KÖMÜR YIKAMA İŞLEMLERİNİN AŞAMALARI

... konulu sunumlar: "KÖMÜR YIKAMA İŞLEMLERİNİN AŞAMALARI"— Sunum transkripti:

1 KÖMÜR YIKAMA İŞLEMLERİNİN AŞAMALARI
Kömür hazırlama işlemi düşük maliyetli olmalı ancak buna karşın kömüre kattığı değer yüksek olmalıdır. Bunun aksi durum, rekabetçi piyasa şartlarında kömürün ekonomik bir değere sahip olmamasına neden olur.

2 Kömür hazırlama işlemlerinin genelde uygulanan kademeleri aşağıdadır;
Tüvenan kömüre uygulanan ön işlemler Kömür yıkama Ürünlerin sınıflandırılması Susuzlandırma Atıklara uygulanan işlemler ve atık suyun temizlenmesi

3 Tüvenan Kömüre Uygulanan Ön İşlemler
Kömürün ön hazırlanması, kırma ve eleme işlemini içermektedir. Ön sınıflandırmada, genel olarak sallantılı elek kullanılır. Kömür yüzey nem oranına bağlı olarak, eleme kuru veya yaş olarak yapılır. Tüvenan kömür ocakta uygulanan üretim tekniğine bağlı olarak 600 mm’ye varan boyutlarla yıkama tesisine gelmektedir. Yıkama tesislerinde kömürün kullanım alanları da göz önüne alınarak genelde 150 mm’nin altındaki boyutlarda yıkama yapılmaktadır. Bu nedenle de kömürün bu boyutun altına indirilmesi gerekmektedir.

4 BOYUT KÜÇÜLTME Kırılgan bir malzeme olan kömürü diğer doğal malzemelerden ayıran önemli farklar vardır. Kömür özellikleri hem yöne göre, hemde aynı kömür damarının farklı noktalarında değişkenlik gösterebilmektedir. Kömürler oluşum şartlarına bağlı olarak bazen elastik bazen de plastik davranış göstermektedir. Bu farklı özellikler, kömürün üretimi ve sonrasındaki hazırlama süreçlerinde kırılma davranışları ve tane iriliği dağılımı oluşturma açısından her zaman değişken sonuçlara neden olabilmektedir.

5 Boyut Küçültme-2 Kömür üretim koşulları her işletme için farklı olmasına rağmen, açık ocaklardan üretilen kömürler genelde daha iri boyutlar içermektedir. Yeraltı üretiminin mekanize olduğu ocaklarda tüvenan kömür boyutu daha ince olurken, mekanize olmayan yeraltı işletmelerinden de iri boyutlu tüvenan kömür çıkabilmektedir. Tesise gelen tüvenan kömür tane iriliği kullanılacak birincil kırıcı tipini ve boyutunu belirleyen önemli bir unsur olmaktadır.

6 Kırıcı ve gerekiyorsa öğütücü seçiminde, tüvenan kömür tane iriliğinin dışında;
Kömür ve yan kayacın fiziksel özellikleri Kömüre uygulanması düşünülen prosesler Nem içeriği Kil ve nem içeriğine bağlı yapışkanlık özelliği Elde edilecek ürünün kullanılması düşünülen yakma, koklaştırma, gazlaştırma ve diğer endüstri alanlarında istenen özellikler Ürün boyutlarında zaman zaman değişiklik beklentileri Yatırım ve işletme giderleri önemli unsurlar olarak ortaya çıkmaktadır.

7 Kömür ufalama işleminin gerekçeleri
Kömürün taşınma, depolanma vb işlemlerini kolaylaştırmak, Kömürün kullanım yerine uygun boyuta getirilmesi, Yıkama işleminde kömür-yantaş serbestleşmesini artırmak olarak sayılabilir.

8 Kömüre zayıf bağlı iri mineral maddelerin serbestleşmesi.
Kömür kırmada yan kayaç-kömür ilişkisi önemli olmaktadır. Kırıcı seçiminde bu özelliklerinde dikkate alınması gerekmektedir. Kömüre zayıf bağlı iri mineral maddelerin serbestleşmesi. Tane yoğunluklarının az miktarda serbestleşme ile yeniden oluşumu. İnce dağılmış mineral madde, ufalama ile serbestleşme yok

9 İri boyutlu hammaddelerin boyutlarının ufalama ile küçültülmesinde dört temel yol vardır.
Bunlar; Darbe Aşındırma Kesme Baskı yoluyla elde edilen ufalama kuvvetleridir.

10 Darbe kuvvetinin etkisi darbeyi yapan cisimle darbeye maruz kalan cisimin konumuna göre ya birlikte hareket, ya da birinin sabit diğerinin hareketli olması şeklinde sonuçlanmaktadır. Darbe etkisi kırılacak malzemenin sabit bir yüzeye düşürülmesi (döner kırıcılarda olduğu gibi) ya da kırılacak malzemeye bir çeşit darbe yapılması (çekiçli kırıcılarda olduğu gibi) şeklinde olabilmektedir.

11 Aşınma kuvvetleri yolu ile ufalamada genelde iki sert yüzey arasında malzemenin zorlanma ile aşınmaya maruz bırakılması söz konusudur. Izgaralı çıkışlı çekiçli kırıcılarda, malzeme çekiçle ızgara arasında, kesme ve basma kuvvetleri ile birlikte aşınma kuvvetlerine de maruz kalmaktadır. Aşınma ile ufalamada daha fazla güç gerektiğinden ve astar aşınmaları daha fazla meydana geldiğinden genelde kömür kireçtaşı gibi daha az aşındırıcı olan malzemelerin kırılmasında tercih edilmektedir. Aşınma ile ufalama, malzeme serbest ya da çok çok aşındırıcı olmadığında ve üst boyut kontrolü için kapalı devre uygun bulunmadığında daha tercih edilir olmaktadır.

12 Kesme ile ufalanmada makaslama ve klivaj yüzeylerinden ayırma ile ufalama söz konusudur. Kesme genelde diğer kuvvetlerle birlikte çalışmaktadır. Örneğin tek merdaneli kırıcılar kesme kuvveti ile birlikte darbe ve baskı kuvvetleride oluşturmaktadır. Kesme kuvveti ağırlıklı kırma; malzeme kolay serbestleşebilir ve düşük silika içerikli ise, ufalama oranının 6’dan küçük olduğu birincil kırma uygulaması var ise, göreceli olarak iri boyutlu ürün isteniyorsa tercih edilmektedir.

13 Sıkıştırma ile kırma iki yüzey arasında gerçekleştirilmektedir
Sıkıştırma ile kırma iki yüzey arasında gerçekleştirilmektedir. Genelde çok sert ve aşındırıcı kayaçlar için kullanılmaktadır. Çeneli kırıcı kırıcılar sıkıştırma ile kıran kırıcılardır. Kırılacak malzeme sert ve dayanıklı ise, aşındırıcı ise, yapışkan değilse, ürün göreceli olarak iri olacaksa ve malzeme kübik forma yakın kırılıyorsa sıkıştırma ile kıran kırıcılar tercih edilmektedir.

14 Boyut Küçültmenin Prensipleri
Boyut küçültme işleminde kömürün öğütülebilirliği ve sertliği ufalama işleminin başarısını ve maliyetini etkileyen ana unsurlar olmaktadır. Öğütülebilirlik, cevherlerin özel bir değirmende özel şartlarda öğütülme derecesidir. Kömürde öğütülebilirlik genelde Hardgrove Öğütülebilirlik indeksi (HGI) ile belirlenmektedir. HGI’ni belirlemek için 50 g 16x30 mesh boyutunda kurutulmuş kömür özel bir değirmende standart şartlarda öğütüldükten sonra 200 mesh’lik elekten elenerek W değeri belirlenmektedir. W 200 mesh’ten geçen malzeme oranıdır. Bundan sonra HGI aşağıdaki formülle hesaplanmaktadır. HGI = W Formülden görülebileceği gibi, kömürün öğütülmeye direnci arttıkça, HGI düşmektedir.

15 Kömür kırıcılarını boyuta göre gruplamak gerekirse;
İri kömür kırıcıları (Giriş boyutu 1000 mm’ye kadar): Döner kırıcı, swivel arm kırıcı, sarsıntılı elek kırıcı, tek merdaneli kırıcı, eleksiz çekiçli kırıcı, darbeli kırıcı (impaktör). Orta irilikte kömür kırıcıları(giriş boyutu 150 mm’ye kadar): Tek merdaneli kırıcı, çift merdaneli kırıcı, çekiçli kırıcı, darbeli kırıcı, üç merdaneli kırıcı ve iki kademeli dört merdaneli kırıcı. İnce kömür kırıcılar ve öğütücüler(Giriş boyutu 25 mm’ye kadar): Çekiçli değirmen (elekli), bilyalı değirmen, valsli değirmen, titreşimli değirmen, fanlı değirmen.

16 Kömür Türü ve Tane Boyutuna göre Kömür ufalamada kullanılan kırıcı ve değirmenler

17 Kömür Kırma Makinaları
Kömür hazırlama tesislerinde kullanılan iri kömür kırıcılarını, 2 ayrı grupta toplayabiliriz: Selektif kıran kırıcı tipleri Selektif kırmayan kırıcı tipleri

18 Selektif kıran kırıcılar olarak;
Döner kırıcı, sarsıntılı elek kırıcı, savurmalı (darbeli) kırıcı (Impact Crusher), Swivelarm kırıcı gibi, değişik kırıcı tiplerinin geliştirildiği görülmektedir.

19 Döner kırıcı Çap :2800 - 3200 mm Silindir uzunluğu :3600 - 4500 mm
Silindir et kalınlığı : mm Dönme sayısı : d/dak Çevre hızı : m/s Gerekli motor gücü : kW ÖZgül.güç gereksinimi : kW /t Kapasite : Elek açıklığına bağlı (150 mm de 300 t/h) Döner kırıcı

20 Pennsylvania Bradpactors
Hızı ayarlanabilir olan bir rotor tüm silindir boyunca uzanmaktadır. Rotor üzerindeki iri çark dişlisi benzeri yapılar ve silindir gövde arasına giren malzeme bu dişler tarafından gövde üzerine zorlanarak daha fazla kırılmaya maruz bırakılmaktadır. Bu şekilde klasik döner kırıcıya göre daha büyük kapasite elde edilebilirken, değişken rotor hızıyla kırmada istenen boyutta ayarlanabilmektedir.

21 Swivelarm kırıcı

22 Darbeli kırıcı İri kömür için İnce kömür için

23 Darbeli kırıcı-2 Az yer gereksinimi, diğerlerine göre hafif ve ucuz oluşları, istenilen şartlara ayarlanabilme olanakları (devir sayısı) gibi, avantajlara sahipken, Daha fazla bakım gideri, çalışma esnasında ızgaranın (eleğin) kapanma tehlikesi gibi dezavantajlara sahiptir. Tecrübeler göre, darbeli kırıcılarla, kömür içindeki kayacın % 10’una yakını atılabilmektedir. Model Size of rotor (mm) Feed opening (mm) Max. feed size (mm) Capacity (t/h) Power of Motor (kW) Weight (t) PF1007 Φ1000×700 400×730 300 15-30 37 6 PF1010 Φ1000×1050 400×1080 350 50-80 75 12.5 PF1210 Φ1250×1050 70-130 110 16.5 PF1214 Φ1250×1400 400×1430 90-180 132 19 PF1315 Φ1320×1500 860×1520 500 200 24 PF1320 Φ1320×2000 860×2030 260 27

24 Selektif Kırmayan Kırıcılar
Selektif kırmayan ve endüstride geniş kullanım alanı bulan kırıcı tiplerinin başında, merdaneli (roll-breaker) kırıcılar gelmektedir. Bunların, kaba kömürden ince kömüre kadar her irilikteki kömürü kırmak için geliştirilmiş tipleri vardır. İri kömür kırılması için geliştirilen tiplerinin merdaneleri, bıçak veya dişlerle donatılırken, ince kömür kırılmasında kullanılanlarının merdaneleri düz veya hafif çıkıntılara sahiptir. Merdaneli kırıcıların, tek merdaneli, çift merdaneli ve üçlü merdaneli olmak üzere, değişik tipleri vardır.

25 Merdaneli Kırıcılar Merdane çapı :1500 mm ye kadar
Merdane uzunluğu :1600 mm ye kadar Gerekli motor gücü : kW Kapasite : t/h Dönme hızı : m/s Kırma oranı : 1/5 çift merdanelilerde :1/8 tek-üçlü ve hızlı dönen çift merdanelilerde

26 Merdaneli kırıcılar Kaba kömürden ince kömüre kadar her irilikteki kömürü kırmak için geliştirilmiş tipleri vardır. İri kömür kırılması için geliştirilen tiplerinin merdaneleri, bıçak veya dişlerle donatılırken, ince kömür kırılmasında kullanılanlarının merdaneleri düz veya hafif çıkıntılara sahiptir. Kullanım gayesine göre, çeşitli büyüklükte ve türde merdaneli kırıcılar imal edilmektedir. Bunlar, hafif, orta ağır ve ağır yapıya sahip olabilirler.

27 İnce Kömür Kırıcıları Bu tür kırıcılar daha çok güç santralları için kömür hazırlamada kullanılır. Bu amaçla, merdaneli kırıcılar, çekiçli ve savurmalı (darbeli) kırıcılarda kullanılmaktadır.

28 Besleyici Kırıcı: Tesise beslenen tüvenan malzemenin bir primer kırıcı ile bir yüzey/iletici yüzey üzerinde kırılması işlemi için kullanılan bir sistemdir. Ürün boyutu 300 mm’ye kadar olabilmektedir.

29 Çekiçli kırıcılar: Kırma işlemi dinamik darbe etkisi ile yani çekiçlerin kırılacak malzemeye darbesi ile başlamaktadır. Eğer tabanı ızgaralı çekiçli kırıcı kullanılırsa, malzeme dinamik darbeyi takiben çekiçlerle ızgara arasında kesme ve aşındırma kuvvetlerine de maruz kalmaktadır. Çekiçli kırıcılar, kapalı devre çalışma gerektirmeden, kırılmış malzeme üst boyutunu kontrol imkanı sağlamaktadır. Çekiçli kırıcılarda daha çok kübiğe yakın boyutta taneler elde edilmekte, yassı ve kıymık şeklinde tane oranı minimum olmaktadır. Çekiçli kırıcılarda ufalama oranı oldukça büyük olabilmekte ve bu kırıcılar, birincil, ikincil ve üçüncül kırıcı olarak kullanılabilmektedir.

30 Granülatörler: İnce kırma işlemi için geliştirilmiş bir ekipmandır. Düşük kaliteli, nem oranı ve/veya kül oranı yüksek kömürlerde rahatlıkla kullanılabilmektedir. 300 mm’ye kadar kömür beslenebilmekte ve %100’ü mm boyutunda ürün alınabilmektedir. Pulverize ve akışkan yataklı yakma sistemlerine kömür hazırlamada kullanılabilmektedir.

31 Çekiçli değirmenler Çekiçli değirmenlerde malzeme darbe, çarpma ve kesme kuvvetleri etkisinde ufalanmaktadır. Çeşitli firmalarca geliştirilmiş değişik modeller mevcuttur. Genelde ince boyut istendiğinde tabanında elek bulunmaktadır

32 İnce kömür darbeli kırıcısı (coalpactor): Pennsylvania crusher firması tarafından koklaşır kömürleri 3 mm’nin altına ideal boyut dağılımı ile kırmak için geliştirilmiş bir kırıcıdır. Ayrıca akışkan yatakta yakılacak kömürlerin hazırlanmasında da kullanıma uygun olduğu belirtilmektedir Cage pactor kırma işlemini yaparken daha az ince tane oluşturmaktadır. Darbe çubuklarının oluşturduğu çoklu darbe ufalama işlemini oluşturmaktadır. Ürün boyutu rotor hızıyla ayarlanmaktadır.

33 Değirmen seçimi

34 Kömürlerde gerekli öğütme derecesi kömür tipine bağlıdır
Kömürlerde gerekli öğütme derecesi kömür tipine bağlıdır. Düşük uçuculu kömürler yüksek tutuşma sıcaklıkları gerektirdiğinden daha ince öğütme gerekmektedir. Yüksek uçuculu kömürlerinde çok fazla öğütülmemesi gerekmektedir. Aksi takdirde uçucu madde çıkışı çok hızlı olacak ve yakma havası ile uygun bir karışım yaratamayacaktır

35 Değirmenler: Kömür öğütmede genelde cevher hazırlamada da kullanılan bilyalı ve çubuklu değirmenlere ilaveten, merdaneli öğütücüler(Valsli Değirmenler), titreşimli değirmenler, jet değirmenler, yüksek hızlı çekiçli değirmenler ve aşındırma değirmenleri kullanılmaktadır.

36 Titreşimli değirmenler:
Linyitte ve sert kömürlerde kullanılmaktadır. Pek çok farklı öğütme tüp şekilleri vardır. Besleme boyutu 16 mm’ye kadar, ürün boyutu mikrona kadar olabilmektedir. Kapasitesi 12 m3/h’e kadardır. Gerekli güç 132 kW’a kadardır

37 Merdaneli dik değirmenler

38 Çift taraflı bilyalı değirmen

39 Fanlı Değirmen(Beater Wheal)
Bu değirmenlerde üç işlem aynı anda gerçekleşmektedir, Kurutma Öğütme Hava ile taşıma

40 Cage mills Kuru malzemelerin kırılmasında kullanılmaktadır. Dönen yüzeye yerleştirilmiş olan çubuklar darbe etkisi ile ufalama gerçekleştirilmektedir. Çubuklar arası mesafe ürün boyutunu belirlemektedir.

41 Kömür Hazırlama Tesislerinde Kullanılan Sınıflandırma Üniteleri
Kömür hazırlama tesislerinde de cevher hazırlama tesislerinde kullanılan tüm sınıflandırma yöntemleri kullanılmaktadır. - Elekler - Hidrosiklonlar - Havalı seperatörler Kömür eleme, kuru ve yaş eleme olmak üzere, 2 türlü yapılmaktadır. Kuru eleme, kömürün yıkanması öncesinde sınıflandırılmasında kullanılmaktadır.. Birçok tesislerde, yıkama öncesi sınıflandırma dahi, yaş olarak yapılmaktadır. Böylece, eleme esnasında, kömürden şlamın atılması da mümkün olmaktadır. Kuru elemede, elenecek malzemenin kuru olması, eleme verimini artırmaktadır. Malzeme nem oranı yükseldikçe, su, taneler arasında kapiler çekim kuvvetleri oluşturmakta (sıvı köprüsü + kapiler alçak basınç kuvvetleri) ve böylece ince tanelerin elenmesi zorlaşmaktadır. Burada bahsedilen nem, yüzey nemidir. Nem oranı belirli bir oranın üzerine çıkınca, sıvının meydana getirdiği kapiler çekim kuvvetleri kaybolmakta ve yaş elemeye geçilmiş olmaktadır. Yaş elemede, suyun taneleri birbirlerinden ayırıcı etkisi dolayısıyla, ince tane verimi daha da artmaktadır.

42

43 Nemli kömürlerin kuru olarak elenmesini kolaylaştırmak için bazı tedbirler almak mümkündür. Bunlar 2 grup altında toplanabilir: -Taneler arasındaki çekim kuvvetlerini yenecek büyüklükte, elek kuvvetleri yaratmak, -Kurutma veya yaş eleme. Elek tarafından tanelere, yeterli kuvvet tatbik edilmesi, elek gen yüksekliğini ve gen sayısını artırmakla mümkündür. Burada, gen yüksekliği gen sayısına göre, daha etkili olmaktadır. Nemli kömürü kurutarak elemekte mümkündür. Ancak, bu çok pahalı bir yöntemdir ve genellikle uygulanmaz. Kömür yaş olarak yıkandığından, bu gibi durumlarda, direkt yaş eleme ile işe başlanmaktadır. Eleme verimini nem dışında etkileyen diğer faktörler ise besleme oranı, elek üzerindeki malzeme kalınlığı, elek açısı ve mekanizması, efektif eleme alanıdır.

44 Besleme oranı; eleğin kapasitesinin üzerinde beslenmesi, elek altı malzeme veriminin düşmesine, optimum kapasitenin altında yapılan beslemede verimin düşmesine neden olmaktadır. Az miktarda beslenen malzeme elek yüzeyinde sıçramalara sebep olabilmekte ve verim düşmektedir. Elek üzerindeki malzeme kalınlığı; genel kural olarak, eleğin boşaltma ucundaki malzeme kalınlığı elek açıklığının üç katını geçmemelidir. Bu oran atık yantaşların elenmesinde 4 katına çıkabilmektedir. Elek açısı ve eleme mekanizması; Her eleğin optimal bir çalışma eğimi vardır. Eğimli bir eleğin kapasitesi ve verimi çalışma açısından etkilenmektedir. Eğimdeki azalma Belirlenen Kapasite oranı % Optimum 2.50 den az 90 – 92.5 50 den az 80 – 85 7.50 den az 70 – 75 100 den az 60 –65 Eğimli elekler dairesel harekete sahiptir. Çalışma genliği 6 ile 9 mm arasındadır. Seçilen genlik, her harekette elek üzerindeki tabakayı kaldırabilecek seviyede olmalıdır. Efektif eleme alanı; elek yüzeyini yerleştirmek ve korumak üzere kullanılan bağlantı çubukları ve benzeri ekipmanların yarattığı, elemede kullanılamayan alanların gözönüne alınmasıyla tesbit edilen, eleme alanıdır.

45 kömür hazırlama tesislerinde kullanılan elek cinsleri
Sabit Izgaralar, genel olarak profil çelikten yapılmaktadır. Açık alanları, % civarındadır. Bunlarda, mal gravite ile hareket ettiğinden, meyil 35-45O arasında değişmektedir. Zor elenir malda 50O ve daha da büyük meyil gerekmektedir. Izgara eni en az 3xdmax ve ızgara boyu da (uzunluğu) en az 1.5xızgara eni kadar olmalıdır. Sabit ızgaralarda, eleme sınırı kısıtlıdır. Kömür hazırlama tesislerinde kullanılan ızgaraların açıklığı mm civarında olmaktadır. Sallantılı Elekler,. Bilindiği gibi, değişik elek titreştirme (sarsma) sistemleri vardır. Bunları, çift eksantrik milli, tek eksantrik milli ve balans titreşimli elekler olarak gruplandırmak mümkündür. Kömür hazırlama tesislerinde daha ziyade balans titreşimli eleklerin tercih edildiği söylenebilir. Balans titreşimli eleklerin en önemli avantajları, basit konstrüksiyona sahip olmaları ve balans ağırlığının değiştirilmesiyle, gen yüksekliğinin ayarlanabilmesidir. Balans titreşimli eleklerde, balans kütlesinin yerleştirilme durumuna göre, elek üzerindeki tanelere (mala) dairevi veya lineer hareket verilmektedir. Örneğin, kömür hazırlama tesislerinde, eleme gayesiyle kullanılan elekler dairevi hareketli seçilirken, sudan ayırma gayesiyle kullanılan elekler, lineer hareketlilerden seçilebilmektedir. Lineer hareketli eleklerde. eğim fazla olmadığından, yerleştirilmesi daha rahat olmaktadır . Kömür hazırlama tesislerinde kullanılan hidrosiklonların gayeside, genellikle suyundan ayırma veya koyulaştırmadır.

46 Havalı Sınıflandırma Havalı sınıflandırmanın esası, ters akımda çökelmeye dayanmaktadır. Kömür hazırlamada en çok kullanılan sınıflandırıcı ise santrifüj tipi sınıflandırıcıdır. Son zamanlarda, 8 m çapında 800 t/h kapasiteli santrifüj sınıflandırıcılar yapılmıştır. Bu sınıflandırıcılarda, nem oranı % 6-7 civarında olan taşkömürleri işleme tabi tutulabilmektedir. Çok nemli kömürlerin havalı sınıflandırıcıda, daha iyi sınıflandırılması ve sınıflandırıcının sıvanmasının önlenmesi için, sınıflandırıcıya sıcak hava gönderilmesi olumlu etki göstermektedir. Örneğin 40 t/h kapasiteli bir aygıtta, % 6-7 olan kömür neminin % arasına indiği tesbit edilmiştir.

47 Kömür Harmanlama

48