Investigation of emissions of fruit stones combustion in a fluidized bed combustion system

Bu çalışmada, meyve suyu endüstrisinden atık olarak ortaya çıkan şeftali ve kayısı çekirdeklerinin yakılmasını araştırmak için akışkan yataklı bir yakma sistemi kullanılmıştır. Ayrıca bu atıkların kömürle birlikte farklı karışım oranlarında yakılması da incelenmiştir. Kayısı ve şeftali çekirdeklerinin yanma özelliklerinin incelendiği kabarcıklı akışkan yataklı yakma sistemi 102 mm iç çapında ve 900 mm yüksekliktedir. Yakma deneyleri sırasında sürekli olarak CO, CO2, SO2, NOx ve toplam hidrokarbon emisyonları ölçülmüştür. Deney parametreleri değiştirilerek farklı kirleticilerin emisyonlarındaki değişimler izlenmiştir. Emisyon değerleri standartlarla karşılaştırılmış ve yanma verimleri hesaplanmıştır. Ayrıca, aynı sistemde Türkiye'de yaygın olarak kullanılan bir linyit kömürü olan Tunçbilek linyiti de yakılmış ve emisyonları, şeftali ve kayısı çekirdeği yakıldığı zaman oluşan emisyon değerleri ile karşılaştınlmıştır. Yakma testleri süresince, şeftali ve kayısı çekirdeklerindeki uçucu maddelerin çok kısa sürede uçuculaştığı ve bu uçucuların çoğunlukla yatağın üst kısmında yandıkları gözlenmiştir. Yatakta ve yatağın üst kısmında ölçülen sıcaklık profilleri bu olayı doğrulamaktadır. Şeftali ve kayısı çekirdeklerinin kömür ile karıştırılarak yakıldığı deneylerde de, karışımdaki biyokütle oranı arttıkça yanma daha çok yatağın üst kısımlarındaki hacimde gerçekleşmektedir. Karışımdaki biyokütle oram arttıkça, yanma gazlarmdaki CO ve CmHn emisyonlarında da artış gözlenmiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, yanma verimleri kömür için %98.8- %99.1, şeftali çekirdekleri için %96.0-%97.5, kayısı çekirdekleri için ise %93.4- %96. 3 arasında değişmektedir. Kömür yakıldığında CO emisyonu sıfır olmasına rağmen şeftali ve kayısı çekirdekleri yakıldığında ikincil hava ihtiyacını ortaya çıkaran yüksek CO emisyonu oluşmuştur. Kömürün SO2 emisyonu 2400- 2800 mg/Nm 3 civarında iken çalışmada kullanılan biyokütle yakıtları için SO2 emisyonu sıfırdır. Yapılan tüm yakma deneylerinde NOx emisyonları, Türk Hava Kalitesi Kontrolü Yönetmeliği (1986) tarafından belirlenen sınır değerlerin altındadır. Şeftali ve kayısı çekirdeklerinin linyit kömürü ile beraber yakılmasında, karışımda ağırlıkça %0'dan %100'e kadar değişen oranlarda biyokütle katılmıştır. Şeftali çekirdekleri ile beraber yakma deneylerinde yakma verimleri, yakıt karışımına ağırlıkça %25, %50 ve %75 biyokütle eklenme oranlan için sırası ile %96.6-98.7, %94.9-98.5, %92.6-98. 7 değerleri arasında değişmektedir. Kayısı çekirdeği ile beraber yakma deneylerinde elde edilen yakma verimleri ise, ağırlıkça %25, %50 ve %75 biyokütle ekleme oranlan için sırası ile %95.6-98.8, %95.3-97.2, %93.3-96. 5 değerleri arasında değişmektedir. Şeftali ve kayısı çekirdeklerinin aynı koşullarda yanma ve birlikte yanma deneylerinden elde edilen sonuçlar karşılaştınldığmda, şeftali çekirdeklerinin kayısı çekirdeklerinden daha düşük CO ve NOx emisyonlan verdiği, SO2 emisyonlannın ise kayısı çekirdeklerine göre bir miktar daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Şeftali çekirdeklerinin yanma verimleri de, kayısı çekirdeklerine göre daha yüksek bulunmuştur. Bu sonuçlara göre, şeftali çekirdeğinin kabarcıklı akışkan yataklı yanma sistemlerinde kayısı çekirdeğine göre daha iyi yakılabileceği sonucuna vanlmıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar meyve suyu endüstrisinde bir atık madde olan şeftali ve kayısı çekirdeklerinin kömürle kanştınlarak kabarcıklı akışkan yatakta yakılabilecek bir yakıt olduğunu ve küçük ölçekli meyve suyu fabrikalannda temiz enerji eldesi için kullanılabileceğini göstermiştir. Avrupa Birliğinde geçerli olan emisyon sımr değerlerinin elde edilebilmesi için, yakıt kanşımındaki şeftali veya kayısı çekirdekleri oranının ağırlıkça %50'den az olması önerilmektedir.