Bilyalı değirmenlerde çimento üretim kapasitesinin artırılması ve enerji tüketiminin azaltılmasına yönelik optimizasyon çalışmaları ve bunların sürdürülebilir ekolojiye etkisi

Bu yüksek lisans tezinin temel amacı, bilyalı çimento değirmenlerinde kalite kriterlerinden taviz vermeden, üretim kapasitesinin artırılması ve enerji kullanımının azaltılması için optimizasyon çalışmalarının gerçekleştirilmesidir. Bu optimizasyon işlemleri üretim süreçleri durdurulmadan yapılmıştır. Başka bir ifadeyle tesisin durdurulması sonucu meydana gelebilecek ekonomik çıktıların minimuma indirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca yapılan bu çalışmanın çevresel, ekonomik ve sosyal açıdan sürdürülebilirliğe etkisi incelenmiştir. Sunulan bu yüksek lisans tezinde optimizasyon çalışmaları üç aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, kapasitesinin çok altında çalışmakta olan çimento değirmenlerinin mevcut çalışma şartları ile elde edilen blaine (özgül yüzey), incelik, kimyasal analiz ve saatlik üretim değerleri incelenmiştir. İkinci aşamada, değirmen çalışma şartları değiştirilerek (değirmen giriş çıkış emişleri, seperatör temiz hava klape açıklıkları, filtre giriş sıcaklıkları, vb. gibi) saatlik üretim değerlerinin nasıl değiştiği gözlemlenmiştir. Üçüncü aşamada ise değiştirilen parametrelerle yaklaşık 3 ay boyunca çimento üretimi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, belli zaman aralıklarında değirmenlerin farklı noktalarından alınan numunelerin, dayanım, özgül yüzey, incelik ve kimyasal içerikleri XRD, CNH-S, SEM/EDX, MAPPİNG, FT-IR ve partikül sizer analiz yöntemleriyle incelenmiştir. Özellikle, seperatör temiz hava klapelerinin açıklığının %30-50 seviyelerinden %80-100 seviyelerine artırılması nedeniyle seperatör geri dönüş tonajının 200 ton/saat değerlerinden yaklaşık 150 ton/saat değerlerine çekilmesi sağlanmıştır. Çimento incelik değerlerinde ise her iki değirmende yaklaşık %18'lik artış gözlenmiştir. Çimento incelik değerlerindeki artış öğütme süresini kısaltmasıyla enerji tüketiminde tasarruf sağlamıştır. Yapılan 28 günlük dayanım test sonuçlarında yaklaşık %4 artış gözlenmiştir. Her iki değirmen için, saatlik üretim değerleri incelendiğinde ise 73-74 ton/saat üretim değerlerinden 79-80 ton/saat üretim değerlerine ulaşılmıştır. Diğer taraftan, optimizasyon çalışması sonrası değirmen ünitelerine ait ve üretim artışına bağlı olarak sevkiyatta kullanılan araçların sürdürülebilir ekolojiye ve ekonomiye etkisi KAİ değerlerinin hesaplanmasıyla değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, optimizasyon öncesi ve sonrası elde edilen sonuçlar detaylı olarak karşılaştırılmıştır. Optimizasyon sonrası hem enerji maliyeti, hem de ürün kalitesi bakımından önemli iyileştirmeler gözlenmiştir. Daha iyi kalitede ve düşük enerji tüketiminde yaklaşık %8 kapasite artışı sağlamanın yanında, enerji tüketimindeki azalmaya bağlı olarak sera gazı emisyonuna neden olan girdilerin kısmi olarak düşürüldüğü belirlenmiştir.