Coal combustion under agitated conditions
Kömürün karıştırmalı şartlarda yakılması
- Tez No: 96353
- Danışmanlar: PROF. DR. DURSUN PEHLİVAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Ill ÖZET Doktora tezi KÖMÜRÜN KARIŞTIRMALI ŞARTLARDA YAKILMASI Neslihan DURANAY Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı 2000, Sayfa: 116 Türk linyitlerinin en son durumunu gösteren raporlara göre, ülkemizde 8.3 milyar ton linyit rezervi bulunmaktadır. Taşkömür rezervi ile birlikte petrol ve doğal gaz rezervlerinin de sınırlı olması ülkemiz enerji kaynakları içerisinde linyitin önemini açıkça belirtmektedir. Yurdumuzun çeşitli yörelerine dağılmış bulunan linyit yataklarının büyük bölümü ısıl değeri düşük nem ve kül oranı yüksek kömürlerden oluşmaktadır. Bu durumun özellikle ısınma amaçlı linyit tüketiminin düşmesine neden olduğu belirtilmektedir. Düşük kaliteli kömürlerin değerlendirilmesi için çalışmalar sürdürülmektedir. Kömür yanması üzerine yapılan çalışmalar, pulverize yakıt, akışkan yatak yakma, kömür su karışımları ve çeşitli şartlarda hazırlanmış charlar üzerinde yoğunlaşmıştır. Bununla birlikte elle tutulur büyüklükteki kömür tanelerinin yanmasını kontrol eden faktörler ve yanma hızını belirleyen modellerin ortaya konulması üzerine çok az çalışma vardır. Ayrıca kanştırmalı ortamda büyük kömür tanelerinin reaktivitesini belirlemek üzere yapılan çalışmalara son zamanlarda rastlanmıştır.IV Bu çalışmanın esas amacı, daha önceden geliştirilmiş olan döner başlıklı bir yakıcıda kömür tanelerinin yanması sırasında davranışlarını incelemek amacıyla geliştirilmiş laboratuvar deney düzeneğinde, yüksek kül içerikli Türkiye linyitlerinin yakılması ve özellikle char yanması esnasında sistemin oluşturduğu karıştırmanın etkisiyle külün uzaklaştırılmasının yanma süresi ve hızına etkisinin incelenmesidir. Kömür sabit yatakta ve sığ akışkan yatakta yakıldığında oluşan kül oksijenin tane yüzeyine ulaşmasına ilave bir direnç göstermektedir. Çalışılan yakma sistemi ile özellikle char yanması esnasında oluşan kül sürekli olarak tane etrafından uzaklaştırılmıştır. Sunulan çalışmada kül oranlan %1.81'den %15.22'ye kadar değişen Soma, Çan, Göynük, Seyitömer, Çayırhan, Yatağan, Kangal ve Afşin-Elbistan linyitlerinin 0.5g, lg, 2.5g ve 5g ortalama ağırlığındaki tek taneleri, önceden ısıtılmış boru fırın içine yerleştirilmiş bir döner sepet içinde yakıldı. Kömürlerin yanmaları esnasında uçucu madde ve char yanma süreleri ve hızlarına, sepet hızı, tane büyüklüğü, sıcaklık, hava hızı, oksijen konsantrasyonu ve kömür cinsinin etkisi araştırıldı. İşlem parametrelerinin etkisi üzerine yapılan çalışmalar, proximate ve ultimate analiz verilerinden yaralanılarak çalışılan linyitler içerisinde ortalama değerlere sahip olan Çan linyiti ile gerçekleştirildi. Kömür yakma sistemlerinin dizaynı yapılırken uçucu madde ve karbon yanma hızları ve sürelerine ihtiyaç duyulur. Çünkü belirtilen bu yanma basamaklarının hızı ve süreleri işlem tarzına bağlı olarak, aletin tipiyle değişir. Bir retort içerisinde kömürün kalma süresi, kül uzaklaştırılmadan önce tamamen yanmaya yetecek kadar uzun olmalıdır. Yüksek doğrulukta tahmin edilen kalma süresi kurulacak yakma sisteminin kapasitesini belirlemede önemli bir adımdır. Bundan dolayı bu çalışmada deneysel olarak tespit edilen uçucu madde yanma süreleri, kömürün pirolizi için geliştirilmiş olan aktivasyon enerjileri dağılım modeliyle hesaplanan uçucu madde ayrılma süreleri ile kıyaslandı. Ayrıca char yanma süreleri ve hızları da çifte direnç teorisinden yararlanılarak hesaplanan değerlerle karşılaştırıldı.V Çalışmanın sonucunda, uçucu madde yanması sırasında uygulanan karıştırmanın özellikle büyük tanelerin uçucu madde yanma sürelerinde azalmaya ve hızlarında artmaya neden olduğu ve böyle bir sistemde uçucu madde ayrılmasının termal parçalanma şeklinde olduğu belirlenmiştir. Karbon yanması periyodunda uygulanan karıştırma oluşan külün uzaklaşmasına neden olduğundan, sepet hızı arttıkça char tanesinin daha hızlı ve kısa sürede yandığı izlenmiştir. Bütün işlem parametreleri için incelendiğinde char yanmasının birleşik kontrol mekanizması ile yürüdüğü tespit edilmiştir. Kömür cinsinin uçucu madde ve char yanması üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. İncelenen linyitlerden uçucu madde oranı yüksek olan kömürlerin daha hızlı yandıkları tespit edilmiştir. Bu periyotta aşınmadan etkilenen kömürlerin uçucu maddelerinin beklenenden daha kısa sürede ve daha hızlı yandığı belirlenmiştir. Karbon yanması periyodunda ise, uçucu madde oranı yüksek olan kömürlerin ve yakma sistemine uygulanan karıştırmadan etkilenen kömürlerin daha hızlı yandığı sonucuna varılmıştır. Uçucu madde yanması esnasında yapılan gaz analizleri sonucunda, CO ve CO2 emisyonlarının C içeriği yüksek kömürlerde daha fazla olduğu ve NOx oluşumunun uçucu madde içeriğine bağlı olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca NOx oluşumunun termal ve yakıttan ileri gelen NOx oluşumu mekanizmalarıyla açıklanabileceği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
VI SUMMARY PhD. Thesis COAL COMBUSTION UNDER AGITATED CONDITIONS Neslihan DURANAY Fırat University Institute of Science and Technology Chemical Engineering Department 2000, Page: 116 According to the latest reports on the last situation of Turkish lignites, there are 8.3 billion tons of lignite reserves in our country. The fact that the bituminous coal reserves are limited like oil and natural gas reserves, clearly show the importance of lignite among the sources of energy in our country. Most of the beds present in different parts of our country consist of low calorific value, and high moisture and ash content lignites. It is pointed out that these reasons especially cause to decrease the consumption of lignite for heating purposes. Studies for evaluating low quality coals have been continued. Studies on combustion of coal have been focused on pulverised coal, fluidîsed bed combustion, coal - water mixtures and on the combustion of chars prepared under various experimental conditions. However, there have not been much reports on the factors controlling the combustion of carbon particles and evaluating models predicting theirVII effects on combustion rates in lump size range. Only recently have been encountered the studies on the determination of large coal particles under agitated conditions. In order to explore the combustion behavior of coal particles in a burner with rotary chamber developed previously, the main objectives of this study are to investigate the effect of removing ash on the combustion rates and times of high-ash Turkey lignites during burning and especially during char combustion. When the coal is burned in a fixed or a shallow fluidized bed, the ash layer formed on the particles show an extra resistance to the arrival of oxygen molecules in the particle surface. By the combustion system being studied, the ash formed especially during char combustion stage has constantly been driven away from the particle. In the presented study, particles of 0.5, 1, 2.5 and 5 grams average weight of Soma, Çan, Göynük, Seyitömer, Çayırhan, Yatağan, Kangal and Afşin-Elbistan lignites the ash content of which vary from 1.81 to 15.22 percent has been burned in a rotating wire mesh basket placed in a preheated tube furnace. Effects of rotation speed of basket, particle weight, temperature, air velocity, oxygen concentration and kind of coal on combustion rates and times of volatile matter and char combustion have been investigated. The studies on the effects of operation parameters have been performed with Çan lignite which is considered avarage proximate and ultimate values among the lignites studied by using analysis data. Combustion rate and time data is needed to design coal combustion systems. Because, the combustion rate and times of these stages vary according to the types of operation and equipment. The coal residence time in a retort should be long enough for the complete combustion before the ash is driven away. The determination of confident residence times, is an important step in predicting the capacity of combustion systems. Because of this, in this study experimentally determined combustion times of volatile matter were compared with the devolatilization times calculated using activation energies distribution model which was developed for the pyrolysis of coals the combustion rate and times of char were also calculated by using double resistance theory.VIII As a result of the study, it was shown that the agitation applied during combustion of volatile matter caused decrease in the combustion times and increase in the devolatilization rates of large lignite particles. In such a system it was concluded that, devolatilization occurred as thermal decomposition. Because of the agitation applied during the period of char combustion caused the removing of ash, it has been determined that, as the speed of basket increased, char particles burned faster and in shorter times. When all operation parameters were considered, it has been concluded that the combustion of lignite char preceed with the combined control mechanism. It was shown that, coal type was effective on the combustion of volatile matter and char. In this period it was determined that the volatile matter of the lignites which are susceptible to abrasion burned faster and in shorter times than has been expected from the previous studies. In the period of char combustion, it was concluded that lignities with a high proportion of volatile matter and the lignites being affected from the agitation applied in the combustion system burned faster. The results of gas analysis made during the combustion of volatile matter, showed that CO and CO2 emission were higher in lignites with higher C content and NOx emission was depended on the volatile matter content. It was determined that the NOx emissions could be explained by the thermal and fuel NOx mechanism.
Benzer Tezler
- Ankara-Bala alçıtaşı yataklarının jeolojisi ve jeokimyası ile alçının teknolojik parametrelerinin araştırılması
Geology and geochemistry of ankara-bala gypsum deposits and investigation of technological parameters of gypsum
AHMET MURAT ERDOĞDU
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Yatakları ve Jeokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. SEZAİ KIRIKOĞLU
- Bıyokütle-kömür karısımlarının yanmasının incelenmesi
Investigation of co-firing coal and biomass blends
CANSU DENİZ CANAL
Doktora
Türkçe
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
PROF. DR. ALİ CEMAL BENİM
- Analysis of a pressurized oxy-fuel fluidized bed combustion system for domestic coal fuels
Basınçlı oksi-yanma akışkan yatak sisteminin yerli kömürler için analizi
BURCU AYŞE TANRIVERDİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
EnerjiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ YILMAZ
- 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
2024
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLAY BULUT