Linyit kullanılan termik santrallerde baca gazı desülfürizasyon proseslerinin ekonomik ve teknik analizi
Economic and technical analysis of the desulfurization processes at lignite using thermal power stations
Yazar: BÜLENT DEVRİM ÇİFT
Danışman: PROF. DR. HASANCAN OKUTAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Absorpsiyon = Absorption ; Hava kirliliği = Air pollution ; Kükürt giderme = Desulfurization ; Kükürt oksit = Sulfur oxide ; Linyit = Lignite ; Sorbentler = Sorbents ; Süreç tasarımı = Process design ; Termik santraller = Thermal power plants ; Trona = Trona

Özet:
Bu çalışmada, kömür kullanılan termik santrallerde oluşan baca gazı içerisindeki kükürt dioksit yayınımının en aza indirilerek çevre ve insan sağlığına olumsuz etkilerini ortadan kaldıracak/azaltacak belli başlı baca gazı desülfürizasyon yöntemlerinin ekonomik ve teknik açıdan değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu şekilde Türkiye'nin yerli kaynağı olan linyit, elektrik üretiminde daha etkin değerlendirilmiş olacaktır. Bu amaca yönelik olarak dünyada ve Türkiye'de mevcut linyit rezervlerinin durumu ve ortalama fiziksel ve kimyasal özellikleri verilerek Türkiye'de ve dünyada kullanılan yanma sonrası baca gazı arıtma prosesleri incelenmiş, bunlar arasından en yaygın kullanılan ıslak yöntem, yaygınlaşmakta olan püskürtmeli kurutma ve gelişmekte olan kuru enjeksiyon yöntemleri seçilerek irdelenmiştir. Yöntemlerde kullanılacak sorbent olarak kireçtaşı, kireç ve trona seçilmiştir. Proseslerin ekonomikliğini etkileyen en önemli parametrelerden olan sorbent maliyetini düşürmek ve kükürt dioksit tutma verimini arttırmak amacıyla Beypazarı trona yataklarının değerlendirilmesi konusunda araştırma yapılmıştır. Desülfürizasyon yöntemleri arasında ekonomik mukayese yapmak amacıyla yatırım maliyetlerinin hesaplanmasında Gutrie yöntemi kullanılmıştır. Termik santral kapasitesi, kullanılacak kömürün ısıl değeri ve toplam kükürt yüzdesi değişkenlerine bağlı olarak baca gazı arıtma tesislerinin seçilecek yöntem ve sorbente göre yatırım ve işletme maliyetini hesaplayabilen Turbo Pascal programlama dilinde bilgisayar programı yazılmıştır. Proseslerin yatırım maliyetlerinin, kapasite ve kullanılan kömürün kükürt yüzdesine bağlı olarak üç boyutlu grafikle gösterimi yapılmış ve bu değişkenlerin bir fonksiyonu olarak maliyet modeli geliştirilmiştir.

Abstract:
In this study tecnical and economical investigation is aimed for certain desulfurization methods which remove/reduce the adverse effets of sulfur dioxide on environment and human health arise from emissions of lignite using thermal power plants. Orienting to this aim, existing situation of the reserves of lignite and it?s average physical and chemical properties are given, the post-combostion desulfurization units used in the world and in Turkey are investigated. Among the desulfurization units; the most prevalent wet method, becoming widespread spray dry method and developing dry sorbent injection method are selected and examined. As a sorbent that is going to be used in these methods , lime, limestone and trona are selected. In order to lower the sorbent cost which is the most important parameter effecting the economics of desulfurization processes and to increase the efficiency of sulfur dioxide reduction, evaluation of Beypazarı trona reserves is researched. For economic comparison among the desulfurization methods capital investments of them are calculated by using Gutrie Method. A computer programme in Turbo Pascal programming language is written in order to calculate the capital investment and operation cost for the selected methods using selected sorbents by taking the capacity of thermal power plant calorific value and total sulfur content of the coal as indepentend parameters. The capital investment costs of desulfurization processes are demonstrated by 3-dimensional graphics as a function of the thermal power plant capacity and coal sulfur content and capital investment models for these methods are developed.