Farklı atık tiplerinin klinker fazları ve dayanımı üzerine etkileri
Klinker phases of different waste types and its effects on strength
Yazar: PERİHAN ARSEVEN
Danışman: PROF. DR. MELTEM DİLEK
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Türk  Çimento  Sektörü, enerji gereksinimi ve bertaraf amaçlı olarak tüm atık tiplerini atık yakma lisansı kapasitelerine göre tesislerinde  alternatif  yakıt  veya  hammadde  olarak kullanabilmektedir. Alternatif yakıt  ve  hammadde  kullanımı ile doğal kaynakların tüketimini azaltarak çevre kirliliğinin önlenmesi ve  enerji tasarrufu açısından yüksek önem arz etmektedir. Alternatif  yakıtlar  genel  olarak  ambalaj atıkları, tekstil atıkları, arıtma  çamuru,  atık  yağ, gemi söküm tesislerinden sintine atığı, ömrünü  tamamlamış lastikler, solvent ve boya grupları altında toplanabilir. Alternatif hammaddeler ise maden ocaklarından elde edilen atıklar, karo-tuğla kırığı gibi ısıl  işlem atıkları, inşaat atıkları kategorilerinde değerlendirilebilir.  Bu  çalışmanın  amacı,  enerji ihtiyacını alternatif yakıtlardan karşılarken klinker dayanımı üzerindeki etkilerini gözlemleyerek döngüsel ekonomiye katkı sağlamaktır. Bu amaçla, seçilen bir çimento fabrikasında, 2022-2023 yıllarında kullanılan atıkların kullanım öncesi analizleri, kullanımı ile klinker kimyası ve dayanımı üzerine etkileri incelenmiştir. Alternatif yakıtta ağırlıklı olarak değişkenliğinin az olması ve yüksek kalori ihtiva etmesi sebebiyle ömrünü tamamlamış lastik tercih edilmektedir. Buna ilave olarak ambalaj atıkları ile rüzgar gülü kanadından elde edilen atıklar da kullanılmaktadır. Bu alternatif yakıtlar ön işlem olarak parçalanma işlemine tabi tutulmaktadır. Parçalanma işleminin akabinde yanma prosesine doğrudan kalsinatörden beslenerek dahil edilmektedir. Bu tez çalışmasında farklı oranlarda kullanılan alternatif yakıtların yanmasıyla açığa çıkan küllerinin klinker bünyesine doğrudan infiltrasyonu ile değişen klinker kimyası ve dayanıma etkileri ile fosil yakıtlardan farkları incelenecektir. Ayrıca farklı aternatif yakıtların da etkilerinin farklı olacağı düşünülerek tipler ayrı ayrı analiz edilecek ve etkileri ayrıca değerlendirilecektir. Bu süreçte XRF, XRD, optik mikroskop, ICP, kalorimetre, karbon-kükürt gibi test cihazlarından faydalanılarak optimum yakıt paçalına karşın optimum hammadde reçete önerisi hazırlanacaktır. Maliyet faktörü değerlendirilerek çevre üzerine etkileri gözlemlenecektir.

Abstract:
Turkish Cement Industry can use all waste types as alternative fuel or raw materials in its facilities for energy requirements and disposal purposes, according to their waste incineration license capacities. It is of great importance in terms of preventing environmental pollution and saving energy by reducing the consumption of natural resources through the use of alternative fuels and raw materials. Alternative fuels can generally be grouped under packaging waste, textile waste, treatment sludge, waste oil, bilge waste from ship dismantling facilities, end-of-life tires, solvent and paint groups. Alternative raw materials can be evaluated in the categories of waste obtained from mines, heat treatment waste such as tile-brick shards, and construction waste. The aim of this study is to contribute to the circular economy by observing the effects on clinker strength while meeting the energy need from alternative fuels. For this purpose, pre-use analysis of the waste used in a selected cement factory in 2022-2023, its effects on clinker chemistry and strength were examined. End-of-life tires are preferred as alternative fuels due to their low variability and high calorie content. In addition, packaging waste and waste obtained from windmill blades are also used. These alternative fuels are subjected to fragmentation as a pre-treatment. Following the disintegration process, it is included in the combustion process by being fed directly from the calciner. In this thesis study, the changing clinker chemistry and strength effects with the direct infiltration of the ashes released by the burning of alternative fuels used at different rates into the clinker structure and its differences from fossil fuels will be examined. In addition, considering that the effects of different alternative fuels will be different, the types will be analyzed separately and their effects will be evaluated separately. In this process, an optimum raw material recipe proposal will be prepared for the optimum fuel blend by using test devices such as XRF, XRD, optical microscope, ICP, calorimeter, carbon-sulfur. The cost factor will be evaluated and its effects on the environment will be observed.