Singazın Çimento Sektöründeki Kullanım Alanları (Prosesler):
Çimento üretiminin kalbi olan döner fırın, çok yüksek sıcaklıklara (yaklaşık 1450°C klinkerleşme bölgesi) ihtiyaç duyar. Singaz, bu yoğun enerji ihtiyacını karşılamak için çeşitli şekillerde kullanılabilir:
Döner Fırın Ana Yakıcısı (Main Burner):
Fırının çıkış ucunda bulunan ve en yüksek sıcaklığı sağlayan ana yakıcıda, geleneksel fosil yakıtların (kömür, petkok, doğal gaz, fuel oil) yerine veya onlarla birlikte (co-firing) singaz kullanılabilir. Bu, birincil yakıt tüketimini azaltmanın doğrudan bir yoludur. Ancak, alev kararlılığı ve sıcaklığı için singazın kalitesinin (kalorifik değer, kompozisyon) ve temizliğinin (katran, partikül) kontrol altında tutulması önemlidir.
Ön Isıtıcı / Kalsinatör Yakıtı (Calciner Fuel):
Modern çimento fabrikalarının çoğunda bulunan ön ısıtıcı kuleleri ve özellikle kalsinatörler, hammaddenin (farin) kalsinasyonunu (CaCO₃ → CaO + CO₂) büyük ölçüde fırına girmeden önce gerçekleştirir. Kalsinatörler, toplam yakıtın önemli bir kısmını (%60'a kadar) tüketir ve ana yakıcıya göre daha düşük sıcaklıklarda (yaklaşık 850-900°C) çalışır. Bu da onları, ana yakıcıya göre kalite dalgalanmalarına daha toleranslı olabilen singaz kullanımı için çok uygun hale getirir. Atıktan türetilmiş yakıtların (ATY/RDF) bir kısmı da genellikle burada yakılır ve singaz bu yakıtların yerine veya ek olarak kullanılabilir.
Hammadde / Yakıt Kurutma:
Çimento üretiminde kullanılan hammaddeler (kil, kalker vb.) veya bazı alternatif yakıtlar (özellikle biyokütle, çamurlar) yüksek nem içerebilir ve öğütme veya fırına besleme öncesinde kurutulması gerekebilir. Singaz, bu kurutma üniteleri için doğrudan ısı kaynağı olarak kullanılabilir.
Elektrik Üretimi ve Kojenerasyon (CHP):
Çimento fabrikaları, özellikle öğütme değirmenleri (hammadde, kömür, çimento değirmenleri) ve büyük fanlar nedeniyle çok yüksek elektrik tüketicisidir. Tesis içinde üretilen veya dışarıdan temin edilen atıklardan elde edilen singaz, gaz motorları veya gaz türbinleri ile elektrik üretmek için kullanılabilir. Kojenerasyon (CHP) ile elektrik üretimi sırasında ortaya çıkan atık ısı, kurutma veya düşük sıcaklıklı proses ısıtması için değerlendirilerek toplam enerji verimliliği artırılabilir.
Çimento Sektöründe Piroliz İçin Kullanılabilecek Atıklar:
Çimento sektörü zaten büyük bir atık tüketicisidir (Alternatif Yakıt ve Hammadde - AFR kullanımı). Piroliz, özellikle doğrudan yakılması zor veya heterojen olan bazı atık akışlarını daha homojen ve yönetilebilir yakıtlara (piroliz yağı, gazı, char) dönüştürmek için bir ön işlem olarak veya ayrı bir enerji geri kazanım yöntemi olarak değerlidir:
Ömrünü Tamamlamış Lastikler (ÖTL):
Çimento fabrikaları halihazırda büyük miktarda lastik (bütün veya parçalanmış) yakmaktadır. Piroliz, lastiklerden değerli piroliz yağı (fuel oil'e benzer), yanıcı gaz ve karbon siyahı/char (yüksek karbon içeriği ile yakıt değeri taşır) elde etme imkanı sunar. Piroliz ayrıca lastik içindeki çeliğin daha kolay ayrıştırılmasını sağlayabilir.
Plastik Atıklar:
Karışık Plastikler: Geri dönüşümü zor olan karışık belediye veya endüstriyel plastikler.
Tarımsal Plastikler: Sera örtüleri, malç filmleri vb. (temizlik sonrası).
Endüstriyel Ambalaj Atıkları: Büyük torbalar (big bag), filmler, variller.
Piroliz, bu plastikleri sıvı veya gaz yakıta dönüştürerek fırında veya kalsinatörde daha kontrollü yakılmasını sağlar. Özellikle klor içeriği yüksek (PVC gibi) plastiklerin pirolizi dikkatli yönetilmelidir.
Atıktan Türetilmiş Yakıt (ATY / RDF - Refuse Derived Fuel) / Katı Geri Kazanılmış Yakıt (SRF - Solid Recovered Fuel):
Belediye veya endüstriyel atıklardan hazırlanan bu yakıtlar zaten yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, kalitesi çok değişken olabilir. Düşük kaliteli veya heterojen ATY/SRF'nin pirolizi, daha standart bir sıvı/gaz yakıt elde etmek için bir seçenek olabilir. Piroliz gazı ve yağı fırında/kalsinatörde yakılabilir, char ise karbon içeriği ile yakıt veya hammadde olarak değerlendirilebilir.
Biyokütle Atıkları:
Ahşap Atıklar: Paletler, inşaat/yıkım ahşapları.
Tarımsal Atıklar: Pirinç kavuzu, ayçiçeği kabuğu, budama atıkları vb. (bölgesel bulunabilirliğe bağlı).
Pirolizden elde edilen bio-oil ve gaz yakıt olarak, biochar ise yakıt veya potansiyel olarak düşük kaliteli hammadde katkısı olarak kullanılabilir.
Endüstriyel Çamurlar ve Atık Yağlar:
Petrol Rafineri Atıkları (izin verilenler).
Bazı Endüstriyel Proses Çamurları (organik içeriği yüksek ve tehlikesiz olanlar).
Atık Madeni Yağlar.
Piroliz, bu atıklardaki yanıcı organik kısmı sıvı/gaz yakıta dönüştürebilir. Yüksek nem içeriği olan çamurlar için yoğun kurutma gerekir.
Tahmini Enerji Değerleri (Piroliz Hammaddeleri İçin):
Bu atıkların enerji değerleri (kalorifik değer), kaynağa, bileşime, nem ve kül içeriğine göre çok değişkendir. Aşağıdaki değerler kuru bazda yaklaşık ve genel bir fikir vermek amaçlıdır (MJ/kg = Megajoule/kilogram):
Lastik Atıkları (ÖTL): ~30 - 38 MJ/kg (Petkok veya iyi kalite kömüre yakın)
Karışık Plastik Atıklar (PVC hariç): ~35 - 46 MJ/kg (Fuel oil'e yakın veya daha yüksek)
ATY / RDF / SRF: ~15 - 25 MJ/kg (Kompozisyona göre çok değişken)
Ahşap / Biyokütle: ~15 - 19 MJ/kg
Kuru Organik Çamurlar / Yağlı Atıklar: ~15 - 35+ MJ/kg (Organik/yağ içeriğine bağlı)
Önemli Notlar:
Char Kullanımı: Pirolizden elde edilen katı ürün (char), içerdiği karbon nedeniyle yakıt olarak değerlidir. Ayrıca, kül içeriği ve bileşimine bağlı olarak çimento hammaddesine (farin) katkı olarak kullanılma potansiyeli de araştırılabilir (özellikle SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ veya CaO içeriği uygunsa).
Çimento sektörü, singaz ve piroliz teknolojilerini kullanarak hem devasa enerji ihtiyacını daha sürdürülebilir ve çeşitli kaynaklarla karşılama hem de büyük miktarlardaki atığı ekonomik ve çevresel olarak faydalı bir şekilde değerlendirme potansiyeline sahiptir.
Singazın Çimento Sektöründeki Kullanım Alanları (Prosesler):
Çimento üretiminin kalbi olan döner fırın, çok yüksek sıcaklıklara (yaklaşık 1450°C klinkerleşme bölgesi) ihtiyaç duyar. Singaz, bu yoğun enerji ihtiyacını karşılamak için çeşitli şekillerde kullanılabilir:
Döner Fırın Ana Yakıcısı (Main Burner):
Fırının çıkış ucunda bulunan ve en yüksek sıcaklığı sağlayan ana yakıcıda, geleneksel fosil yakıtların (kömür, petkok, doğal gaz, fuel oil) yerine veya onlarla birlikte (co-firing) singaz kullanılabilir. Bu, birincil yakıt tüketimini azaltmanın doğrudan bir yoludur. Ancak, alev kararlılığı ve sıcaklığı için singazın kalitesinin (kalorifik değer, kompozisyon) ve temizliğinin (katran, partikül) kontrol altında tutulması önemlidir.
Ön Isıtıcı / Kalsinatör Yakıtı (Calciner Fuel):
Modern çimento fabrikalarının çoğunda bulunan ön ısıtıcı kuleleri ve özellikle kalsinatörler, hammaddenin (farin) kalsinasyonunu (CaCO₃ → CaO + CO₂) büyük ölçüde fırına girmeden önce gerçekleştirir. Kalsinatörler, toplam yakıtın önemli bir kısmını (%60'a kadar) tüketir ve ana yakıcıya göre daha düşük sıcaklıklarda (yaklaşık 850-900°C) çalışır. Bu da onları, ana yakıcıya göre kalite dalgalanmalarına daha toleranslı olabilen singaz kullanımı için çok uygun hale getirir. Atıktan türetilmiş yakıtların (ATY/RDF) bir kısmı da genellikle burada yakılır ve singaz bu yakıtların yerine veya ek olarak kullanılabilir.
Hammadde / Yakıt Kurutma:
Çimento üretiminde kullanılan hammaddeler (kil, kalker vb.) veya bazı alternatif yakıtlar (özellikle biyokütle, çamurlar) yüksek nem içerebilir ve öğütme veya fırına besleme öncesinde kurutulması gerekebilir. Singaz, bu kurutma üniteleri için doğrudan ısı kaynağı olarak kullanılabilir.
Elektrik Üretimi ve Kojenerasyon (CHP):
Çimento fabrikaları, özellikle öğütme değirmenleri (hammadde, kömür, çimento değirmenleri) ve büyük fanlar nedeniyle çok yüksek elektrik tüketicisidir. Tesis içinde üretilen veya dışarıdan temin edilen atıklardan elde edilen singaz, gaz motorları veya gaz türbinleri ile elektrik üretmek için kullanılabilir. Kojenerasyon (CHP) ile elektrik üretimi sırasında ortaya çıkan atık ısı, kurutma veya düşük sıcaklıklı proses ısıtması için değerlendirilerek toplam enerji verimliliği artırılabilir.
Çimento Sektöründe Piroliz İçin Kullanılabilecek Atıklar:
Çimento sektörü zaten büyük bir atık tüketicisidir (Alternatif Yakıt ve Hammadde - AFR kullanımı). Piroliz, özellikle doğrudan yakılması zor veya heterojen olan bazı atık akışlarını daha homojen ve yönetilebilir yakıtlara (piroliz yağı, gazı, char) dönüştürmek için bir ön işlem olarak veya ayrı bir enerji geri kazanım yöntemi olarak değerlidir:
Ömrünü Tamamlamış Lastikler (ÖTL):
Çimento fabrikaları halihazırda büyük miktarda lastik (bütün veya parçalanmış) yakmaktadır. Piroliz, lastiklerden değerli piroliz yağı (fuel oil'e benzer), yanıcı gaz ve karbon siyahı/char (yüksek karbon içeriği ile yakıt değeri taşır) elde etme imkanı sunar. Piroliz ayrıca lastik içindeki çeliğin daha kolay ayrıştırılmasını sağlayabilir.
Plastik Atıklar:
Karışık Plastikler: Geri dönüşümü zor olan karışık belediye veya endüstriyel plastikler.
Tarımsal Plastikler: Sera örtüleri, malç filmleri vb. (temizlik sonrası).
Endüstriyel Ambalaj Atıkları: Büyük torbalar (big bag), filmler, variller.
Piroliz, bu plastikleri sıvı veya gaz yakıta dönüştürerek fırında veya kalsinatörde daha kontrollü yakılmasını sağlar. Özellikle klor içeriği yüksek (PVC gibi) plastiklerin pirolizi dikkatli yönetilmelidir.
Atıktan Türetilmiş Yakıt (ATY / RDF - Refuse Derived Fuel) / Katı Geri Kazanılmış Yakıt (SRF - Solid Recovered Fuel):
Belediye veya endüstriyel atıklardan hazırlanan bu yakıtlar zaten yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, kalitesi çok değişken olabilir. Düşük kaliteli veya heterojen ATY/SRF'nin pirolizi, daha standart bir sıvı/gaz yakıt elde etmek için bir seçenek olabilir. Piroliz gazı ve yağı fırında/kalsinatörde yakılabilir, char ise karbon içeriği ile yakıt veya hammadde olarak değerlendirilebilir.
Biyokütle Atıkları:
Ahşap Atıklar: Paletler, inşaat/yıkım ahşapları.
Tarımsal Atıklar: Pirinç kavuzu, ayçiçeği kabuğu, budama atıkları vb. (bölgesel bulunabilirliğe bağlı).
Pirolizden elde edilen bio-oil ve gaz yakıt olarak, biochar ise yakıt veya potansiyel olarak düşük kaliteli hammadde katkısı olarak kullanılabilir.
Endüstriyel Çamurlar ve Atık Yağlar:
Petrol Rafineri Atıkları (izin verilenler).
Bazı Endüstriyel Proses Çamurları (organik içeriği yüksek ve tehlikesiz olanlar).
Atık Madeni Yağlar.
Piroliz, bu atıklardaki yanıcı organik kısmı sıvı/gaz yakıta dönüştürebilir. Yüksek nem içeriği olan çamurlar için yoğun kurutma gerekir.
Tahmini Enerji Değerleri (Piroliz Hammaddeleri İçin):
Bu atıkların enerji değerleri (kalorifik değer), kaynağa, bileşime, nem ve kül içeriğine göre çok değişkendir. Aşağıdaki değerler kuru bazda yaklaşık ve genel bir fikir vermek amaçlıdır (MJ/kg = Megajoule/kilogram):
Lastik Atıkları (ÖTL): ~30 - 38 MJ/kg (Petkok veya iyi kalite kömüre yakın)
Karışık Plastik Atıklar (PVC hariç): ~35 - 46 MJ/kg (Fuel oil'e yakın veya daha yüksek)
ATY / RDF / SRF: ~15 - 25 MJ/kg (Kompozisyona göre çok değişken)
Ahşap / Biyokütle: ~15 - 19 MJ/kg
Kuru Organik Çamurlar / Yağlı Atıklar: ~15 - 35+ MJ/kg (Organik/yağ içeriğine bağlı)
Önemli Notlar:
Char Kullanımı: Pirolizden elde edilen katı ürün (char), içerdiği karbon nedeniyle yakıt olarak değerlidir. Ayrıca, kül içeriği ve bileşimine bağlı olarak çimento hammaddesine (farin) katkı olarak kullanılma potansiyeli de araştırılabilir (özellikle SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ veya CaO içeriği uygunsa).
Çimento sektörü, singaz ve piroliz teknolojilerini kullanarak hem devasa enerji ihtiyacını daha sürdürülebilir ve çeşitli kaynaklarla karşılama hem de büyük miktarlardaki atığı ekonomik ve çevresel olarak faydalı bir şekilde değerlendirme potansiyeline sahiptir.
