Kömürün kendi kendine yanmasında mineral maddenin etkisi
The effect of mineral matter on self-heating of coal
Yazar: ORHAN VELİ KAZANCI
Danışman: PROF. DR. AHMET ARISOY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı-Akışkan Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kömür = Coal ; Mineral maddeler = Mineral matters

Özet:
Sunulan çalışmada, kömürlerin kendi kendine yanması olayına mineral maddenin etkisiteorik olarak incelenmiştir. Öncelikle kömürün kendi kendine yanmasını etkileyenkömür özellikleri hakkında bilgiler verilmiş, daha sonra ise kömürün kendi kendineyanması ile ilgili yapılan çalışmalarda kullanılan yöntemler belirtilmiştir. Çalışmanındeneysel kısmında adyabatik fırın test düzeneği kullanılmıştır. Deneylerde aynıdamardan çıkartılmış, mineral madde miktarları %11,2 ile %71,1 arasında değişen dörtadet kömür örneği kullanılmıştır.Çalışmanın teorik kısmında ise, öncelikle kömürün düşük sıcaklıklardaki oksidasyonhızı Arrhenius formunda yazılmıştır ve bu hız deneysel sonuçlardan elde edilen hız ilekarşılaştırılmıştır. Deneysel oksidasyon hızı Arrhenius formuna uymamıştır. Daha sonra,oksijenin tükenim hızı yazılmıştır ve düşük sıcaklıklardaki kömür oksidasyonunda çoketkili olan ve miktarı zamanla değişen aktif merkez sayısıyla çarpılmıştır ve oksijenintükenim hızı uygun kabuller altında sıcaklığın değişim hızına dönüştürülmüştür. Teorikolarak bulunan sıcaklığın değişim hızı deneysel reaksiyon hızına uymuştur. Fakat teorikreaksiyon hızının, değerleri kömürden kömüre değişen ve deneysel sonuçlardan eldeedilen parametreleri vardır.Bu çalışmanın sonunda, parametrelerin değerlerinin kömürün mineral madde içeriğiyledeğişimi grafiksel olarak gösterilmiştir ve bu değişimin sebepleri açıklanmıştır.

Abstract:
The effect of mineral matter on spontaneous combustion of coal was analysed intheoretical way in this study. Firstly, information about the coal properties which effectthe spontaneous combustion of coal was informed, then methods which are used in thestudies of spontaneous combustion of coal were specified. Adiabatic oven test methodwas used in experimental part of this study. Adiabatic oven test have been conducted onsubbituminous coal cores from the same seam profile, which cover a mineral mattercontent range of %11,2-%71,1.In theoretical part of this study, firstly low temperature oxidation rate of coal waswritten in Arrhenius form and oxidation rate which was found from the experimentalresults was compared with this theoretical oxidation rate. Experimental oxidation ratedoes not conform to an Arrhenious form. Then, the rate of oxygen consumption waswritten and multiplied with active center quantity which is very effective and changeswith time at low temperature coal oxidation and the rate of oxygen consumption wastransformed to the rate of temperature change under appropriate assumptions. The rateof temperature change which was found theoretically conforms to an experimentalreaction rate. But theoretical reaction rate has some parameters which values changefrom coal to coal and their values were found from the experimental results.At the end of this study, values of parameters whic change with the mineral mattercontent of coal was shown graphically and the reasons of this changing were explained.