Adana Tufanbeyli linyit kömürünün tanecik boyutunun yanma özelliklerine etkisi
The effect of particle size on combustion behavior of Adana Tufanbeyli lignite coal
Yazar: ÇAĞLA KURT
Danışman: PROF. DR. SERDAR YAMAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Enerji = Energy ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Fosil yakıtlar = Fossil fuels ; Kömür = Coal ; Kömür yanması = Coal combustion

Özet:
Dünya nüfusuna ve sanayileşmeye paralel olarak artan enerji ihtiyacının büyük bir kısmı fosil yakıtlardan karşılanmakta ve fosil enerji kaynaklarının rezervleri, artan ihtiyaç ile birlikte giderek azalmaktadır. Fosil enerji kaynaklarından biri olan kömür dünya enerji üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. Kömür, kaynaklarının çok çeşitli ve büyük olmasının yanında, diğer yakıtlara oranla daha ucuz olması nedeniyle de uzun vadede önemli üstünlüklere sahiptir. Ülkemiz fosil yakıt rezervleri içerisinde kömür en büyük paya sahiptir ve ülkemizde kül, kükürt ve nem içeriği yüksek, ısıl değeri düşük olan linyitlerden, kaliteli linyitlere kadar çok çeşitli kömürler bulunmaktadır. 

Kömürlerin verimli yakılması, günümüz enerji teknolojisinin en önemli sorunlarından birini oluşturmaktadır. Yanma, kömürün temel yanıcı elemanları C, H, S ile havanın yakıcı elemanı O2 arasında, yüksek sıcaklıkta ısı ve emisyon oluşumlu, karmaşık bir oksitlenme sürecidir. Kömürün yanması temel olarak üç aşamada gerçekleşmektedir. Birinci aşamada kömürden yarıkok oluşumu ve uçucu madde çıkışı meydana gelirken, ikinci aşamada uçucu maddenin yanması ve üçüncü aşamada yarıkokun yanması olayları gerçekleşmektedir.

Bu çalışmada kömür numunesinin farklı tane boyutları sabit sıcaklıkta ve farklı sürelerde yatay boru fırında tutulmasıyla, yanma süresinin sabit yataklı yakma sistemlerinde yanma davranımına etkisi incelenmiştir. Çalışmada yeni bulunan yüksek rezervli düşük kaliteli Adana Tufanbeyli linyit kömürü kullanılmıştır.  İlk olarak 5 farklı tanecik boyutuna ayrılan kömür, daha sonra farklı sürelerde yatay boru fırında 900 ºC'de yakılmıştır. 0.5, 1, 2, 4, 8, 16 ve 32 dakika boyunca yakılan farklı tanecik boyutlu kömürlerin daha sonra kısa analizleri, elementel analizleri, ısıl değerleri ve termal analizleri incelenmiştir.

Abstract:
In parallel with the increasing world population and industrialization, a large portion of energy needs are provided by fossil fuels and fossil sources of energy reserves is decreasing along with the growing need.Coal, one of the fossil energy sources, plays an important role in energy production of world. Besides having a large variety of resources, coal also has significant advantages, such as being cheaper than other fuels, in the long term. In our country, coal has the largest share of fossil fuel reserves and there are a wide range of coals from the lignite coals posessing high ash, sulfur and moisture content with a low calorific value to the high-quality lignite coals. 

One of the major challenges in the present energy technologies is combustion of coals more efficiently. Combustion is a complex oxidation process that occurs between basic combustible elements of coal (i.e., C,H, and S) and burner element of air (e.g., O2) at high temperature  to yield heat and emission. Coal combustion takes place primarily in three phases: (1) formation of semi-coke from coal and release of volatile substances, (2) combustion of volatile substances, and (3) combustion of semi-coke. 

In this study, the effect of burning time on combustion behavior at fixed bed combustion systems was examined by placing coal samples having different particle sizes in a horizontal tube furnace at constant temperature for varying periods. For this purpose, a low quality lignite coal from a newly found reserve in Adana Tufanbeyli was used. The coal was first divided into five different particle sizes and then, burned in the horizontal tube furnace at 900°C for varying periods (i.e., 0.5, 1, 2, 4, 8, 16 and 32 min). After that, the as-burned coal samples were characterized based on the results of their proximate analysis, elemental analysis, thermal analysis and calorific value analysis.