Türk linyit kömürlerinin organik katkı maddesi kullanılarak briketlenmesi

Bu çalışmada, Manisa Soma bölgesinden temin edilen 0-5 mm parçacık boyutundaki linyit kömürü, farklı sıkıştırma basınçlarında (5-25MPa), farklı türde (çay atığı, fındık kabuğu, sığır kuruğu ve geven bitkileri) ve farklı oranlarda (%0-%100) katkı maddeleri ve bağlayıcı kullanılarak briketlenmiştir. Elde edilen melez briketlere, kimyasal analizler ve fiziksel dayanım testleri yapılarak briketlerin karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Buna ek olarak kullanılan katkı maddelerine torrefaksiyon prosesi uygulanarak elde edilen ürünlerin ve briketlerin orijinal kömürle kıyaslanması yapılmıştır. Briketleme prosesinde kullanılan farklı tanecik boyutlarının, sıkıştırma basınçlarının, katkı maddelerinin ve bu maddelerin karışımdaki oranlarının değiştirilmesinin briketlerin kimyasal ve fiziksel dayanım sonuçları üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Yapılan denemeler sonucunda sıkıştırma basıncı ve tanecik boyutu parametrelerinin briketlerin kül ve ısıl değeri üzerinde önemli etkileri olmadığı; kül miktarı üzerinde en önemli parametrenin katkı maddesi miktarı olduğu tespit edilmiştir. Her bir katkı maddesi için ayrı ayrı elde edilen melez briketlerin kül miktarlarının, ham kömüre kıyasla önemli ölçüde azaldığı ve briketlerin kül miktarlarının azalması üzerinde briketleme prosesinde reçine bağlayıcısının hidrolizi için kullanılan asetik asit çözeltisinin önemli etkileri olduğu belirlenmiştir. Parametrelerin ısıl değer üzerine etkileri incelendiğinde kül miktarında da olduğu gibi tanecik boyutu ve sıkıştırma basıncının briketlerin ısıl değeri üzerinde etkisinin olmadığı, artan katı maddesi miktarının briketlerin ısıl değerlerinde azalmaya sebep olduğu belirlenmiştir. Bu sebeple briketleme çalışmalarında her bir katkı maddesi için optimum katkı maddesi miktarının %25 olduğu sonucuna ulaşılmıştır. En yüksek ısıl değere çay atığı katkı maddesi kullanılması sonucu ulaşılmıştır ve bu değerin ham linyit kömürünün ısıl değerinden %6 oranında düşük olduğu belirlenmiştir. Briketlere yapılan fiziksel testler sonucunda her bir katkı maddesi için artan katkı maddesi miktarının briketlerin Shatter indeksi üzerinde önemli olumlu etkilere sebep olduğu gözlemlenmiştir. Katkı maddeli briketleme sonucunda en iyi Shatter indeksi değerine sahip olan briketlerin sığır kuruğu ve geven bitkisi kullanılarak yapılan denemeler sonucunda elde edilebileceği ortaya konmuştur. Suya dayanımı en yüksek olan briketin fındık kabuğu olduğu (>72 saat) bunu sırasıyla çay atığı (24 saat), geven (24 saat) ve sığır kuruğunun (1 saat) takip ettiği tespit edilmiştir. Katkı maddelerine uygulanan torrefaksiyon (biyokmürleştirme) prosesi sonucunda elde edilen ürün üzerinde en etkili parametrenin sıcaklık olduğu belirlenmiştir. Torrefaksiyon denemeleri sonucunda elde edilen ürünlerin, ısıl değerlerinin proses sıcaklığı ve kalma süresine bağlı olarak linyit kömürü ile rekabet edebilecek seviyeye ulaştığı tespit edilmiştir.