5/14/2014 LİNYİTLERDEN SENTEZ GAZI ÜRETİLMESİNDE PLAZMA YÖNTEMİ Beycan İBRAHİMOĞLU, E.Simge VURAL, Gizem GENÇ, Ece DALLI Anadolu Plazma Teknoloji Enerji Merkezi, Ankara 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014 29 Nisan 2014, Kayseri/TÜRKİYE Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı İÇİNDEKİLER KÖMÜRÜN PLAZMA-KİMYASAL DÖNÜŞÜMÜ LİNYİTLERİN PLAZMA YÖNTEMİYLE GAZLAŞTIRILMASI DENEYSEL ÇALIŞMA PLANI DENEY DÜZENEĞİ DENEYSEL ÇALIŞMANIN DEĞERLENDİRİLMESİ 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, 28-30 Nisan 2014, Kayseri 1 5/14/2014 Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı LİNYİTLERİN PLAZMA YÖNTEMİYLE GAZLAŞTIRILMASI Tablo. 1: Kömürleşme derecelerine göre ASTM kömür sınıflandırması Sınıf Antrasit Grup kömür Uçucu madde, (Kuru-külsüz) (Kuru-külsüz) Eşit veya Daha Eşit veya Daha Eşit veya Daha (Kuru-külsüz, Btu/lb) büyük küçük büyük küçük büyük küçük Meta-antrasit 98 - - 2 - - Antrasit 92 98 2 8 - Semi-antrasit 86 92 8 14 - Düşük uçuculu 78 86 14 22 - Orta uçuculu 69 78 22 31 - - 69 31 - 14.000 - - - - 13.000 14.000 11.500 13.000 Yüksek Bitümlü Üst ısıl değer, Sabit karbon, uçuculu-A Yüksek uçuculu-B Yüksek uçuculu-C - - - - 10.500 11.500 Alt Alt bitümlü-A - - - - 10.500 11.500 bitümlü Alt bitümlü-B - - - - 9.500 10.500 kömür Alt bitümlü-C - - - - 8.300 9.500 Linyit-A - - - - 6.600 8.300 Linyit-B - - - - - 6300 Linyit Kömür, uygun ortamlarda bozunmadan ve çürümeden biriken bitki kalıntılarının, zamanla biyokimyasal ve fiziksel etkinliklerle değişimi sonucu oluşan, yapısında organik ve organik olmayan bileşenler içeren, ana elementi karbon olan, geçirdiği karbonlaşma evrelerine göre değişen, tortul bir kayaçtır. Ticari kömür sınıflamalarından en çok kullanılanı, ASTM kömür sınıflandırmasıdır. Bu sınıflandırma yönteminde kömürler, antrasit, bitümlü kömür, alt bitümlü kömür ve linyit olmak üzere dört sınıfa ayrılır. ASTM sınıflandırma sisteminde, kömürlerin sabit karbon içeriği ve alt ısıl değeri baz alınır. 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, 28-30 Nisan 2014, Kayseri Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı LİNYİTLERİN PLAZMA YÖNTEMİYLE GAZLAŞTIRILMASI DÜŞÜK KALİTELİ LİNYİTLERİMİZ MİLLİ KAYNAK KULLANIM ALANI ÇEŞİTLİLİĞİ TİCARİ DEĞER 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, 28-30 Nisan 2014, Kayseri 2 5/14/2014 Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı KÖMÜRÜN PLAZMA-KİMYASAL DÖNÜŞÜMÜ: SENTEZ GAZI ÜRETİMİ Su Gazı Reaksiyonu Su Gazı Değişim Reaksiyonu Boudouard Reaksiyonu Metanlaşma Reaksiyonu Yanma Reaksiyonları Şekil 1. Sentez Gazı Dönüşüm Seçenekleri 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, 28-30 Nisan 2014, Kayseri Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı LİNYİTLERİN PLAZMA YÖNTEMİYLE GAZLAŞTIRILMASI PROSESİN SUNDUĞU AVANTAJLAR Kömür kurutma, öğütme gibi ön işlemlere gerek yoktur. Yüksek sıcaklık ve yüklü parçacıklar sayesinde; Reaksiyon hızları artar, Proses süresi kısalır, Atmosferik basınçta daha verimli bir gazlaştırma prosesi gerçekleşir. Yüksek ısı bölgeleri sayesinde; Kömür oksidasyonunun sebep olduğu tehlikeli partikül ve gaz emisyonları minimize olur, Ağır metaller prosesin katı ürünü olan camsı cüruf içerisinde hapsolur, Gazlaştırma sonucu elde edilen inert özellikteki camsı cüruf ticari değere sahiptir. 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, 28-30 Nisan 2014, Kayseri 3 5/14/2014 Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı PLAZMA KÖMÜR GAZLAŞTIRMA DENEY DÜZENEĞİ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Plazmatron Redüktörlü motor Besleme konveyörü Kömür deposu Gaz borusu Filtre Reaktör Cüruf tutucu Güç kaynağı Şekil 2. Plazma gazlaştırma deney düzeneği Şematik Gösterimi 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, 28-30 Nisan 2014, Kayseri Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı PLAZMA KÖMÜR GAZLAŞTIRMA DENEY DÜZENEĞİ Şekil 4. Plazma Torcu ve Gazlaştırma Reaktörü Şekil 3. Plazma gazlaştırma deney düzeneği Şekil 5. Sentez Gazı Analizlerinde Kullanılan Gaz Kromatografi Cihazı 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, 28-30 Nisan 2014, Kayseri 4 5/14/2014 Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı DENEYSEL ÇALIŞMA PLANI ÇALIŞILACAK KÖMÜRDEN NUMUNE ALINMASI, NUMUNELERİN KABA VE ELEMENTEL ANALİZLER İLE KARAKTERİZASYONU: C, H, N, O, S, Kül, Nem, Uçucu Madde, Sabit Karbon bileşenlerinin miktarları belirlenecek HARİCİ ISITMALI GAZLAŞTIRMA SİSTEMİNDE GAZLAŞTIRMA DENEYLERİ: Oksidant 1: Hava, Oksidant 2: Hava/Subuharı Karışımı PLAZMA GAZLAŞTIRMA SİSTEMİNDE GAZLAŞTIRMA DENEYLERİ: Oksidant 1: Hava, Oksidant 2: Hava/Subuharı Karışımı DENEYLERDEN ALINACAK SENTEZ GAZI NUMUNELERİNİN ANALİZİ: Ürün gazın H2, CO, CO2 ve CH4 bileşenlerinin konsantrasyonları belirlenecek DENEY SONUÇLARININ YORUMLANMASI: Gaz ürün bileşimindeki H2 gazı konsantrasyonunun kullanılan gazlaştırma yöntemi ve oksidanta göre değişiminin incelenmesi 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, 28-30 Nisan 2014, Kayseri Tablo 2. Deneylerde kullanılan kömüre ait kaba ve elementel analiz sonuçları Numune (Soma) Eynez Yeraltı/-0,106 mm orijinal Çalışma ortamı kuru 12,14 3,99 *** 32,86 35,91 37,40 34,48 37,68 39,25 20,52 22,42 23,35 100 100 100 0,25 0,27 0,28 0,38 0,41 0,43 Analiz birim Toplam Nem Kül Uçucu Madde Sabit Karbon Toplam Yanar Kükürt Külde Kükürt % % % % % % % Toplam Kükürt Üst Isıl Değer At Isıl Değer Hidrojen Analiz birim % 0,62 0,68 0,71 Kcal/kg 3067 3352 3491 Kcal/kg 2845 3162 3317 % 4,32 3,69 3,38 Numune/ (Soma)Eynez Yeraltı Tuvenan/-0,106 mm Orijinal Çalışma ortamı kuru Kuru külsüz 35,63 38,94 40,56 64,79 2,29 2,50 2,61 4,17 0,47 0,51 0,53 0,85 0,62 0,68 0,71 1,13 15,98 17,47 18,19 29,06 55,00 60,10 62,60 100 Karbon Hidrojen Azot Kükürt Oksijen Toplam % % % % % % Deney metodu TS 690 (Met-C) ASTM D 3174 ASTM D 3175 ASTM D 3180 ASTM D 3180 ASTM D 5016 ASTM D 4239 ASTM D 5865 ASTM D 5865 ISO 1928 Deney metodu ASTM ASTM ASTM ASTM D D D D 5373 5373 5373 4239 5 5/14/2014 Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı DENEY DÜZENEĞİ Sentez Gazı Çıkışı Harici Isıtma Sistemi, Fırın 1. Elektrot çubuk, 2. Tungsten elektrot, 3. Nozul, 4. Başlık, 5. Bakır boru, 6. Quartz boru, 7. Yay, 8. Su Deposu, 9. Su deposu kapağı 10. Pul, 11. Start-Stop Yayı, 12. Start-stop Kapağı, 13. Bilezik, 14. Dış, 15. kabuk, 16. Keçe Şekil 7. Plazmatron Şematik Gösterimi Oksidant beslemesi Gazlaştırma Reaktörü Sentez Gazı Çıkışı Şekil 6. Harici Isıtmalı Kömür Gazlaştırma Sistemi Şematik Gösterimi 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, 28-30 Nisan 2014, Kayseri Linyitlerden Sentez Gazı Üretilmesinde Plazma Yöntemi, B. İbrahimoğlu, E.S. Vural, G. Genç, E. Dallı DENEYSEL ÇALIŞMA SONUÇLARI Şekil 8. Harici ısıtmalı gazlaştırma, Oksidant; Hava Şekil 9 .Harici ısıtmalı gazlaştırma, Oksidant; Hava/Su buharı Şekil 10. Plazma kömür gazlaştırma, Oksidant; Hava Şekil 11. Plazma kömür gazlaştırma, Oksidant; Hava/Su buharı Su Gazı Reaksiyonu Boudouard Reaksiyonu Su Gazı Değişim Reaksiyonu Metanlaşma Reaksiyonu 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014, Yanma Reaksiyonları 28-30 Nisan 2014, Kayseri 6 5/14/2014 LİNYİTLERDEN SENTEZ GAZI ÜRETİLMESİNDE PLAZMA YÖNTEMİ Beycan İBRAHİMOĞLU, [email protected] E.Simge VURAL, [email protected] Gizem GENÇ, [email protected] Ece DALLI, [email protected] Anadolu Plazma Teknoloji Enerji Merkezi, Ankara www.anadoluplazma.com 1. Uluslararası Plazma Teknolojileri Kongresi, PLASMATECH 2014 29 Nisan 2014, Kayseri/TÜRKİYE 7
© Copyright 2024 Paperzz
