Kömür gazlaştırma prosesi ve yerli linyit kömürlerinin gazlaşma özelliklerinin incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2010

Öğrenci: RAHMAN ALİ DURGUT

Danışman: HÜSEYİN TOPAL

Özet:

Düşük kaliteli kömür kaynakları bakımından zengin bir potansiyele sahip olan ülkemizde, doğrudan yakma teknolojilerinin yerine, kömür türüne ve özelliklerine uygun biçimde tasarlanacak olan termal dönüşüm prosesi ile gaz ürün elde edilmesini sağlayan gazlaştırma yöntemi, verimli ve temiz enerji üretiminde önemli bir yöntem olarak görülmektedir. Bu çalışmada, yerli linyit kömürlerinden gazlaştırma yoluyla daha temiz ve daha verimli gaz yakıt elde edilmeye çalışılmıştır. Laboratuvar ölçekli dolaşımlı akışkan yataklı bir gazlaştırıcıda, beş çeşit linyit kömürü için yapılan gazlaştırma işleminden elde edilen gaz ürünler verilmiş ve birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Seçilen kömür numuneleri termogravimetrik (TGA) analiz cihazında, azot atmosferi altında ve dört basamaklı bir sıcaklık programı uygulanarak gazlaştırılmıştır. Elde edilen STA eğrilerinden maksimum ağırlık kaybının elde edildiği edildiği sıcaklıklar tespit edilmiş, kurulu bulunan akışkan yataklı bir gazlaştırma düzeneğinde ise sıcaklıklar maksimum deney sıcaklığı olarak kullanılmıştır. Deneyler yine azot atmosferinde gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar öncesinde kullanılan kömürlerin analizleri yapılmıştır. Deneysel çalışmada birinci aşamada kömürlerin STA cihazı kullanılarak termogravimetrik analizleri ve dolaşımlı akışkan yataklı gazlaştırıcı kullanılarak iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk bölümde kömürlerin gazlaşma şartları ve farklı sıcaklık şartları altında davranışları deneysel olarak incelenmiştir. İkinci bölümde ise, dolaşımlı akışkan yatakta biyokütlelerin gazlaştırma işlemi üzerinde çalışılmıştır. Deneylerde, gazlaştırma prosesinde dolaşımlı akışkan yatakta azot gazı ortamında 250–750ºC sıcaklıklarda gazlaştırma işlemi gerçekleştirilmeye çalışılmış ve elde edilen gaz ürün bileşenleri incelenmiştir. Deneyler sırasında gerekli başlangıç enerjisi, doğalgaz ile sağlanmıştır. Değişik sıcaklık artışlarında (1,5ºC/dk-10ºC/dk aralığında) denenen gazlaştırma işlemi sonucunda sıcaklık artışına bağlı olarak gaz ürünlerin farklılık gösterdiği görülmüştür. Bunun yanı sıra yakıt miktarı, yakıt boyutu, yatak malzemesinin miktarına, hava debisine bağlı olarak farklı deneyler yapılmıştır. Sistemin boyutuna ve gönderilen hava debisine göre dolaşımlı akışkan yatağın ana kolonuna yakıt miktarı yüklenmiş ve yakıt miktarı 100-500g aralığında çalışılmıştır.