerobik mikroorganizmaların üzerindeki etkisi açısından taşıdığı önemi işaret etmesi açısından dikkate alınması gereken bir parametre olarak ortaya çıkmaktadır

34 KÖMÜR OLUŞUM TEORİLER Otokton Oluşum Teorisi:
Bu teoriye göre maden kömürü eski devirlerde yetişmiş lepidodentron, sijileryar, kalamites gibi büyük akuvatik bitki topluluklarının oldukları yerde çökmesi sonucu meydana gelmiştir. Alçak ova ve lagünlerde yetişen bu tip bitkiler sedimantasyona maruz kalarak, kum ve kil gibi taşınım malzemesiyle örtülmüşlerdir. Sonradan bu alçak alanların yükselmesi halinde bitkiler aynı alanda tekrar yetişebilmiş ve ardından benzer koşulların ortaya çıkmasıyla çökme olayı tekrarlanmıştır. Ard arda oluşan bu olay, yani bitkilerin çökelmesi ve üstlerinin örtülmesi olayı sonrasında birbirinden ayrışan kömür damarları, aynı yerde üst üste meydana gelebilmiştir.

35 KÖMÜR OLUŞUM TEORİLER Allokton Oluşum Teorisi:
Allokton oluşum teorisinin diğer bir adı da ‘Deltalar Teorisi’ dir. Otokton oluşum teorisi ilk kez Fransa’nın Masif Central’daki kömür havzasının oluşumu konusunda itiraza uğramıştır. Gerçekten de bu havzada rastlanan kömürleşmiş bitki kalıntıları yerinde çökelmeden çok, taşınarak, buraya yığılmış özelliğini göstermektedir. Havzada kömürü oluşturan bitki unsurlarından gövde, dal ve diğer kısımları parçalanmış, elenmiş ve düzenli denemeyecek biçimde yığılmışlardır. Bu durum bitkilerin akarsular tarafından taşınıp, burada biriktirildiği izlenimini vermektedir.

36 KÖMÜR OLUŞUM TEORİLER Otokton Teoriyi Destekleyen Bulgular
1-Kömür Yataklarının Geniş Sahalar Kaplaması 2-Kömür Tabakalarının Kalınlıklarının Homojen Olması 3-Kömür Havzalarının Dağılışının Düzenli Olması 4-Kömür Tabakalarının Arasında Toprak gibi Yabancı Maddelerin Bulunmaması 5-Bozulmadan Kömürleşmiş Ağaçların Bulunması 6-Kömür Tabakalarının Altında Stratigrafisi Bozuk Kil Tabakasının Varlığı