Ana sayfa Haberler Faydalı Bilgiler Termik Santra...

Termik Santrallerde Çevre Kirliliği Azaltan Teknolojiler Nelerdir?

Termik santraller fosil yakıtlar ve biyokütle yakarak elektrik enerjisi ve ısı üreten sistemlerdir. Yakıtın kazanda yakılması sonucunda elde edilen yüksek ısı suyun yüksek sıcağa çıkmasını sağlar ve sudan elden edilen yüksek basınç ve sıcaklıktaki buhar türbinde mekanik enerjiye dönüşür.

100.000 TL Paranız Olsa Nasıl Yatırım Yapardınız? Sanal Para ile Deneyin!

Dünyada ve Türkiye’de termik santraller, çevreye etkileri nedeniyle olumsuz yönde değerlendirilmektedir. Özellikle doğalgaz ve taşkömürü gibi yakıtların kullanımıyla karşılaştırıldığında, linyit kömürünün kullanımından kaynaklanan çevresel etkiler oldukça fazladır. Termik santrallerde baca gazı, atıksu, düzenli depolama alanları gibi çevreye olumsuz yönde etkisi olan kirleticiler (kükürt dioksit – SO2, azot oksitler NOX, karbon monoksit-CO) için Çevre Mevzuatı ve ilgili yönetmelikleri esas alınarak ölçüm ve analiz çalışmaları yapılmaktadır. Termik santraller kurulduğu ve işletildiği sürece bu etkileri tamamen ortadan kaldırmak mümkün değildir. Ancak uzun vadede görülecek olumsuz etkileri minimum düzeyde tutmak ve termik santrallerle elektrik üretimini çevreyle uyumlu olarak sürdürülebilir kılmak mümkündür.

Linyit yakıtlı termik santrallerde Avrupa Birliği’nin (AB) Entegre Kirlilik Önleme ve Kontrol Yönetmeliği kapsamında “Mevcut En İyi Teknikler” olarak belirlenen belli başlı yakma ve baca gazı arıtma teknolojileri kullanılmakta olup, bunlardan pulverize kömür yakma ve baca gazı desülfürizasyon sistemi kullanımı ülkemizde oldukça yaygındır.

Dünya genelinde termik santrallerde iki yakma teknolojisi ön plandadır: • Pulverize kömür (PK) yakma teknolojisi • Akışkan yataklı yakma (AYY) teknolojisi

Termik santrallerde kirletici etkileri azaltmak için farklı aşamalarda farklı teknolojiler kullanılabilir. Bir santral bu teknolojilerin birini kullanabileceği gibi hepsini de kullanabilir.

  • Yanma öncesi uygulanan teknolojiler düşük kaliteli kömürlerin iyileştirilmesi ve kükürt gibi kirleticilerin uzaklaştırılması amacıyla fiziksel ve kimyasal yöntemler geliştirilerek uygulanması,
  • Yanma sırasında uygulanan teknolojiler; akışkan yataklı kazanlar, düşük yanma odası sıcaklığı, SO2 kontrolü için kimyasal madde enjeksiyonu,
  • Yanma sonrasında uygulanan teknolojiler (baca gazı arıtma teknolojileri vb)

Akışkan Yataklı Yakma Teknolojisi

Enerji temininde ve karbondioksitin fiziksel uzaklaştırılmasında yeni teknolojik seçeneklerin başlıcası, akışkan yatak teknolojisidir. Akışkan yataklı yakma teknoloji nasıl çalışır?

Akışkan yataklı yakma teknolokisi, akışkan yataklı kazanlar ile gerçekleşir. Bu kazanlarda yanma odasının altından verilen hava ile bir hava yastığı oluşturularak bu yastık üzerinde kömür ve kireç taşından oluşan katı yakıtla yanma işlemi gerçekleştirilmektedir. Bu işlemle, kömürün kazan yanma odasında daha uzun süre kalması sağlanarak yanma reaksiyonunun daha düşük sıcaklıkta olması sağlanmaktadır.

Bu durum çevre için zararlı olan NOx (Azot oksit tipleri) miktarını minimum seviyeye indirmektedir. Diğer taraftan, yanma sırasında kireç taşı kullanımı ile desülfürizasyon işlemi doğrudan kazanın içinde gerçekleştirilmektedir. Bu teknoloji sayesinde santralın çevreye gaz yönünden verebileceği zararlar ortadan kaldırılmakla birlikte, santral verimi de artarak daha ucuz enerji üretimi sağlanmaktadır.

Baca gazında oluşan SO2, yakma sistemine enjekte edilen kireç veya kireçtaşı ile kaynaşmaktadır. Bu nedenle kükürt arıtma, yaklaşık 850°C derecede yakıt yakma işlemi ile eşzamanlı olarak meydana gelmektedir. Bu nispeten düşük yanma sıcaklığı, NOX emisyonlarını 200 – 400 mg/m3 ile sınırlandırmaya yardımcı olmaktadır. Kükürt arıtma oranı, %80 ile %90 arasında değişebilmektedir. Sadece yeni santrallerde kullanılabilen akışkan yataklı yakma sistemleri, ya sabit ya da çevrimli ilkesine dayanarak işlemektedir. Çevrimli sistem, başka türlü birbiriyle aynı sınır şartlar altında daha düşük seviyede emisyona neden olmaktadır.

Akışkan yataklı yakma ve pulverize kömür yakma teknolojileri, Avrupa Birliği’nin (AB) Entegre Kirlilik Önleme ve Kontrol Yönetmeliği için 2006 yılında yayınlanan ilk referans dokümanda büyük yakma tesisleri kapsamında kömürden elektrik üretimi için BET (Best Available Techniques), yani “mevcut en iyi teknikler” kapsamında önerilmektedir

Akışkan Yataklı Kazanların Faydaları Nelerdir?

1. Yüksek verim:  Düzgün katı-gaz karışımı ve parçacıkların yatak kalma süresinin uzun olması ve kazanı terk eden parçacıkların yeniden yanma prosesine girmesi, yanma verimini arttırır. Ayrıca kül erime noktası düşük yakıtların kullanılması durumunda, yanma sıcaklığı değerleri erime sıcaklığının altında olacağı için küllerin eriyerek ısı transfer yüzeylerine yapışma riski ortadan kalkar. Böylelikle işletme ve verimliliğe etki eden problemler önlenir ve 90-95% aralığında yüksek emre amedelik seviyelerine ulaşılır.

2. Yakıt hazırlama prosesinin kolaylığı: Kullanılan yakıtın tanecik boyutları, pulvarize kazanlara göre daha büyüktür. Bu nedenle yakıt hazırlama üniteleri daha basit yapıda, işletme, bakım ve ilk yatırım maliyetleri daha düşüktür.

3. Esnek yakıt bileşim oranı : Yatak malzemesinin yüksek ısı kapasitesi, yakıtın anında ısınması ve parçacıkların uzun süre yakma işlemine tabi tutulması nedenleriyle, düşük ısıl değerine sahip yakıtların sistemde kolaylıla yakılmasını sağlar. Böyelikle akışkan yataklı kazanlarda verimi düşük linyitler başta olmak üzere, endüstriyel ve evsel katı atıklar, petrokok ve diğer atıklar da bu sistemde ek yakıt olarak kullanılabilmektedir.

4. ÇEVRE – Düşük Nox ve SO2 emisyon salınımı : Yanma esnasında yakıtın bünyesinde bulunan kükürtün oksitlenmesiyle kükürt dioksit oluşumu, yatak bölgesine kireçtaşı verilmesiyle tutulur. Sistemde tutulan kükürt dioksitler yatak külü ve uçucu kül olarak sistem dışına taşınır.

Yakıt ve yanma havasının içermiş olduğu azot, yanma prosesinden sonra azot oksitlere dönüşür. Özellikle yanma havasındaki atmosferik azot 1200°C ve üzerindeki sıcaklıklarda oksijen ile reaksiyona girer ve ısıl-azot oksitler oluşur. Akışkan yataklı kazanlarda düşük yanma sıcaklık değerlerinden dolayı azot oksit oluşumu gerçekleşmez. Kademeli besleme havası uygulamasıyla indirgeyici atmosfer ortamı yaratılarak, yakıtların içermiş olduğu azotların yanma prosesinden sonra azot oksitlere dönüşümünün önüne geçilir. Sonuç olarak; düşük yanma sıcaklığı ve kademeli besleme havası ile NOx emisyonu düşürülür, yakma prosesine kireçtaşı ilavesi SO2 nin tutulması sağlanır.

5. Kullanılabir kül : Yakma işleminden sonra silolarda toplan kül tarıma elverişli toprakların elde edilmesinde, atık/çamur stabilizasyonu sayesinde yol yapımı işlerinde taban malzemesi elde etmek, açık madenlerin geri kazanımında dolgu malzemesi olarak ve son olarak çimento tesislerinde ham madde olarak kullanılabilir.

Baca gazı arıtma sistemleri

Baza gazı artırma sistemi ile kömürünün yakılması sırasında oluşacak küllerin elimine edilmesi sağlanır. Arıtma sisteminden elde edilen küller çimento fabrikaları ve yol yapım projelerinde hammadde olarak kullanılmak üzere değerlendirilebilir.

Üç çeşit temel baca gazı kükürt arıtma prosesi mevcuttur; ıslak prosesler, püskürtmeli kurutucu prosesleri ve kuru prosesler.

Kömür kullanımı sonucu ortaya çıkan baca gazlarını (SO2 ve NOx) azaltmak için baca gazı arıtma teknolojileri kullanılmaktadır:

  • Baca gazı desülfürizasyon (kükürt arıtma) teknolojileri
  • Baca gazı denitrifikasyon (azot arıtma) teknolojileri

Termik santrallerde uygulanan en yaygın proses, yaş proseslerden kireç/kireçtaşı ile yıkama prosesidir. Kullanılan absorbanın temininin kolay ve ucuz olmasından dolayı tercih edilmektedir. Yanma sonrası ortaya çıkan baca gazındaki SO2’nin bir absorplama ünitesinde kireç/kireçtaşı çözeltisiyle yıkanarak kalsiyum sülfat/sülfit çamuruna dönüştürülmesi sağlanır. %92-97 SO2 giderimi sağlanabilmektedir. Proses sonucu oluşan çamur (alçı taşı) yan ürün olarak geri kazanılabilmektedir.