Kömürün Kendi Kendine Yanmasında Mineral Maddenin Etkisi

Abstract

Sunulan çalışmada, kömürlerin kendi kendine yanması olayına mineral maddenin etkisi teorik olarak incelenmiştir. Öncelikle kömürün kendi kendine yanmasını etkileyen kömür özellikleri hakkında bilgiler verilmiş, daha sonra ise kömürün kendi kendine yanması ile ilgili yapılan çalışmalarda kullanılan yöntemler belirtilmiştir. Çalışmanın deneysel kısmında adyabatik fırın test düzeneği kullanılmıştır. Deneylerde aynı damardan çıkartılmış, mineral madde miktarları %11,2 ile %71,1 arasında değişen dört adet kömür örneği kullanılmıştır. Çalışmanın teorik kısmında ise, öncelikle kömürün düşük sıcaklıklardaki oksidasyon hızı Arrhenius formunda yazılmıştır ve bu hız deneysel sonuçlardan elde edilen hız ile karşılaştırılmıştır. Deneysel oksidasyon hızı Arrhenius formuna uymamıştır. Daha sonra, oksijenin tükenim hızı yazılmıştır ve düşük sıcaklıklardaki kömür oksidasyonunda çok etkili olan ve miktarı zamanla değişen aktif merkez sayısıyla çarpılmıştır ve oksijenin tükenim hızı uygun kabuller altında sıcaklığın değişim hızına dönüştürülmüştür. Teorik olarak bulunan sıcaklığın değişim hızı deneysel reaksiyon hızına uymuştur. Fakat teorik reaksiyon hızının, değerleri kömürden kömüre değişen ve deneysel sonuçlardan elde edilen parametreleri vardır. Bu çalışmanın sonunda, parametrelerin değerlerinin kömürün mineral madde içeriğiyle değişimi grafiksel olarak gösterilmiştir ve bu değişimin sebepleri açıklanmıştır.

The effect of mineral matter on spontaneous combustion of coal was analysed in theoretical way in this study. Firstly, information about the coal properties which effect the spontaneous combustion of coal was informed, then methods which are used in the studies of spontaneous combustion of coal were specified. Adiabatic oven test method was used in experimental part of this study. Adiabatic oven test have been conducted on subbituminous coal cores from the same seam profile, which cover a mineral matter content range of %11,2-%71,1. In theoretical part of this study, firstly low temperature oxidation rate of coal was written in Arrhenius form and oxidation rate which was found from the experimental results was compared with this theoretical oxidation rate. Experimental oxidation rate does not conform to an Arrhenious form. Then, the rate of oxygen consumption was written and multiplied with active center quantity which is very effective and changes with time at low temperature coal oxidation and the rate of oxygen consumption was transformed to the rate of temperature change under appropriate assumptions. The rate of temperature change which was found theoretically conforms to an experimental reaction rate. But theoretical reaction rate has some parameters which values change from coal to coal and their values were found from the experimental results. At the end of this study, values of parameters whic change with the mineral matter content of coal was shown graphically and the reasons of this changing were explained.