Bazı Türk Linyitlerinin Akışkan Yatakta Yanma Özellikleri Ve Aglomerasyonlarının İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Türkiye ‘nin önemli linyit rezervlerinden Beypazarı, Çan Soma, Tunçbilek ve Yatağan linyitlerinin atmosferik akışkan yataklı yakıcıdaki yanma davranımları incelenmiştir. Çalışma 10 cm çapında laboratuar ölçeğinde bir akışkan yatak kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Akışkan yatak sistemi bilgisayar kontrollü olup elde edilen bütün veriler bilgisayar ortamında saklanmış ve değerlendirilmiştir. Deneyler sırasında aktif yatak ve serbest bölge sıcaklıkları ile CO, NOx, SO2 ve O2 değerleri sürekli olarak ölçülmüştür. Kömürler 1.0-1.9, 1.9-2.7 ve 2.7-3.3 mm ‘lik fraksiyonlar şeklinde yakılmıştır. Kömürlerin yanma süreçlerinin özellikleri, önemli ölçülerde kömürlerin özellikleri tarafından etkilenmektedir. Özellikle kömürlerin kırılganlık özellikleri serbest bölgede yanmanın yoğunlaşmasına ve yanma kalitesinin düşmesine neden olmaktadır. Örneğin, diğer linyitlere kıyasla daha kırılgan olan Beypazarı linyitinin yandığı akışkan yataklarda sürüklenme çok fazla olmakta ve serbest bölge sıcaklıkları aktif yatak sıcaklıklarının aşabilmektedir. İncelenen kömürler için 700-900°C arasında akışkan yatakta kararlı yanma sağlanmaktadır. Akışkan yatakta 900°C ‘ın üstünde bütün kömürler için aglomerasyon eğilimi başlamaktadır. Aglomerasyon öncesinde bazı koşullarda, aglomerasyon ‘un bir aşaması olarak nitelendirilen ayrışma olayı görülmektedir. Ayrışma, kömür ve yatak malzemesinin boyut ve yoğunlukları, kömürlerin kırılganlık özellikleri ve anorganik yapıları ile operasyon hızından etkilenmektedir. Bütün bu özelliklerin her biri aglomerasyon ‘un ortaya çıkmasını belirli ölçülerde etkilemektedir. Kullanılan linyitler 870-1120°C arasında değişen sıcaklıklarda aglomerasyona uğramaktadırlar. Bu çalışmanın koşullarında aglomerasyona en yatkın olan kömür 870°C ‘a kadar düşen aglomerasyon sıcaklığı ile Beypazarı, en yüksek aglomerasyon sıcaklığına (1000-1120°C) sahip olan kömür ise Çan linyiti olmuştur. Kömürlerin aglomerasyon sıcaklıkları operasyon koşulları tarafından etkilenebilmektedir.

In this work, fluidised bed combustion of five major Turkish lignites, Beypazarı, Çan, Soma, Tunçbilek and Yatağan have been studied. Combustion experiments were carried out using a fluidised bed of 10 cm id. The fluidised bed rig was fully computer controlled and all data collected were stored in a computer via a data acquisition system. Temperatures in the active bed and freeboard regions and concentrations of CO, NOx, SO2 and O2 in the combustion gases were continuously measured and recorded during experiments. Lignite samples studied have 8.62-23.7% moisture, 10.54-37.90% ash, 30.55-47.29% volatile matter and 2630-5355 kcal/kg calorific values. Coal samples were crushed, sieved and classified as 1.0-1.9, 1.9-2.7 and 2.7-3.3 mm fractions. Experimental results indicated that, the fluidised combustion behavior of lignites differs from each other and affected by their characteristics and operational conditions. Due to the high volatile matter contents of lignites, combustion in the freeboard is comperable with that of active bed. During the combustion of Beypazarı lignite having the highest fragmention rate, temperature in freeboard was nearly at the same levels or higher than that of the active bed indicating an intensive combustion in that region. The CO emissions of this lignite was also higher than others which indicated that secondary air supply to freeboard was needed to enhance the combustion. Stable combustion processes can be maintained in a fluidised bed at temperatures between 700-900°C for lignites under consideration. At temperatures higher than 900°C agglomeration likely occur, depending on characteristics of lignites and operational conditions. Segregation, which is known as indication of deterioration of fluidisation, occurs prior to the agglomeration process of lignites under some conditions. The segregation tendency increases with decrease in lignite particle size, increase in fragmention of lignite and/or with increase in the size of bed material. Agglomeration of lignites occurs at temperature levels of 870-1120°C. Beypazarı has the lowest (870-950°) and Çan lignite has the highest (1000-1120°C) agglomeration temperature.