Gazlaştırmatesisinin katı yakıt yükleme sistemi, hava veya oksijen besleme üniteleri, gerekirse su buharı besleme üniteleri, ilk ateşleme üniteleri, kül çekme üniteleri, gazçekiş üniteleri en optimum ve kullanılışlı şekilde tasarlanmalıdır. Katı yakıt, hava, oksijen, su buharı besleme miktarlarını kontrol eden otomasyon sistemi de önem kazanmaktadır. Yapılan kütle ve enerji denkliklerine cevap verebilecek kontrol sistemi çok önemlidir. Gazlaştırıcıda üretilen sentetik gazın içeriği, CO, H2 , CH 4 , N 2 , 0 2 , hafif hidrokarbonlar gibi yanıcı unsurlarla, COr katran, H2S, kül tanecikleri gibi safsızlıklarda çok iyi analiz edilebilmelidir. Üretilen sentetik içerisindeki özelikle katran, kül tanecikleri ve H2S gibi safsızlıkların ürün gazdan alınabilmesi için gerekli olan siklon tutucular, kimyasal çözelti yıkayıcıları, katran tutucu sistemler, elektrostatik filtrelerin tasarımı önem taşımaktadır. Üretilen gazın temiz olarak enerji üretiminde kullanılması, gaz türbinleri ve gaz motorları açısından önem taşımaktadır. Zira bu enerji üretim birimlerinin uzun süreli ve sağlıklı olarak çalışabilmeleri üretilen sentetik gazın temizliğine bağlıdır. Eğer enerji üretiminin yanı sıra veya sadece metanol, amonyak veya sıvı yakıt üretimi düşünülüyorsa sentetik gazın temizliği daha da önem taşımaktadır. Zira sentetik gazdan bu kimyasal maddelerin üretimi sırasında çeşitli ayırma işlemleri ve katalitik reaksiyonlar kullanıldığından özel filtreler ve katalizörler safsızlıklardan etkilenmektedirler. Uzun aromatik yapıdaki katran bileşikleri filtreleri tıkayabilmekte, katalizörlerin devreden çıkmasına sebep olabilmektedirler. Katı yakıttan gazlaştırma ile üretilen sentetik gazın gerekli görüldüğü taktirde stabil beslenebilmesi için gaz depolarına (gazholder) ihtiyaç duyulmuştur. Birçok sentetik gaz üretim tesisinde uzun yıllar bu tür gaz depoları hizmet vermiştir. Bu tür gaz depolarının mekanik tasarımı da ayrıca önem taşımaktadır. Başta kömür olmak üzere katı yakıtlardan sentetik gaz üretmek üzere tasarlanan gazlaştırıcı sistemleri komple bir tesis tasarımını gerektirmektedir. Bu amaçlakütleve enerji denkliğinden başlayan tasarım çalışması proses boyunca adım adım kimyasal proses tasarımını gerektirmekte, uygun mekanik ve ısı transfer tasarımına ihtiyaç duyulmakta ve tüm tesisin optimum çalışabilmesi için en uygun otomasyon sisteminin kurulmasını gündemde tutmaktadır. Ayrıca ısı ekonomisi bakımından en uygun ısı yalıtımının yapılması önem arz etmektedir. Aşağıda kısaca başta kömür olmak üzere katı yakıt gazlaştırılmasında kullanılan sabit yataklı, akışkan yataklı ve basınçlı gazlaştırıcılar hakkında kısaca bilgi verilecektir. 1 . Sabit Yatak Kömür Gazlaştırıcısı Kömür gazlaştırılmasında 1 - 1 O MWe gibi düşük güç kapasitelerinde aşağı akışlı veya yukarı akışlı sabit yakıtlı gazlaştırıcılar kullanılmaktadır. Bu tür gazlaştırıcılar vakum altında veya atmosfer basıncında çalıştığı gibi, basınç altında da çalışanları vardır. Gaz oldukça düşük hızla, yukarıya doğru yükselmektedir. Çok düşük hızla bile bir miktar uçucu kül ve kömür parçacıkları, gazla birlikte sürüklenmektedirler. Bu gazlaştırıcılarda belirli boyuttaki kömür taneleri reaktörün üst kısmından beslenerek yan veya alt kısmından beslenen hava ile ortalama 1 200°C sıcaklıkta CO, H2, CH4 yanıcı gazları üretmek mümkündür. Gazlaşma gerek kömürün nemi gerekse havanın nemi ile gerekli su ihtiyacını karşıladığı gibi elde edilen gazda katran miktarı azdır. Atmosfer basıncında çalışan sabit yatak gazlaştırıcılarda üretilen sentetik gazın komposizyonu :H2 : o/o 1 2- 1 5, CO: o/o 18-20, CH4: %3-6, CO2: %10-12, N2: %45-50, Hp: %2-5 şeklindedir ve ısıl değeri ortalama 1 500 kcal/Nm3 dür. Bu tür gazlaştırıcıların tasarımında özellikle katı yakıt besleme, katı yakıtın gazlaştırıcı içerisinde yukarıdan aşağıya hareketini sağlayacak mekanik akış tasarımı önem taşımaktadır. Katı yakıt belirli boyutlarda olmalı, hava ile uygun reaksiyon temasını sağlayacak şekilde gazlaştırıcı içerisinde dağılım göstermelidir. Aksi takdirde gazlaştırıcı içerisinde tıkanmalara ve gazlaşmanın durmasına sebep olunabilir. Yukarıdan aşağıya doğru akan katı yakıt önce nemini vermekte, daha sonra 600°C sıcaklıklarda piroliz olmakta, ve daha aşağıdaboğaz bölgesinde CO, H2 ve CH4 oluşturmak üzere redüksiyon bölgesinde l 200°C sıcaklıkta gazlaşma reaksiyonları oluşmaktadır. Ana gazlaşma reaksiyonları endotermik türden olduğu için bu reaksiyonlara gerekli olan ısı yanma reaksiyonlarından sağlanmaktadır. Tüm bu fiziksel ve kimyasal işlemler gazlaştırıcı boyunca gerçekleşmektedir. Bu nedenle katı yakıtve hava, su buharıteması çok iyi olacak şekilde hava besleme ağızları ve yerleri, gazlaştırıcının boğaz bölgesi ve kül çekiş, gaz çekiş sistemleri optimum şekilde tasarlanmalıdır. Özellikle downdraft türü sabit yataklı gazlaştırıcılarda üretilen katran miktarı aza olduğu için üretilen sentetik gazdan ayrılacak olan katran ve kül tanecikleri ayrıcı sistemler oldukça basittir [ 1 ,2,7, 1 3]. 1 ENERJi DÜNYASI MAYIS 2007 � -54+:::.:.::.:....:.::.:....:::::'.= ==::::=::==:::============= � "Enerjide Sürdürülebilirlik veKüreselleşme: Verimlilik, Emisyonlar,Yeni PiyasaOluşumlan"
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=