Geri Dön

Soma Termik Santralin'de yanan kömürlerin ve katı atıkların mineralojisi, petrografisi ve element içeriği, Manisa-Türkiye

Mineralogy, petrography and elemental contents of feed coals and combustion residues from Soma thermal power plant, Manisa-Turkey

  1. Tez No: 155265
  2. Yazar: YILMAZ BULUT
  3. Danışmanlar: PROF.DR. ALİ İHSAN KARAYİĞİT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 214

Özet

SOMA TERMİK SANTRALINDA YANAN KÖMÜRLERİN VE KATI ATIKLARIN MİNERALOJİSİ, PETROGRAFİSİ VE ELEMENT İÇERİĞİ, MANİSA-TÜRKİYE Yılmaz Bulut Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Maden Yatakları-Jeokimya Anabilim Dalı ÖZ Soma kömür havzası, Batı Anadolu'da gölsel ortamda oluşmuş önemli kömür havzalarından biri olup, Miyosen yaşlı alt, orta ve üst kömür damarlarını içermektedir. Alt ve üst kömür damarları, yeraltı ve çoğunlukla açık ocaklarda işletilmekte, ancak orta damar işletilmemektedir. Alt ve orta kömür damarları Soma Formasyonunda, üst kömür damarı ise Deniş formasyonunda yer almaktadır. Havzada 660 Mt kömür rezervi bulunmakta ve yılda yaklaşık 11 Mt kömür üretilmektedir. Üretilen kömür, düşük kükürt içeriği ve yüksek ısıl değer özelliğinden dolayı ısınma amacıyla ve kömür yakan Soma termik santralında tüketilmektedir. Bu çalışma kapsamında, Soma termik santralında yanan kömürlerden ve katı atıklardan (uçucu kül ve taban külü) alınan örneklerin mineralojisi, petrografisi ve element içerikleri incelenmiştir. Santralda yanan kömürlerden, uçucu küllerden ve taban küllerinden haftada bir olmak üzere 8 hafta boyunca santralın B1-4 ünitelerinden (660 MW) ve B5-6 ünitelerinden (330 MW) sistematik olarak toplam 48 adet örnek alınmıştır. Santralın B1-4 ünitelerinde alt damar kömürleri, B5-6 ünitelerinde ise alt ve üst damar kömürleri kullanılmaktadır. Tüm örneklerde kaba kimyasal analizler, XRD ve SEM-EDX yardımıyla mineralojik çalışmalar, XRF yardımıyla esas element oksitleri ve eser elementler (As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Rb, Sb, Sr, V, Zn ve Zr), absorbsiyon spektrometresi yardımıyla Hg analizleri yapılmıştır. Yanan kömürlerden alınan örneklerin CHNS analizleri, kömür petrografisi çalışmaları ve hüminit yansıtması ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, seçilmiş uçucu kül ve taban küllerinden ayırılmış yanmamış karbon (char) ve yanmamış/kısmen yanmış kömür kırıntılarının CHNS analizleri ve bu örneklerde optik mikroskopi çalışmaları da yapılmıştır. Santralın B1-4 ve B5-6 ünitelerinde yanan kömürlerden alınan örneklerin laboratuvara geldiği durumda sırasıyla yüksek nem içeriğine (ort. %32,83 ve 26,62), havada kuru bazda çok yüksek kül içeriğine (ort. %40,03 ve 49,30), nispeten düşük kükürt içeriğine (ort. %0.81 ve 0,80) ve düşük üst ısıl değere (ort. 2918 ve 2160 kcal/kg) sahip olduğu saptanmıştır. Beklenildiği gibi, B1-4 ve B5-6 ünitelerinden alınan uçucu küllerin kül içeriği (ort %97,92 ve 98,73), taban küllerinden (ort. %81,17 ve 89,34) daha yüksek olarak bulunulmuştur. Bu, taban küllerinde yanmamış karbon ve yanmamış/kısmen yanmış kömür kırıntılarının fazlalılığı ile ilgilidir. Santralın B1-4 ve B5-6 ünitelerinde yanan kömürlerde kil mineralleri, kuvars, kalsit, aragonit, feldispat, pirit, siderit, jips, dolomit, kristobalit ve ankerit tanımlanmıştır. Bu çalışma ile santralın B1-4 ünitelerinde yanan kömürlerin B5-6 ünitelerine göre daha yüksek kalsit, daha az kuvars ve kil mineralleri içerdiği saptanmıştır. Santralın B1-4 ve B5-6 ünitelerinden alınan uçucu küllerde tanımlanan mineralleri, kuvars, feldispat, portlandit, mullit, kristobalit, anhidrit, kalsit, kristalin kireç, hematit ve gehlenit oluşturmaktadır. Benzer mineraller, taban küllerinde de saplanmıştır. Bu çalışma, uçucu küllerin taban küllerine göre kristalin kireç ve anhidrit içeriklerinin daha fazla, kalsit ve portlandit içeriklerinin daha az olduklarını göstermektedir. Santralın B1-4 ve B5-6 ünitelerinde yanan kömürlerin ortalama rastgele hüminit yansıtma değerleri sırasıyla, 0,43 %Rr ve 0,39 %Rr olarak bulunulmuştur ve ortalama değerler kömürleşme derecesinin“alt bitümlü kömür C-B”aşamasında olduğunu göstermektedir. Santralın B1-4 ve B5-6 ünitelerinde yanan kömürlerin hüminit içerikleri, liptinit ve inertinit içeriklerine göre daha yüksektir. Santralın B1-4 ünitelerinde yanan kömürlerin ortalama Ca, Cd, Mn ve Ni içerikleri, B5-6 ünitelerinde yanan kömürlere göre daha yüksek, Si, Al, Ti, Ba, Cu, Rb, Sr, V, Zn ve Zr içerikleri ise daha düşük olarak bulunulmuştur. Termik santralda yanan kömürlerden alınan bazı örneklerin Cd, Rb ve V ortalama içerikleri, Dünya kömürlerine ait maksimum değerleri aşmaktadır. Termik santralın B1-4 ünitelerinden alınan uçucu kül ve taban küllerinin, yanan kömürlerle uyumlu olarak, B5-6 ünitelerine göre CaO içerikleri daha yüsek, Si02 ve Al203 içerikleri daha düşük olarak saptanmıştır. Anahtar Kelimeler : Beslenen kömür/yanan kömür, uçucu kül, taban külü, mineraloji, eser element, Soma, Türkiye Danışman : Prof. Dr. Ali İhsan Karayiğit, Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Maden Yatakları-Jeokimya Anabilim Dalı

Özet (Çeviri)

MINERALOGY, PETROGRAPHY AND ELEMENTAL CONTENTS OF FEED COALS AND COMBUSTION RESIDUES FROM SOMA THERMAL POWER PLANT, MANİSA - TÜRKİYE Yılmaz Bulut Hacettepe University, Department of Geological Engineering, Ore Deposits-Geochemistry Section ABSTRACT The Soma basin, which is one of the most productive lacustrine coal basins of western Anatolia-Turkey, contains three coal seams of Miocene age, lower, middle, and upper. The lower and upper seams are currently exploited in underground and mainly open-cast mines, but not the middle. The lower and middle seams are located in the Soma Formation and the upper seam in the Denis Formation. The basin has a coal potential of 660 Mt, and producing run-of-mine coals of approximately 1 1 Mt a year are consumed for domestic heating due to relatively low-sulfur content and high calorific value, and feed coals (FCs) in a coal-fired Soma power plant. The purpose of this study was to investigate mineralogy, petrography and elemental concentrations of the FCs, and their combustion residues, fly ashes (FAs) and bottom ashes (BAs) from the Soma power plant. A total of 48 samples, FCs, FAs and BAs were systematically collected once a week over an eight-week period from two group boiler units (B1-4 with 660 MW and B5-6 with 330 MW capacity). The former burns the FCs from the lower seam, and the later from the lower and upper seams. All samples have been analysed using proximate analysis, XRD and SEM-EDX for mineralogy, XRF for major oxides and trace elements (As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Rb, Sb, Sr, V, Zn and Zr) and Hg with an absorption spectrometer. The CHNS analysis, coal petrography and random reflectance measurements of huminite have been performed in all the samples from the FCs. In addition, the CHNS analysis and microscopic studies of chars and unbumed/relatively burned coal particles, which are separated from selected FA and BA samples, have been also made. The FC samples from B1-4 and B5-6 units have high moisture (av. 15,68 and 16,97%) on an as- received basis, high volatile matter (av. 32,83 and 26,62%), very high ash yield (av. 40,03 and 49,30%), relatively low sulfur content (av. 0,81 and 0,80%) and low gross calorific value (av. 2918 and 2160 kcal/kg) on an air-dried basis, respectively. As we expected, the FA samples from B1-4 and B5-6 units have higher ash yields (av. 97,92 and 98,73%) than the BA samples (av. 81,17 and 89,34%), which are related to much more formation of chars and unbumed/relatively unbumed coal particles in the BAs. The identified minerals in the FC samples from B1-4 and B5-6 units are clay minerals, quartz, calcite, aragonite, feldspar, pyrite, siderite, gypsum, dolomite, cristobalite and ankerite. This study indicates that the FC samples from B1-4 unite include more calcite, and less quartz and clay mineral contents than B5-6 units. The determined minerals in the FA samples from B1-4 and B5-6 units are quartz, feldspar, portlandite, mullite, cristobalite, anhydrite, calcite, lime, hematite and gehlenite. Similar minerals are also identified in the BA samples. This study implies that the FA samples are enriched in anhydrite and lime, and depleted in calcite and portlandite in comparison with the BA samples. The FCs used are low-rank coals (subbituminous C-B) with 0,43%Rr from B1-4 units and 0,39 %Rr from B5-6 units. The FC samples from B1-4 and B5-6 units are enriched in huminite than liptinite and inertinite. The mean values of the FC samples from B1- 4 units have higher contents in Ca, Cd, Mn and Ni, and lower contents in Si, Al, Ti, Ba, Cu, Rb, Sr, V, Zn and Zr than B5-6 units. The element compositions of some FC samples have concentrations greater (in particular Cd, Rb, V) than the respective mean worldwide values for coals. The mean values of the FA and BA samples from B1-4 units, which are in agreement with the FC samples, are enriched in CaO, and depleted in Si02 and Al203 in comparison with B5-6 units. Keywords : Feed coal, fly ash, bottom ash, mineralogy, trace element, Soma, Turkey Advisor : Prof.Dr. Ali İhsan Karayiğit, Hacettepe University, Department of Geological Engineering, Ore Deposits-Geochemistry Section u

Benzer Tezler

  1. Tez No

    771656

    Türkiye'de yerli kömür yakıtlı büyük ölçekli termik santrallerin kül atıklarının yönetimi ve çimento üretiminde kullanımının ekonomik analizi

    Economic analysis of local coal-fired large-scale thermal power plant coal combustion waste management and use in cement production in Turkey

    KADİR ÖZÇELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN

  2. Tez No

    845455

    Soma termik santral uçucu küllerinden nadir toprak elementlerinin (NTE) kazanımı

    Recovery of rare earth elements (REEs) from Soma thermal power plant fly ash

    GÜLŞAH GÜVEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Cevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLAY BULUT

  3. Tez No

    346571

    Termik santral küllerinin iz element içeriklerinin araştırılması

    Investigation of trace elements content of thermal power plant ashes

    NARANBAATAR ENKHTAIVAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLGİN KURŞUN

  4. Tez No

    182898

    Batı Anadolu termik santralleri çevresinde radyoaktif ve ağır metal kirliliğinin biyomonitörlerle saptanması

    Determination of radioactive and heavy metal pollutions by biomonitors around West Anatolia coal fired power plants

    FİLİZ GÜR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Fizik ve Fizik MühendisliğiEge Üniversitesi

    Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. GÜNSELİ YAPRAK

    PROF.DR. NİZAMETTİN ERDURAN

  5. Tez No

    439638

    Determination of large-scale so2 point sources in Turkey using satellite retrievals

    Türkiye'deki büyük boyutlu noktasal so2 kaynaklarının uydu verileri ile belirlenmesi

    ERTUĞ FIRATLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL

Geri Dön