Atıktan Enerji Üretim Teknolojileri

Katı Atıklardan ve Biyokütleden Enerji Üretimi Teknolojileri

Atıktan enerji eldesinde kullanılan teknolojileri üç ana başlık altında toplamak mümkün:

1- Fiziksel Teknolojiler: Bu teknolojiler atıkları mekanik olarak işleyerek yakıt elde eder. Elde edilen ürünlere ise atıktan türetilmiş yakıt veya geri kazanılmış katı atık ismi verilir. Atıktan türetilmiş yakıt, katı atıkların öğütülmesi veya buhar basıncı ile otoklavlanması sonucunda elde edilir. Otoklavlama, cihazları ve malzemeleri yüksek basınçlı buharla steril hale getirmek için kullanılan bir yöntemdir. Atıktan türetilmiş yakıt büyük oranda plastik ve organik malzemeler, örneğin biyobozunur atık içerir. Önce yanmayan kısımlar (metal, cam vb.) ayıklanır. Daha sonra otoklav işlemi ile virüs ve benzeri patojenler öldürülmüş olur. Otoklav aynı zamanda şişelerdeki ve metal cisimlerdeki etiketlerin sökülmesini, lifli malzemelerin (kâğıt) dağılmasını, plastik malzemelerin ise yumuşamasını ve düzleşmesini sağlar. Bu işlem atık hacminin %60 kadar azalmasını sağlar ve işlem neticesinde geri kalan kısım sıkıştırılarak katı atık olarak satılabilir.

2- Termal Teknolojiler:

Yakma: Uygulanması en kolay yöntemdir. Kent atıkları kapalı, dev fırınlarda bol miktarda hava (oksijen) ile doğrudan yakılabilir. Açığa çıkan ısı, suyu buhara dönüştürür. Oluşan buhar da jeneratörleri çevirerek elektrik üretilmiş olur. Bu yöntem uygulanırken ileri teknoloji baca arıtma sistemleri kullanılmalıdır. Aksi takdirde özellikle tesise yakın yerleşim yerlerinde yaşayan insanlar ve diğer canlılarda ciddi sağlık sorunları görülebilir. Ayrıca yanma işleminden geriye kalan %20 oranındaki külün de uzaklaştırılması gerekir.

Gazifikasyon: Gazifikasyon da bir yakma türüdür. Ancak klasik yakma işleminden farklı olarak burada kullanılan oksijen miktarı hayli azdır. Bu işlemde atıklar 7000C’den daha sıcak ortamda parçalanır. Bu işlem sonucunda karbon elementi içeren bir madde, yüksek oranda karbon monoksit ve hidrojen gazına dönüşür. İşlem adını işte bu gaz oluşumundan alır. Oluşan yapay gaza syngas (sentetik gazın kısaltılmış hali) denir. Ayrıca gazifikasyon işlemi esnasında oluşan ve cüruf adı verilen kaya benzeri yapıdaki ürün de daha sonra yapı ve asfalt malzemesi olarak kullanılabilir. Gazlaştırma işleminden sonra atık hacmi %90 azalır. Çöpün nemi kurutma fırınlarında uzaklaştırıldığı için sızıntı sorunu ile de karşılaşılmaz.

British Gaz Lurgi (BGL) Katı Atık Gazlaştırma Teknolojisi

Gerek katı atıkların gerekse her türlü kontamine atıkların çevre kriterlerine en uygun şekilde bertaraf edilmesi ve elde edilen syngazdan enerji üretilmesi konusunda geliştirilmiş en uygun sistem British Gas Lurgi (BGL) gazlaştırıcısı ve EFLG sıvı gazlaştırıcısıdır. Eski otomobil lastikleri, kontamine olmuş ağaç atıkları, tehlikeli kimyasal maddelere bulanmış katı atıklar, arıtma çamurları, katran atıkları, kontamine olmuş rafineri atıkları, petrol atıkları, kimyasal çözücü ve boya atıkları, zehirli yağ atıkları, kimya ve ilaç endüstrisi atıkları. Bu tür gazlaştırıcılarda bertaraf edilebilir. Atık bertarafı için Alman Lurgi-Envirotherm GmbH lisansı ile BGL yöntemi kullanılarak tehlikeli atıkları gazlaştıran, elde edilen gazdan elektrik ve ısı üretilmesi için gerekli tesisin uzun yıllardır Almanya’nın Schwarzepumpe bölgesinde çalışmıştır. BGL gazlaştırıcısı ile saatte 40 ton kontamine katı atık bertaraf etmek mümkündür. Aynı tesis içerisinde EFLG sıvı atık gazlaştırıcısında saatte 16 ton kontamine sıvı atık gazlaştırılarak bertaraf edilmiştir.

Schwarzepumpe tesislerinde her türlü kontamine katı ve sıvı atıklar, arıtma çamurları, kullanılmış kontamine plastikler, kontamine ağaç ve ahşap atıkları, tehlikeli kimyasal atıklar, ilaç ve kimya endüstrisi atıkları ve benzeri zararlı atıklar uygun forma getirilerek bertaraf edilebilir. Oldukça yüksek kirletici konsantrasyonunda bertaraf sağlayan Schwarzepumpe-SVZ gazlaştırma tesisleri yüksek arsenik, kurşun, kadmiyum, krom, bakır, nikel, cıva, çinko, kalay, klorlu bileşikler, siyanidler, dioksin/furan, klorlu polibifeniller içeren atıkları kolaylıkla bertaraf edebilecek özelliktedir. Son yıllarda atıkların gazlaştırılması konusunda yeni teknolojik gelişmeler sunulmaktadır. Küçük ölçekli gazlaştırma tesisleri dağınık küçük yerleşim yerleri ve küçük güç santralleri için ideal bir seçenek haline getirir. 100 MWe üstü güçlerde dünyaca ünlü LURGI prosesinin gelişmiş hali olan BGL prosesi kullanılmaktadır.

Gazlaştırma sistemi, geniş bir yelpazede katı yakıt ve katı atık için tasarlanmıştır. Etkin inorganik madde giderim ve gaz temizleme teknolojilerine sahiptir. Günümüzde yüzlerce katı atık ve katı yakıt gazlaştırıcısı 20-50 atm basınçta, 1200 ˚C sıcaklıkta ve su buharı ve oksijen beslenerek yapılmaktadır. Özellikle H2, metanol, amonyak, sıvı yakıt üretimine yönelik olarak yapılan sentetik gaz üretiminde kullanılan basınçlı gazlaştırma reaktörleri sentetik gazın bileşimi; H2: %25-30, CO: % 30-60, CH4: %0-5, CO2: %5-15, N2: %0.54, H2O: %2-30 şeklinde olabilir ve üretilen gazın ısıl değeri: ortalama 4000 kcal/Nm3 mertebelerindedir. British Gas Lurgi (BGL) Envirotherm basınçlı gazlaştırma sistemi katı atık ve katı yakıttan enerji ve kimyasal madde üretimi konusunda son teknoloji olup özellikle bir alt model teknolojisi Lurgi Prosesi olarak çok geniş şekilde Güney Afrika’da SASOL LURGI Prosesi şeklinde, ABD’de Kuzey Dakota’da kullanılmaktadır. Külü vitrifiye camlaşmış halinde olduğu için külü çimento ve asfalt sanayiinde kullanılır. SO2, NOx, dioksin, furan problemleri yoktur. Kesinlikle çevre dostu prosestir. Üretilen syngaz sadece elektrik üretiminde değil metanol, dizel yakıtı, uçak yakıtı ve diğer kimyasal madde üretiminde kullanılabilir

Piroliz: Yunanca’da ateş anlamına gelen piro kelimesi ile ayırmak, parçalara bölmek anlamına gelen liz kelimesinin bir araya gelmesi ile oluşmuş bir kelimedir. Piroliz tekniğini yakma ve gazifikasyodan ayıran temel fark işlem esnasında oksijen kullanılmamasıdır. Atıklar yüksek sıcaklıklarda ısı ile parçalanır. Katran ve dioksin gibi sağlık açısından zararlı yan ürün oluşmaması pirolizin avantajlarından biridir. Bazı kaynaklar gazifikasyonun ve pirolizin küçük ölçeklerde başarılı olduğunu ancak büyük ölçeklerde sıkıntıların baş gösterdiğini belirtiyor. Gerekçeleri, bu tekniklerin homojen karakterli atıklarda verimli olduğu, oysa termal tesise getirilen atıkların heterojen yapıda olduğu noktasında yoğunlaşıyor. Bu nedenle gazifikasyon ve piroliz işlemlerinden önce atıklar ön ayırma işlemine tabi tutulmalı. Bu da zaman ve maliyet artışı anlamına geliyor.

Plazma Teknolojisi:

Torchlar ‘a elektrik verilerek uygulanır ve bu torch elektrotları arasında bir ark yaratılır. Normal koşullarda elektriği iletmeyen gaz, bu iki elektrot arasından geçirilir ve böylece iç sıcaklık lığı yaklaşık 10.000 ile 14.000° C yükseltilmiş bir plazma elde edilir. Burada torch’un ucundaki ısı 2.500-5.000 ° C civarındadır. Atıklar doğrudan ısıl dönüştürücünün üst kısmında gönderilir ve reaktörün içindeki haznede biriktirilir. Bu işlemde oksijen kullanılmamaktadır. Böylelikle içeriğinde esas olarak karbonmonoksit

CO),Hidrojen (H₂) ve Nitrojen (N) bulunan bir gaz karışımı elde edilir. Bu gazlar bazı proseslerden geçirilerek Syngas elde edilir. Elde edilen bu gaz Gaztürbinine veya Gaz motorlarına yönlendiril ilerek elektrik enerjisi elde edilir.

Plazma Santrali Tasarımının Ekonomik Geçerliliği:

Plazma tesisi benzer büyüklük ve kapasitedeki standart yakma tesislerine göre yatırım maliyeti açısından daha ekonomiktir. Plazma sisteminden elde edilen elektrik, yakıt, cam cürufu gibi yan ürünlerin tamamının maddi bir değeri olduğu standart yakma tesislerine göre işletme giderleri oldukça düşüktür. Tıbbı ve tehlikeli atıklar için bertaraf etme ücretlerinin oldukça yüksek olduğu dikkate alınırsa plazma tesisi yatırım giderlerini kısa sürede amorti eder

SANAYİATIKLARİŞLEM SONRASI ÇIKAN ÜRÜNLEREKOLOJİ VE TOPLUM
Katı evsel atıkların bertarafıKatı evsel atıklarSentez gazıZararlı furanların, dioksinlerin ve diğer tehlikeli atıklarının olmaması
Petrol işleme endüstrisiPetrol çamuru, Petrol yağları, Mazot atıklarıSentetik sıvı atıkAtık işleme tesisinin yüksek derecede güvenirliği, Atık depolama ve gömme işlemlerinin ortadan kaldırılması
Üretim endüstrisiPlastik ve lastik atıkları, Ağaç atıkları, Kömür atıklarıUçak yakıtıToprak ve su temizliğinin korunması
Biyoteknoloji endüstrisiTıbbi Atıklar, Hayvan çiftlikleri atıkları, Tarım atıklarıElektrik enerjisiOrtam Ekolojinin balansının korunması
Evsel ve kanalizasyon atıklarıSanayi ve kanalizasyon atıkları, Evsel atıklarIsı enerjisiDünya biyolojik kaynaklarının korunması

3- Biyolojik Teknolojiler:

Çöp gazı: Katı atıkların ve yapı malzemelerinin uzaklaştırılmasında hâlâ belediye çöplükleri ilk sırada yer alıyor. Bu alanlarda ortaya çıkan CO2 ve metan gazları zamanla önemli miktarlara ulaşıyor. Çöp gazı ve biyogaz denilen metan gazı farklı toplama sistemleri ile toplandığında önemli bir ısı kaynağı elde edilmiş oluyor. Böylelikle hem atıktan enerji elde ediliyor hem de küresel ısınmaya neden olan metan gazının atmosfere salımında önemli bir azalma meydana geliyor.

Biyogaz tesisleri: Çöplerde metan ve karbondioksit oluşumuna neden olan oksijensiz sindirim, biyogaz tesislerinde kontrollü bir şekilde gerçekleşebilir. Hayvan gübresi, gıda atıkları gibi hammaddeler farklı türdeki bakterilerle birlikte sindirici denilen dev haznelerde metan gazı oluşturur. %100’e yakın oranda elde edilen metan ise doğrudan yakılabildiği gibi doğalgaz olarak da kullanılabilir.

Biyogaz Tesislerinin Faydaları

Organik atık ve hayvansal atıklardan anaerobik arıtımla biyogaz üretiminin avantajlarını şu şekilde sıralayabiliriz:

Biyogaz ile elektrik ve ısı üretiminde ekonomik kazanç elde edilmesini sağlar.
Arıtımdan çıkan atık gübre olarak kullanılabilir. Biyogaz üretiminden sonra elde edilen gübre daha kolay kullanılabilir gübredir.
Küresel ısınmanın en önemli etkeni olan sera gazları azaltılır. Metan en kötü sera gazlarından biridir. Açığa atılan hayvansal atıklardan yayılan metan gazı aynı hacimdeki CO2’den yirmi katı daha fazla sera gazı etkisi yapar. Oysa biyogaz tesislerinde elde edilen metan yakılarak CO2’e dönüştürülür.
Çok ucuz ve çevreci atık çevrimi sağlar. Evlerde çıkan diğer katı evsel atıklar ve tarımsal atıklar da hayvansal atıklarla birlikte biyogaz üretiminde kullanılabilir.
Daha sağlıklı, hijyenik yaşam alanlarının yaratılmasını sağlar.
Özellikle ülkemizde hayvancılığın gelişmesine teşvik edici unsur olacaktır. Dolayısıyla suni gübreye bağımlılığı azaltarak sürdürülebilir kalkınmaya katkıda bulunur. Ayrıca ülkemizin dışarıya olan enerji bağımlılığını azaltır.

YURT DIŞI PİROLİZ TESİSİ ORTAKLIK ÜRETİMİMİZ MEVCUTTUR.

Piroliz tesisin teknik özellikleri:

Üretim kapasitesi: m3/gün 36
Ölçüleri U x E x B: m 15 x 5 x 4,5
Şebeke besleme gerilimi: V380
Kullanım güç: kW 11,5
İstenilen üretim kapasiteye ulaşmak, piroliz modüllerin sayısına göre belirlenir.