Ilgın linyitindeki suyun mekanik yöntemle azaltılma davranışının ve ekonomikliğinin belirlenmesi
Determination of dewatering behavior and economy for Ilgin lignite by mechanical method
Yazar: MEHMET SAİT ÇAY
Danışman: PROF. DR. İLHAN TEKİN ÖZTÜRK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Ekonomi = Economics ; Enerji = Energy
Dizin: Enerji = Energy ; Korelasyon = Correlation ; Kömür = Coal ; Linyit = Lignite

Özet:
Türkiye'deki toplam kömür rezervinin ~%90'ı linyittir ve bu rezervin %90'nından fazlasının ısıl değeri 12560 kJ/kg'ın altındadır. Linyit ısıl değerinin arttırılması için kullanılan yöntemlerden biri mekanik su azaltmadır. Bu çalışmada ortalama %45 su içeriğine sahip Ilgın linyitinin mekanik su azaltma davranışı basınç, etki süresi, başlangıç su/kuru linyit oranı, tane boyutu, numune haznesi çapı ve kalınlığa bağlı olarak deneysel yöntemle incelenmiştir. Ayrıca mekanik su azaltmanın yüzey morfolojisine etkisi SEM ile incelenmiş ve mekanik su azaltma için kullanılabilecek ekstruder sisteminin fizibilite çalışması yapılmıştır. Deneyler iki farklı tane boyutundaki (<250 µm ve 4-2 mm) linyitler ile 5-20 dakika ve 100-600 bar aralıklarında yapılmıştır. Deneyler sonucunda en yüksek su azaltma miktarı olan %51,5, <250 µm boyutundaki linyitler ile 600 barda 20 dakika yapılan deneyde elde edilirken en düşük su azaltma miktarı olan %12,2, 4-2 mm boyut aralığındaki linyitler ile 100 barda 5 dakikada elde edilmiştir. Su azaltma miktarının, basınç ve etki süresinin artışı ile artarken tane boyutunun artışı ile azaldığı ancak artışların ve azalışların lineer olmadığı görülmüştür. Su azaltma miktarı zamana göre basınçtan daha çok etkilenmektedir. Kaba, pürüzlü ve düzensiz yüzeye sahip linyitin su azaltma esnasında uygulanan basınç ile gözenekliliğinin azaldığı, yüzeyin daha pürüzsüz hale geldiği görülmüştür. Geliştirilen korelasyon ile su azaltma sonrası su/kuru linyit oranı basıncın, etki süresinin, tane boyutunun ve hazne çapının fonksiyonu olarak ifade edilmiştir. Ekonomik hesaplamalar neticesinde optimum ektruder sistemi 200 bar basınçta ve 2,5 dakika etki süresinde çalışan sistem olarak bulunmuştur.

Abstract:
Approximately 90% of the total coal reserves in Turkey is lignite and the heating value of more than 90% of this reserve is below 12560 kJ/kg. One method used to increase the lignite heating value is mechanical dewatering. In this study, mechanical dewatering behavior of Ilgın lignite with an average water content of 45% was investigated by experimental method depending on, pressure, time, initial water/dry lignite ratio, particle size,  sample chamber diameter and thickness. In addition, surface morphology was investigated by SEM to determine the effect of mechanical dewatering on surface structure. The experiments were carried out with two different particle sizes lignites (<250 µm and 4-2) for 5-20 min and 100-600 bar ranges. As a result of the experiments, the highest amount of dewatering was 51.5% and, achieved with <250 µm lignites at 600 bar for 20 min, while the lowest dewatering amount was 12.2% in the range of 2-4 mm lignites at 100 bar for 5 min. The amount of dewatering was increased with the increase in pressure and time, but the amount of dewatering was decreased with the increase in particle size, it was observed that the increases and decreases were not linear. The amount of dewatering is more affected by the pressure than by the time. It was observed that the lignite with rough and irregular surface, surface porosity decreased due to pressure and the surface became smoother. With the developed correlation, the water / dry lignite ratio after dewatering was expressed as a function of pressure, time, particle size and sample chamber diameter. As a result of the economic calculations, the optimum extruder system was found to be operating at 200 bar pressure and 2.5 minutes.