DEMİR ÇELİK SEKTÖRÜNDE IPPC DİREKTİFİ VE SEKTÖRDEKİ KAYNAK VE ATIK YÖNETİMİ

Transkript

1 DEMİR ÇELİK SEKTÖRÜNDE IPPC DİREKTİFİ VE SEKTÖRDEKİ KAYNAK VE ATIK YÖNETİMİ Tuğba ALTINIŞIK DİRİK 1, Hale Aylin DEVRİMCİ 2, Selin AKYOL 3 1 Milli Prodüktivite Merkezi Kavaklıdere/Ankara Tel: (312) /275 E-posta: taltinisik@mpm.org.tr 2 İskenderun Demir Çelik A.Ş İskenderun/Hatay Tel: (326) E-posta: adevrimci@isdemir.com.tr 3 Milli Prodüktivite Merkezi Kavaklıdere/Ankara Tel: (312) /241 E-posta: sakyol@mpm.org.tr Özet: Avrupa Birliği ne katılım süreci; özellikle çevre sektöründe, Türkiye ye hem büyük fırsatlar sunmakta hem de önemli yükümlülükler getirmektedir. AB çevre mevzuatına uyum için gerekli direktiflerden özel sektör için en fazla yaptırım içeren ve uygulama maliyeti en yüksek olan direktif Entegre Kirlilik Önleme ve Kontrol Direktifi dir (IPPC). Bu direktifin amacı, çevrenin bir bütün olarak yüksek seviyede korunması amacıyla, belirlenen endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan kirliliğin entegre bir yaklaşımla önlenmesinin sağlanmasıdır. IPPC Direktifi nin gereklerini karşılayabilmek için sanayi kuruluşları tarafından yapılması gereken yaklaşık Milyon luk yatırımın 1300 Milyon sunu metal işleme, 500 Milyon sunu demir sektörü ve 200 Milyon sunu kok fırınları oluşturmaktadır. Bu bağlamda, ekonomik gelişme için çok önemli bir rol oynayan demir çelik üretiminin çevre konusunda ilerleme ve gelişme ihtiyacı kaçınılmazdır. Bu çalışmada Avrupa Komisyonu tarafından oluşturulan Demir-Çelik Üretiminde Mevcut En İyi Teknikler İçin IPPC Referans Dokümanı ndan faydalanılarak demir çelik sektöründe oluşan atıklar, yan ürünler, emisyonlar ve kirleticiler ışığında bunlara yönelik olarak kirliliği ve çevresel etkileri en aza indirecek teknikler incelenmiştir. Anahtar Sözcükler: Demir ve Çelik, Entegre Kirlilik Önleme ve Kontrol Direktifi (IPPC), Mevcut En İyi Teknikler (BAT) Çevresel Etkiler. 1. ENTEGRE KİRLİLİK ÖNLEME DİREKTİFİ (IPPC DİREKTİFİ) 96/61/EC sayılı Entegre Kirlilik Önleme ve Kontrolü Direktifi (IPPC Direktifi), 24 Eylül 1996 tarihinde yürürlüğe girmiştir. Direktif, yürürlüğe girdiği günden bu yana iki kez değiştirilmiştir. İlk değişiklik, Aarhus Anlaşması na uygun olarak halk katılımını güçlendirmiştir. İkinci değişiklik, IPPC Direktifi ne ve AB sera gazı emisyon ticareti planına göre belirlenen izin koşulları arasındaki ilişkiye açıklık getirmiştir. Bu direktifin amacı, çevrenin bir bütün olarak yüksek seviyede korunması amacıyla belirlenen endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan kirliliğin entegre bir yaklaşımla önlenmesinin sağlanmasıdır. Entegre yaklaşım; hava emisyonlarının, suyun, toprağın ve çeşitli çevresel etkilerin birlikte göz önünde bulundurulmasını gerektirir. Bu direktif, endüstriyel kirlenmenin entegre kontrolünün kaynağında yapılmasını gerektiren tek AB mevzuatıdır. Direktif; Enerji Sanayi, Metal Sanayi, Mineral/Toprak Sanayi, Kimya Sanayi, Atık Yönetimi gibi faaliyetleri kapsamaktadır. IPPC Direktifi, AB ülkelerinin tamamında çeşitli noktasal kaynaklarda oluşan kirliliği en aza indirmeyi amaçlamakta ve endüstriyel kuruluşların emisyon izni almaları konusunda yeni bir takım ortak kurallar içermektedir. Tüm üye ülkeleri kapsayan böyle bir sistem, tutarlılık sağlamalı ve ayrıca bütün endüstriler ve düzenleyiciler için eşit koşullar oluşturmalıdır. Üye ülkelerin, 2007 Ekim itibariyle IPPC Direktifi nin tüm gerekliliklerini yerine getirmiş olması gerekmektedir. AB de yaklaşık işletme IPPC Direktifi kapsamındadır. IPPC Direktifi ne tabi tesislerin işletmecileri, izin için yeni tesislerin işletiminden önce, mevcut tesisler için ise belirlenen zaman aralığında düzenleyiciye başvurmak zorundadır. Başvuru sırasında, kuruluşun bütün çevresel ve sağlık etkilerinin göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Avrupa Komisyonu, üye ülkelerin ve Direktif kapsamındaki endüstrilerin; Mevcut En İyi Teknikler-MEİT (Best Available Techniques-BAT), izleme, denetleme ve konu ile ilgili son gelişmeler hakkındaki bilgileri paylaşmalarını sağlayarak 3 yılda bir bu bilgi alışverişi sürecinin sonuçlarını yayınlamaktadır. Üye devletler, bilgi paylaşımını sağlamaktan sorumlu olacak otorite/otoriteler oluşturmalı ve bu konuda Komisyon a bilgi vermelidir. 125

2 MEİT, çevre sorunları ile ekonomik tercihleri entegre ederek çözmeyi amaçlamakta, hem kullanılan teknolojiyi hem de tesislerin nasıl tasarlanacağını, inşa edileceğini, bakımının yapılacağını, işletileceğini ve kapatılacağını kapsamaktadır. Bu teknikler, kirliliğin ve bütün olarak çevre üzerindeki etkilerin önlenmesi, bunun mümkün olmadığı yerlerde de en aza indirilmesi amacıyla tasarlanmış emisyon sınır değerlerine prensipte temel sağlamak üzere belirli tekniklerin uygulanabilirliğini gösteren, faaliyetlerin ve işletim yöntemlerinin geliştirilmesi sırasındaki en etkin ve ileri aşamayı ifade eder. Mevcut En İyi Teknikler İçin IPPC Referans Dokümanları, IPPC Direktifi nin maddesine uygun olarak, Avrupa Komisyonu tarafından, Üye Devletlerin ve Direktif kapsamındaki endüstrilerin, MEİT, izleme ve denetleme ve konu ile ilgili son gelişmeler hakkındaki bilgileri paylaşmalarını sağlamak amacıyla hazırlanmıştır. Direktif in Türkiye de Uygulanması Projesi, Türkiye ile Hollanda Hükümeti arasındaki mutabakat metni çerçevesinde yürütülmekte olup, proje Hollanda Hükümeti tarafından finanse edilmektedir [1]. Katılım öncesi program çerçevesinde aday ülkelere AB mevzuatının yansıtılmasında yardım edilmesi kapsamında, Mobilisation for Environment, IPPC Implementation in Turkey projesinin uygulanması ile görevlendirilmiştir. Proje, 01 Ocak Aralık 2007 tarihleri arasında uygulanacaktır. Proje den faydalanıcı kuruluş Türkiye Cumhuriyeti Çevre ve Orman Bakanlığı dır. Projenin amacı Türk Çevre ve Orman Bakanlığı na IPPC Direktifi nin uygulanması için yardım edilmesidir (96/61/EC). Proje, IPPC Direktifi nin tam anlamıyla uygulanabilmesi için bir yol haritasının hazırlanmasını hedeflemektedir [2]. Metal sanayi kapsamında yer alan demir çelik endüstrisine yönelik olarak Demir Çelik Üretiminde Mevcut En İyi Teknikler İçin IPPC Referans Dokümanı (IPPC Reference Document Best Available Techniques Reference Document on the Production of Iron and Steel ) 2001 yılının Aralık ayında oluşturulmuştur. Demir ve Çelik Sanayinde kullanılabilecek en iyi tekniklerin açıklandığı bu Referans Dokümanı, 96/61/EC sayılı Konsey Yönergesi nin 16(2) sayılı maddesi uyarınca bilgi alışverişi sağlar. Bu doküman entegre çelik üretim tesislerinde (sinterleme tesisleri, peletleme tesisleri, kok tesisleri, yüksek fırınlar ve sürekli döküm ve külçe dökümü amacı ile kullanılanlar da dahil olmak üzere bazik oksijen fırınları (BOF)) ve elektrik ark ocaklarında (EAO) demir çelik üretiminin çevre ile ilgili önemli noktalarını içermektedir. 2. DEMİR ÇELİK SEKTÖRÜ VE ÇEVRE Demir çelik sektörü, bir ülkenin ekonomisinde ve sanayileşmesinde lokomotif sektör özelliğine sahiptir. Demir çelik sanayinde gözlenen gelişmeler ile kalkınma süreci arasındaki ilişki incelendiğinde, ekonominin demir çelik ile ilgili alt sektörlerinin gelişiminde demir çelik ürünlerinin önemli bir rol oynadığı görülmektedir. Demir çelik sektörü; sermaye ve teknoloji yoğun yatırımlar gerektiren, ekonomik ve teknolojik açıdan birbirlerine bağlı olan alt sektörler içeren, üretim yapılan yerleşim yerleri arasında bölgesel yoğunlaşmanın oluştuğu ve kamu öncülüğünde gelişmiş bir sektördür [3]. Yoğun olarak enerji ve aşırı derecede hammadde kullanan bir sanayi olan entegre demir çelik sektörünün madde girişinin yarısından daha fazlası prosesler neticesinde atız gazlara ve katı atıklar/ yarı mamullere dönüşür. Bu denli önemli çevresel etkisi olan demir çelik sektörünün, ürünlerinin toplam çevresel etkilerini değerlendirmek için bütünleşik bir yaklaşım olan Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) kullanılmaktadır. YDA, müşterilere sektörün tam olarak çevresel güvenirliğini göstermek için kullanılmaya başlanmıştır. YDA lar, çelik üreticilerine kıyaslama ve diğer çevresel programları geliştirme şansı tanımaktadır. Ayrıca çelik üreticilerine çevresel performanslarını artırma yolunda önemli bilgi girdisi oluşturmaktadır. Bunlar [4]: Çelik üretim prosesinde çevresel performansı optimize etmek için gelişmeler Çevresel çözümlerle ilgili müşteri gelişimini destekleyen modern çelik ve çelik bileşenlerinin üretimi Çelik geri dönüşümünü artıran girişimlerdir. Demir çelik sektörüne yönelik basit bir girdi/çıktı şeması aşağıdaki gibidir (Şekil 1). Bu şema AB15 in 1995 üretim rakamlarına göre oluşturulmuştur. Şekil, girdilerin (316,5 Mt) yarısından fazlasının emisyona ve katı atıklara, yan ürünlere ve artıklara dönüştüğünü göstermektedir [5]. IPPC Direktifi nin gereklerini karşılayabilmek için sanayi kuruluşları tarafından yatırım yapılması gereklidir. Toplam maliyet Milyon euro olarak tahmin edilmektedir. Aşağıda metal işleme ve demir sektörleri açısından gerekli olan yatırım miktarları ve yapılan ön çalışmalara göre tahmini tesis sayıları verilmiştir [2]. Metal işleme: Milyon euro (18 tesis) Demir: 500 Milyon euro 126

3 Demir cevheri 148 Mt Artık 79,3 Mt Kömür 62,0 Mt Kireç 7,0 Mt Kireç taşı 13,0 Mt Yakıt yağı 4,0 Mt Katkılar 3,2 Mt Demir çelik tesisleri yoğun enerji tüketicisidir. Demir çelik sektörü içinde en karmaşık çevresel etkisi olan kaynak enerjidir. En önemli enerji girdileri kömür veya dışardan alındığı takdirde koktur Katı Atıklar/Yan Ürünler Toplam Girdi: 316,5 Mt Ham çelik Atık gaz ve katı atık 155,8 Mt Şekil 1. AB 15 Ülkelerinin 1995 Demir çelik Endüstrisi Girdi ve Çıktıları 2.1. Emisyonlar Çevresel kaygılar göz önüne alındığında sektöre özgü ana başlıklar hava emisyonlarının kontrolü ve katı atık yönetimidir. Havaya verilen emisyonlar arasında PCDD/F, PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons), VOC), CO, NO X, SO 2, Ni, Cr, Pb ve toz yer almaktadır. Hava emisyonları, özellikle de sinter fabrikalarından kaynaklanan emisyonlar, genel kirleticilerin oluşmasında ilk sıradadır. Sinter fabrikalarını kok fabrikaları takip etmektedir. Demir çelik sektörünün AB hava kirliliğine katkısı özellikle ağır metal ve PCDD/F açısından çoktur. NOx ve SO 2 nin ise etkisi göreceli olarak azdır. Tablo 1 de demir çelik sektörünün AB15 hava kirliliğine etkisi görülmektedir [5]. Tablo 1. Entegre Çelik Üretiminin Toplam AB 15 Hava Kirliliğine SO 2, NOx, Ağır Metaller ve PCDD/F Açısından Etkisi PARAMETRE YIL AB15 TE EMİSYONLAR [T/A] SO ,5 NO x Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn PCDD/F g I-TEQ Enerji DEMİR ÇELİK ENDÜSTRİSİNİN YÜZDE OLARAK KATKISI [%] 2001 yılında Türkiye de sanayide tüketilen enerjinin %30 u demir çelik sektöründe tüketilmiştir yılında sanayide tüketilen doğal gazın %30,8 i, elektriğin %26,2 si, LPG nin %9,3 ü, kok kömürünün %45,2 si, fuel-oil in 15,7 si, linyitin %4,2 si ve taşkömürünün %86,4 ü yine demir çelik sektöründe kullanılmıştır [6]. Yüksek fırın gazı, kok gazı, çelikhane gazı, katran ve hafif yağ gibi yakıt olarak kullanılan yan ürünler önemli miktarda üretilmektedirler. Ortaya çıkan bu yan ürünler ve atıklar; sürdürülebilir kalkınmayı desteklemek, çevresel performansı ve işletme verimliliğini artırmak için maksimum düzeyde kullanılarak birincil enerji kaynakları (fosil yakıtlar) yerine ikame edilmelidir [7]. Entegre çelik üretiminde atıkların yönetimi; sinter fabrikalarında atıkların geri dönüşümünü ve farklı cüruf çeşitlerinden değerli olanları ayırmayı içeren gelişmiş teknikleri içerir. Bu durum ileri çelik üretiminin sindirilmesi/eritilmesi olarak adlandırılır. Sinter fabrikaları, sinterleme işleminin yapılmasının yanında başka alternatifi olmayan atıklar için geri dönüşüm olanağı sağlayarak bu bağlamda önemli rol oynar. Toplam katı atığın çok küçük bir bölümü gömülür. Bunlar genellikle yüksek fırın gazlarının temizlenmesinden kaynaklanan ince tozları, moloz taşlarını, ıslak yıkama kullanıldığında oksijen fırın gazlarının temizlenmesinden kaynaklanan ince tozları ve bazı durumlarda sinter gazlarının arıtımında kullanılan elektrostatik çökeltmeden kaynaklanan yüksek alkali klorürleri ve ağır metal klorürleri kapsar Su Entegre çelik üretiminde su yönetimi; tatlı su olanakları ve yerel gereklilikler gibi bölgesel faktörlere bağlıdır. Yerel gereklilikler, soğutma suyu atığının minimizasyonuna ve materyallerle kirletilmiş atık suya odaklanabilir. Bazı yerel yönetimler ise yeniden soğutmadan kaynaklanan baca dumanlarından kaçınılmasını şart koşarak soğutma suyunun geri dönüşümünü engeller. Çok az su kaynağı bulunan bazı yerlerde suyun mümkün olduğunca tasarrufu gerekmektedir. Bu tür durumlarda su kullanımı 10 m 3 /t çelik ten az hatta bazen 5 m 3 /t çelik ten daha az olmaktadır [5]. 3. DEMİR ÇELİK PROSESİ VE PROSESLERE YÖNELİK BELİRLENEN MEVCUT EN İYİ TEKNİKLER Demir Çelik Üretiminde Mevcut En İyi Teknikler İçin IPPC Referans Dokümanı; sektör hakkında genel bilgi, entegre demir çelik sektöründe kullanılan sanayiye ait proseslerle ilgili bilgi ve sektörel Mevcut En İyi Teknolojiler (MEİT) ve MEİT Bazlı izin koşulları olmak üzere ana 3 kısımdan oluşur. Entegre çelik üretiminin zorluğundan dolayı, ana üretim aşamaları kendi içlerinde ayrıca incelenmiştir. Bu prosesler söyle sıralanır: 127

4 Sinter Tesisi Peletleme tesisleri Kok Fırın Tesisleri Yüksek Fırınlar Bazik Oksijen çelikhanesi (döküm dahil) Elektrik Ark Ocakları 3.1. Sinter Fabrikaları Sinter fabrikalarından havaya verilen emisyonlar, demir çelik fabrikalarının en önemli emisyonları içinde yer alır. En önemli çevresel etkileri atık gaz emisyonlarıyla çevreye yayılan; toz, ağır metaller, CO, CO 2, VOC, SO2, HCI, HF, poliaromatik hidrokarbonlar (PAH), poliklorlanmış bifeniller (PCBs) ve organoklor bileşikleri (PCDD/F) gibi kirleticilerdir. Sinter tesislerinde özellikle sinter bantlarından alınan gazlı emisyonlar yüksek çevresel öneme sahiptir. Sinter bantlarından ortaya çıkan bu emisyonlar şunlardır: Sinter hammadde ve mamullerinin taşınması, manipülasyonu, ezilmesi, elenmesi ve nakledilmesi sırasında oluşan partikül maddeler (ağır metal ve demir oksitler) Sinter bandından emilen atık gaz emisyonları Sinter soğutmadan kaynaklanan partikül maddeler Mevcut ölçüm modellerinde kullanılmakta olan CO, CO 2, H 2 O, O 2, NO x, SO 2, HCl, HF, organoklor bileşikleri (PCDD/F), PAH, ve PCBs gibi parametreler ışığında ve yukarıda belirtilen çeşitli kirleticiler göz önüne alındığında sinter fabrikaları için MEİT in belirlenmesinde kullanılan tekniklerden çoğu havaya verilen emisyonların azaltılması ile ilgilidir. Sinterleme sürecinde su kullanımı azdır. Soğutma suyu normalde kapalı devre oluşacak ve su kayıpları en aza indirilecek şekilde geri döndürülür. Atık gaz arıtımından kaynaklanan atık su, soğutma ve yıkama suyu bu süreçte kullanılan sulardır. Entegre bir çelik üretme tesisinde olması gereken katı atıkların yönetilmesi atık öğütme işleminin gerçekleştirildiği Sinter fabrikalarında yerine getirilir. Dolayısıyla, sinter fabrikaları cüruf ve diğer geri kazanılabilen maddelerin kullanıldığı alternatifsiz bir prosestir. Ayrıca sinter fabrikalarından çıkan bütün katı atıklar geri dönüştürülür. Fakat atık gaz arıtımından kaynaklanan ve geri kazandırılamayan az miktardaki katı atıklarsa (yüksek fırın gaz temizlemeden çıkan ince tozlar, BOF prosesinden çıkan ince baca tozları, yüksek alkali konsantrasyonu içeren klorlu bileşikler ve sinter fabrikası elektrostatik toz tutucusunda tutulan ince tozlar) depolama sahasında bertaraf edilir. Avrupa daki çoğu sinter fabrikası, tamamen kapalı toz döngüsüyle çalışır. Sinter gazlarında belirgin enerji kayıplarına rağmen, enerji dönen soğutuculardan yeniden elde edilir. Sinter fabrikalarına yönelik 1996 da yapılan araştırmaya göre sinter fabrikalarında ortalama sinter enerji tüketimi MJ/t dir. Enerji girdisinin %85 ini kok kömürü, kalan %15 lik bölümü ise elektrik ve gaz kaynakları yarı yarıya karşılar. Sinter Fabrikaları İçin Mevcut En İyi Teknikler: Demir içeren materyallerin topaklanmasının bir ürünü olan sinter, yüksek fırının ana girdisini oluşturmaktadır. En önemli çevresel unsurlar; PCDD/F ve toz gibi birçok kirleticiyi barındıran gaz emisyonlarıdır. Bundan dolayı tarif edilen çoğu teknik emisyonların azaltılmasına yöneliktir. Sinter fabrikaları için aşağıdaki teknikler veya bu tekniklerin kombinasyonları MEİT arasında yer almaktadır: 1. Atık gazların tozdan arındırılması için; a. Gelişmiş elektrostatik çökelme (ESP) (hareketli elektrotlu ESP, ESP atım sistemi, ESP nin yüksek gerilimle çalıştırılması ) veya b. Elektrostatik çökelme ile torbalı filtre kullanımı veya c. Ön-tozdan arındırma işleminin (örneğin ESP veya siklonlar) yüksek basınçlı ıslak yıkama sistemi ile yapılması uygulamaları yapılır. Bu teknikler kullanıldığında normal çalışma koşullarında toz emisyon konsantrasyonları <50 mg/nm 3 e kadar düşer. Torbalı filtrenin kullanıldığı durumlarda ise mg/nm 3 arasında emisyon miktarlarına ulaşılır. 2. Sinter kalitesi ve verimliliğinin belirgin bir biçimde etkilenmemesi durumunda atık gazın yeniden çevrimi için; a. Sinter bandının tam yüzeyinden atık gazın bir miktarının yeniden çevrimi veya b. Atık gazın bölgesel yeniden çevrimi yöntemleri uygulanır. 3. PCDD/F emisyonları şu tekniklerle azaltılır: a. Atık gazın yeniden çevrimi, b. Sinter değirmeninden çıkan atık gazın arıtımı, c. İnce ıslak tip toz tutma sistemlerinin kullanılması (<0,4 ng I-TEQ/Nm 3 değerlerine ulaşılması) ve d. Torbalı filtrelerin linyit kok tozuyla filtresiyle birlikte kullanılması ile düşük PCDD/F emisyonlarına ulaşılması (>%98 indirgeme, 0,1-0,5 ng I-TEQ/Nm 3. Bu değer aralığı, rasgele 6 saatlik numune alma yöntemi kullanılmasına ve sabit işletme koşullarına dayanır.) 4. Ağır metal emisyonlarının minimize edilmesi için; 128

5 a. Suda çözülebilen ağır metal klorürlerinin, özellikle kurşun klorürlerinin >%90 verimle azaltılmasını sağlamak için ıslak tip toz tutma sistemlerinin veya kireç ilave edilen torbalı filtrelerin kullanılması b. Geri dönüşümden, son elektrostatik çökelme alanından, sinter bandına kadar bütün tozların arındırılması, depolanacak atık miktarının minimum düzeye indirilmesi için ağır metallerin çökelmesini sağlamak amacıyla atığın suyu alındıktan sonra güvenli bir depolama alanında bertaraf edilmesi gerekmektedir. 5. Katı atıkların minimize edilmesi için aşağıdaki teknikler önerilmektedir; a. Münferit yan ürünlerin içerdikleri yağ oranını dikkate alarak (<%0,1) demir ve karbon içeren yan ürünlerin geri dönüşümü yapılmalıdır. b. Katı atıkların oluşumunda azalan öncelik sırasına göre aşağıdaki teknikler MEİT olarak değerlendirilmektedir: i. Atık oluşumunun minimize edilmesi, ii. Sinter prosesine kadar seçici geri dönüşümün sağlanması, iii. İç kullanım durduğunda dış kullanımın amaçlanması, iv. Yeniden kullanım mümkün olmadığında kontrollü depolanması son seçenektir. 6. Sinter beslemesinin hidrokarbon içeriğinin azaltılması ve yakıt olarak antrasit kömürden kaçınılması gerekmektedir. Geri dönüştürülen yan ürünlerin/artıkların yağ içeriği <%0,1 e kadar düşebilir. 7. Hassas ısı, a. Sinter soğutucu atık gazından, b. Sinter ızgarası atık gazından, c. Atık gaz çevriminden geri kazanılabilir. 8. SO 2 emisyonlarının minimizasyonu için kullanılan teknikler şöyledir: a. Kükürt girdisinin azaltılması (düşük kükürt içerikli kok tozunun kullanılması, kok tozunun kullanılmasının en aza indirilmesi, düşük kükürt içerikli demir cevherinin kullanılması) gibi yöntemlerle <500 mg SO 2 /Nm 3 emisyon değerine düşürülmesi sağlanabilir. b. SO 2 emisyonlarının ıslak atık gaz desülfürizasyonu (kükürt giderme işlemi) ile >98% azaltılması ve SO 2 emisyon konsantrasyonlarının <100 mg SO 2 /Nm 3 e düşürülmesi mümkündür. Islak atık gaz desülfürizasyonunun yüksek maliyetli olmasından dolayı sadece çevre kalitesi standartlarının karşılanamadığı şartlarda kullanılmaktadır. 9. NO x emisyonlarının minimizasyonu için kullanılan teknikler şöyledir: a. Atık gazın yeniden çevrimi, b. Atık gazın denitrifikasyonu şu yollarla sağlanır: i. Yenileyici aktif karbon prosesi ve ii. Seçici katalitik indirgeme prosesleri. Yüksek maliyetinden dolayı denitrifikasyon prosesi, çevre standartlarına uyumu söz konusu olmadığı sürece tercih edilmez. 10. Suya verilen emisyonlar ancak (soğutma suyu dışında); yıkama suyu kullanıldığında veya ıslak atık gaz arıtım sistemi çalıştığında ortaya çıkar. Söz konusu bu durumda ise atık su; ağır metaller çöktürülerek, nötralize edilerek ve kum filtreleriyle arıtılır Peletleme Tesisleri Demir cevherlerinin peletlenmesi ve sinterlenmesi, demir oksit hammaddelerinin birincil demir ve çelik üretimi için hazırlanmasını sağlayan tamamlayıcı proseslerdir. AB15 te peletleme tesisi içeren sadece bir entegre çelik tesisi (Hollanda da) vardır. İsveç, entegre çelik tesisi içinde olmayan, tek başına duran dört peletleme tesisine sahiptir. AB15 te pellet üretimi 1996 da 15,1 Mt dur te toplam pellet kullanımı sinter kullanımının üçte biri yani 35 MT dur. Peletleme tesisi esasen emisyonları oluşturan PM in ve gaz emisyonunun kaynağını teşkil eder. 1. Öğütmeden kaynaklanan PM 2. Katılaştırma ve kurutmadan kaynaklanan NO x emisyonu 3. Katılaştırmadan kaynaklanan PM ve gazlar 4. Katılaştırmadan kaynaklanan SO 2 emisyonu 5. Katılaştırmadan kaynaklanan HCl ve HF emisyonu 6. Atık gaz arıtımından kaynaklanan atık su (opsiyonel) 7. Atık gaz arıtımından kaynaklanan katı atık (opsiyonel) 8. Elekten geçirme ve işlemeden kaynaklanan PM emisyonları 9. Enerji ihtiyacı Peletleme Tesisleri İçin Mevcut En İyi Teknikler: Daha önce de bahsedildiği üzere peletleme, demir içerikli maddelerin topaklaştırılmasında kullanılan ayrı bir süreçtir. 129

6 Bu tesislerde havaya verilen emisyonlar önemli kirleticileri oluşturmaktadır. Peletleme tesisleri için aşağıdaki teknikler veya bu tekniklerin kombinasyonları MEİT arasında yer almaktadır: 1. Katılaştırma çıkış atık gazından kaynaklanan PM, SO 2, HCl ve HF ın arındırılması a. Yıkama veya b. Yarı kuru/ıslak desülfürizasyon ve tozdan arındırma (örneğin gaz süspansiyon emicisi-gas suspension absorber-gsa veya aynı verimde başka bir teknikle) yöntemleri kullanılarak sağlanabilir. Bu tekniklerle ulaşılabilen arındırma verimi şöyledir: i. PM: >%95; karşı gelen konsantrasyon miktarı <10 mg toz/nm 3 ii. SO 2 : >%80; karşı gelen konsantrasyon miktarı <20 mgso 2 /Nm 3 iii. HF: >%95; karşı gelen konsantrasyon miktarı <1 mghf/nm 3 iv. HCl: >%95; karşı gelen konsantrasyon miktarı <1 mghcl/nm 3 2. Yıkama cihazlarından (gaz temizleyicilerden) suya geçen emisyonlar; su döngüsünü kapatarak, ağır metal çökeltmesi, nötralizasyon ve kum filtresi kullanarak minimize edilebilir. 3. Prosesin geliştirilmesiyle NO x azaltımı: Tesis tasarlanırken, hassas ısının geri dönüşümü ve tüm ateşleme bölümlerinde düşük NO x emisyonunun oluşumu göz önünde bulundurulmalıdır. Manyetit cevheri kullanılan ızgaralı fırınlı tipte olan bir tesiste <150 g NOx/t pellet üretimi emisyonuna ulaşılmıştır. Diğer tesislerde (mevcut veya yeni, aynı veya farklı tipte, aynı veya farklı hammadde kullanan) ise özel çözümler geliştirilmiş ve ulaşılan NOx emisyonları tesisten tesise değişmiştir. 4. Boru sonu tekniklerle NOx emisyonlarının minimize edilmesi için seçici katalitik indirgeme veya NOx azaltma verimliliği en az %80 olan diğer teknikler kullanılır. Atık gaz denitrifikasyonu yüksek maliyetinden dolayı sadece çevre kalitesi standartlarının karşılanamadığı durumlarda kullanılmaktadır. Bundan dolayı bugüne kadar denitrifikasyon hiçbir ticari peletleme tesisinde kullanılmamıştır. 5. Katı atık/yan ürün minimizasyonu (azalan öncelik sırasıyla) a. Atık üretiminin azaltılması, b. Katı atık/yan ürünlerin verimli kullanımı (geri dönüşüm veya yeniden kullanım), c. Engellenemeyen atık ve yan ürünlerin kontrollü depolanması sayesinde gerçekleşir. 6. Hassas ısının geri kazanımı: Birçok peletleme tesisi yüksek derecede enerji geri kazanımı yapmaktadır KOK FIRINLARI Kok fırınlarının temel işlevi yüksek fırınların ihtiyacı olan metalurjik kok kömürü üretmektir. Bu prosesin üniteleri; kömür hazırlama tesisleri, kok bataryaları ve yan ürünler tesislerinden oluşur. Öncelikle kok fırınlarının emisyona neden olan çok fazla kaynağının olduğu bilinmelidir. Bu çeşitli kaynaklardan oluşan emisyonlar zamana göre değişim gösterirler (örneğin kapılardan, kapaklardan, yükseltme borularından yarı kesiksiz emisyonlar; kokun itilmesi ve kokun söndürülmesinden kaynaklanan kesintili emisyonlar). Ayrıca bu emisyonların miktarını belirlemek zordur. Farklı tesislerin emisyon faktörlerinin karşılaştırılması sırasında söz konusu tesislerin özel parametreleri dikkate alınmalıdır. Örneğin spesifik kapı emisyonu; kapı tipine, fırın büyüklüğüne ve bakım kalitesine bağlı olarak değişir. Ham kok fırın gazının (COG-Coke oven gas) içerisinde hidrojen, metan, karbon monoksit ve hidrokarbonlar, benzene- toluen- ksilen (BTX), kükürt, amonyak, gibi bileşenler bulunmaktadır. Kok fırın gazının aşağı akış prosesleri için birçok süreç ve değişken kullanılır. Gaz arıtımında üretilen atık suyun miktarı, prosesin su ihtiyacına (buhar, yıkama sıvılarına temiz su eklenmesi, suyun seyreltilmesi) bağlıdır. Yaklaşık olarak atık su miktarı, kok prosesi sonucu oluşan suyun 1,5-3 katıdır. COG arıtımı göz önünde bulundurulmadan kok kömürü fırınlarının enerji girdisi gösterilmektedir. Tablo 2 de aynı zamanda yaklaşık 3 GJ/t kok olan enerji kayıpları da görülmektedir. Kok kömür tesislerinde üretilen COG; enerji tedariği ve entegre çelik üretimi konusunda önemli bir rol oynar. Tablo 2. Kok Fırınlarının Enerji Girdisi ve Çıktısı Enerji girdisi Enerji çıktısı Enerji taşıyıcısı Gj/t kok Enerji taşıyıcısı Gj/t kok kömür 40,19 Kok 27,05 Kok fırını 3,01 Kok fırın gazı 8,08 ateşlemesi Kimyasal 0,32 Enerji kaybı 3,33 reaksiyonlar Ek ürünler (S o, katran 2,56 vs.) Kokun elenmiş atığı 1,92 Kok tozları 0,26 Toplam 43,52 Toplam 43,20 130

7 COG arıtım tesislerinde COG den katran ve diğer organik bileşikler geri kazanılır. Bu maddelerin ve kömür suyunun dökülmesi veya sızması yerel toprak şartlarına bağlı olarak toprak kirliliğine neden olur. Kok Fırınları İçin Mevcut En İyi Teknikler: Kok fırınlarının çevresel etkileri göz önüne alındığında havaya verilen emisyon ön plana çıkmaktadır. Kapaklar, fırın kapıları, leveller/düzleyici kapaklar, yükseltme boruları gibi bazı farklı kaynaklardan kaynaklanan kaçaklar ve kömür doldurma, kokun itilmesi, kokun söndürülmesi gibi bazı faaliyetler sırasında oluşan emisyonların da çevresel etkileri çok önemlidir. Ayrıca kok fırını gazı arıtma tesisinden de kaçaklar meydana gelebilir. Ana emisyon kaynağı, alttan ateşleme sistemlerden kaynaklanan atık gazlardır. Özetlemek gerekirse, kok fırınlarına yönelik üretilen MEİT çoğunlukla emisyon azatlımı ile ilgilidir. Kok fırın gazının desülfürizasyonu, sadece kok fırın tesislerinde değil yakıt olarak kok fırın gazının kullanıldığı tesislerde de SO 2 emisyonlarının azaltılması açısından büyük önem taşır. Atık su deşarjı, kok fırınlarını ilgilendiren başka bir önemli konudur. Kok fırın tesisleri için göz önünde bulundurulacak teknikler veya bu tekniklerin kombinasyonları aşağıda verilmiştir: 1. Genel a. Fırın odalarının, fırın kapaklarının, kapak çerçevesi contalarının, yükseltme borusunun, doldurma deliklerinin ve diğer teçhizatların kapsamlı bakımı (özel olarak eğitilmiş bakım personeli tarafından sistematik bir program çerçevesinde), b. Kapıların, çerçeve contalarının, çatı sızdırmazlıklarının ve kapakların, yükseltme borularının kullanımdan sonra temizlenmesi, c. Kok fırınının içinde serbest bir gaz akışının sağlanması 1. Kömür Şarjı a. Şarj arabalarıyla doldurma Entegre bakış açısına göre dumansız yükleme veya çift yükseltme borularıyla ardışık yükleme tercih edilen tekniklerdir, çünkü bu proseslerde tüm gaz ve PM ler, COG arıtımının bir parçası olarak arıtılır. Gazlar kok fırınının dışına çıkarılıp arıtılmışsa, çıkartılan gazların toprağa dayalı arıtımına dayalı yükleme tercih edilen metottur. Arıtım; etkin tahliye ve sonrasında gelen yakma işlemi ve torbalı filtrasyon gibi öğeleri kapsar. PM emisyonunda <5 g/t kok rakamına ulaşılabilir. 2. Koklaştırma: Aşağıdaki önlemelerin kombinasyonu da mümkündür. a. Kok fırını tesislerinin düzgün ve müdahale gerektirmeyecek şekilde çalıştırılması, aşırı sıcaklık değişikliklerinden kaçınılması, b. Yaylı doldurulan, esnek yalıtıma sahip kapılar veya keskin kenarlı kapıların kullanılmasıyla (<5 m yüksekliğe sahip, düzenli bakılan fırınlarda) elde edilen emisyonlar şunlardır: i. Yeni tesislerdeki bütün kapılardan gözle görülen <%5 emisyonlar (kaçakların toplam kapı sayısına oranı) ii. Mevcut tesislerde bütün kapılardan gözle görülen <%10 oranında emisyonlar c. Su sızdırmayan yükseltme borularının kullanılması, bütün borularda gözle görülen <% 1 emisyon seviyesini sağlar. (kaçakların toplam yükseltme borusu sayısına oranı) d. Şarj hollerinin sızdırmaz çamurla kapatılması, bütün deliklerde gözle görülen <% 1 emisyonlar (kaçakların toplam hollerin sayısına oranı) e. Seviyeleme kapılarının sızdırmazlığının sağlanmasıyla gözle görülen emisyonların <%1 oranında olması 3. Yakma a. Desülfürize edilmiş COG kullanımı b. Kok fırınının düzenli çalıştırılması sayesinde fırın odası ve koklaşma hücresi arasındaki kaçağın önlenmesi c. Fırın odası ve ısıtma odası arasındaki kaçağın giderilmesi d. Yeni bataryaların yapımında aşamalı yanma gibi düşük NO x tekniklerinin (yeni/modern tesislerde g/t kok ve mg/nm 3 emisyona ulaşılabilir) kullanımı e. Atık gaz denitrifikasyonu yüksek maliyetinden dolayı sadece çevre kalitesi standartlarının karşılanamadığı durumlarda kullanılmaktadır. 4. İtme a. Öncelikle gazın kok transfer makinesinde yer alan entegre başlık yardımıyla çıkartılması, torbalı filtre yardımıyla toprak-bazlı çıkarmayla gazın arıtılması ve tek noktalı söndürme arabasıyla 5 g/ton kok tan daha az PM emisyonunun sağlanması (yığın salınımı). 5. Söndürme a. Islak söndürmeyle emisyonların azaltılması sayesinde 50 g PM/t koktan daha az emisyona ulaşılması (VDI yöntemine göre belirlenir). Önemli ölçüde organik madde (ham kok fırını 131

8 atık suyu, yüksek miktarda hidrokarbonlar içeren atık su vb.) içeren proseste kullanılan suyun söndürme amaçlı kullanılmasından kaçınılmalıdır. b. Kok kuru söndürme tekniğiyle (Coke dry quenching-cdq), hassas ısının geri kazanımı ve torbalı filtrenin doldurma, taşıma ve eleme işlemlerinde kullanılmasıyla tozdan arındırma. AB de mevcut enerji fiyatları açısından bakıldığında işletme maliyeti çevre yararı nı göz önünde tutma CDQ yöntemi uygulamasını önemli derecede kısıtlamaktadır. Ayrıca geri kazanılan enerjinin kullanımı sağlanmalıdır. 6. Kok fırını gazının desülfürizasyonu a. Absorpsiyon sistemleri sayesinde desülfürizasyon (ızgara gazının içindeki H 2 S miktarı mg H 2 S/Nm 3 ) veya b. Oksidatif desülfürizasyon (<500 mg H 2 S/Nm 3 ) toksik bileşiklerin çapraz ortam etkileri büyük çapta azaltılmalıdır. 7. Gaz arıtma sistemlerinin gaz sızdırmaz işlemleri: a. Mümkün olduğu kadar boru, kaynak ve flanş bağlantılarının sayısını azaltmak. b. Gaz sızdırmayan pompaların kullanımı (örneğin manyetik pompalar) c. Vana çıkışını kok fırını gazı ana toplama borusuna bağlayarak (ya da gazları biriktirdikten sonra yakarak) depolama tanklarındaki basınç vanalarından kaynaklanan emisyonlardan kaçınmak 8. Atık su ön arıtımı a. Alkalileri kullanarak amonyakların etkin olarak sıyrılması b. Amonyak giderim verimi atık su arıtımıyla ilgilidir. Etkili bir arıtımla çıkış suyu 20 mg/l NH 3 konsantrasyonunda olabilir. c. Katrandan arındırma 9. Atık su arıtma a. Nitrifikasyon/denitrifikasyonun kullanıldığı biyolojik atık su arıtma prosesi sonucunda aşağıdaki konsantrasyonlara ulaşılabilir: i. COD giderme: >%90 ii. Sülfür: <0,1 mg/l iii. PAH (6 Borneff): <0,05 mg/l iv. CN - : <0,1 mg/l v. Fenoller: <0,5 mg/l vi. NH + - 4, NO 3 - ve NO 2 toplamı: <30 mgn/l vii. Askıda katı madde: <40 mg/l Bu değerler atık su debisinin 0,4 m 3 /t kok olduğu durumlar için hesaplanmıştır Yüksek Fırınlar Yüksek fırınlarda pik üretiminin yanında yüksek fırın gazı ve cüruf da üretilir. Ham Yüksek Fırın Gazı partikül madde (ağır metaller ve karbon dahil), karbon monoksit, karbon dioksit, kükürt bileşenleri, amonyak, siyanür bileşenleri, hidrokarbonlar, siyanür ve PAH lardan oluşur. Yüksek Fırın Gazı, hem yüksek fırınlarda hem de fabrikaların diğer birimlerinde yakıt olarak kullanılır. Yüksek Fırın Gazı, kalite spesifikasyonlarını karşılamak ve tekrar kullanılmak için bir takım arıtım prosesine tabi tutulur. YF gazının iki aşamalı arıtması esnasında, çoğu ağır metal ve PAH gibi partikül maddelerle ilişkili bileşenler ve toz yüksek bir verimle bertaraf edilir. Cüruf işleme tesislerinde kükürt bileşenleri H 2 S ve SO 2 emisyonlarına yol açarlar Cüruf; cüruf granüle tesislerinde işlendikten sonra çimento üretiminde kullanılmak üzere çimento fabrikalarına sevk edilir. Sıvı pikin büyük bir miktarı çelikhaneye verilir. Geriye kalan kısmı ise fabrikanın ve piyasanın pik ihtiyacını karşılamak üzere pik kalıplarına dökülür. Yüksek Fırınlar İçin Mevcut En İyi Teknikler: Yüksek fırın, demir içeren maddelerden pik demir üretmek için kullanılan en önemli işlem olarak gelecekte de kullanılmaya devam edilecektir. Çok miktarda indirgeme maddesinin yüksek fırınlarda (çoğunlukla kok ve kömür) kullanılmasından dolayı bu proses entegre demir çelik tesislerinde en fazla enerji kullanan prosestir. Yüksek fırınlar tüm ortamlarda emisyon oluşturmaktadır ve aşağıda bunlar ayrıntılı bir şekilde açıklanmaktadır. Bundan dolayı MEİT in belirlenmesinde göz önünde bulundurulan teknikler bu emisyonları ve enerji girdilerini içermektedirler. Ortaya çıkan sonuçlar genellikle dökümhanedeki tozun azaltılmasını, yüksek fırın gaz yıkayıcısından çıkan atık suların arıtılmasını, cürufların ve tozların/çamurların yeniden kullanımını ve son olarak enerji girdisinin minimizasyonunu ve yüksek fırın gazının yeniden kullanımını içerir. Yüksek fırınlar için aşağıdaki teknikler veya bu tekniklerin kombinasyonları MEİT arasında yer almaktadır: 1. Yüksek fırın gazının geri kazanımı, 2. İndirgeme maddelerinin doğrudan enjeksiyonu 180 kg/t pik demirinin toz kömür enjeksiyonu kanıtlanmıştır, ancak daha yüksek enjeksiyon oranları da mümkündür. 3. Ön koşulların mevcut olması halinde yüksek fırın tepe basıncından enerji geri kazanımı 4. Sıcak ocaklar a. <10 mg/nm 3 toz konsantrasyonu emisyonu ve <350 mg/nm 3 NO x emisyonuna (%3 oranında oksijen içeriğiyle ilgili olarak) ulaşılabilir. b. Tasarımın izin verdiği kadar enerji tasarrufları 5. Katransız çalışma astarı kullanımı 132

9 6. Etkili tozsuzlaştırma sistemiyle yüksek fırın gazının arıtımı; Kalın PM, tercihen kuru ayırma teknikleriyle (deflektör gibi) arındırılmalı ve yeniden kullanılmalıdır. İnce PM ise şu yöntemlerin yardımıyla arındırılmalıdır: a. Gaz temizleyici veya b. Islak elektrostatik çökeltici veya c. Aynı arındırma verimine sahip diğer Teknikler Böylelikle <10 mg/nm 3 artık PM konsantrasyona ulaşılabilir. 7. Dökümhaneyi tozdan arındırma (musluk delikleri, kızaklar/runners, gidericiler, döküm potası, dolum noktaları): Emisyonlar kızakların kaplanması, belirtilen emisyon kaynaklarının boşaltılması ve torbalı filtre veya elektrostatik çökelmeyle arındırma yapılmasıyla minimize edilmelidir mg/nm3 toz emisyonu konsantrasyonlarına ulaşılabilir g toz/t pik demiri kaçak emisyona da ulaşılabilir. Bundan dolayı dumanların tutma etkinliği önemlidir. Dumanların nitrojen kullanılarak önlenmesi (belirli durumlarda, örneğin dökümhane tasarımının uygun olması ve nitrojenin temin edilebilmesi) söz konusudur. 8. Yüksek fırın gaz yıkama sisteminden çıkan atık suyun arıtılması: a. Yıkama suyunun mümkün olduğunca çok yeniden kullanımı; b. Askıda katı maddelerin koagülasyonu /çökelmesi (ortalama <20 mg/l yıllık askıda katı maddeye ulaşılabilir, günlük eğerler 50 mg/l olabilir.); c. Tane boyu dağılımının ayırma işlemine olanak sağlaması durumunda kalın parçacıkların yeniden kullanımıyla çamurun hidro-siklonu 9. Cürufların arıtılmasında oluşan emisyonların ve depolanacak cürufun azaltılması; Piyasa koşulları elverdiği ölçüde cüruflar peletleme tekniğiyle arıtılır. Koku azaltımı için dumanın yoğunlaştırılması gerekmektedir. Maden ocağı cürufu oluştuğunda, mümkün olduğu veya alanın müsait olduğu durumlarda su ile zorla/zorunlu soğutma işlemi minimize edilmeli veya bundan kaçınılmalı. 10. Katı atıkların/yan ürünlerin azaltılması (azalan öncelik sırasına) a. Katı atık oluşumunun azaltılması b. Katı atıkların/yan ürünlerin verimli bir şekilde kullanılması (geri dönüşüm veya yeniden kullanım); özellikle yüksek fırın gazının arıtımında ve dökümhanenin tozdan arındırılmasında ortaya çıkan kalın tozların geri dönüşümü, cürufun tamamen yeniden kullanımı (örneğin çimento sanayinde veya yol yapımında) c. Engellenemeyen atık/yan ürünlerin kontrollü depolanması (yüksek fırın gaz arıtımında ortaya çıkan çamurun ince bölünmesi/ince parçacıklara ayrılması) 3.5. Bazik Oksijenle Çelik Üretimi ve Dökümü Zaman içinde BOF ve elektrik ark ocakları; Thomas prosesi ve açık ocak prosesi gibi daha az enerji verimli çelik üretim proseslerinin yerini almışlardır. AB deki son Siemens- Martin ocağı 1993 ün sonunda kaldırılmıştır. AB de çelik üretiminde sadece BOF prosesi ve elektrik ark ocakları kullanılmaktadır. BOF lar toplam üretimin üçte ikisini, EAO ları ise kalan üçte birini oluşturmaktadır (1996 da AB15 te). Bazik Oksijen Fırınlarında birincil çelik üretimi için sıcak maden, hurda ve katkı maddeleri kullanılır. BOF tesisi sıcak madeni, BOF gazı/ Konverter Gazı/ Çelikhane gazı ve cüruf gibi yan ürünler de üreterek sıvı çeliğe çevirir. BOF gazında toz, ağır metaller, SO 2, NO x, CO, CO 2, PAH, PCDD/F gibi emisyon gazları bulunur. Ayrıca BOF prosesi sonucunda desülfürüzasyon cürufu, BOF cürufu, BOF gazı arıtımından gelen iri tozlar ve çamurlar, BOF gazı arıtımından gelen ince tozlar ve çamurlar, ikincil toz toplamadan gelen tozlar, ikincil metalurjiden gelen cüruf, Sürekli dökümden gelen cüruf, sürekli dökümden gelen skal, moloz gibi katı atık ve yan ürün de oluşmaktadır. Bazik Oksijenle Çelik Üretimi ve Dökümü İçin Mevcut En İyi Teknikler: Oksijenle çelik üretiminde amaç, yüksek fırındaki sıcak metalin içinde bulunan istenmeyen yabancı maddelerin oksidasyonudur. Oksijenle çelik üretimi sıcak metalin önişlenmesi, bazik oksijen fırınında oksidasyon, ikincil metalurjik işlem ve döküm (sürekli ve/veya külçe) gibi aşamaları kapsar. En önemli çevresel konular çeşitli kaynaklardan havaya verilen emisyonlar ve katı atıklar/yan ürünlerdir. Ayrıca ıslak tozdan arındırma işlemi (uygulandığı takdirde) ve sürekli döküm işlemi sırasında atık su da oluşmaktadır. MEİT in belirlenmesi için göz önünde bulundurulan teknikler bu konuları ve bazik oksijen fırını gazının yeniden kazanımı konusunu içermektedir. Çeşitli kaynaklardan oluşan toz emisyonların azaltılması, katı atık/yan ürünlerin ve tozdan arındırma işlemi sırasında ortaya çıkan atık suların yeniden kullanımı/geri dönüşümü ve bazik oksijen fırını gazının geri kazanımı öncelikli amaçlanan alanlardır. Bazik oksijen çelik üretimi ve döküm işlemlerinde aşağıda belirtilen teknikler veya bu tekniklerin kombinasyonları MEİT olarak sıralanmaktadır: 1. Sıcak metal ön işlenmesinden (sıcak metalin aktarılması, kükürt ve cüruftan arındırılması işlemleri de dahil olmak üzere) kaynaklanan PM ler aşağıda belirtilen yöntemlerle azaltılır: 133

10 a. Etkili boşaltma b. Torbalı filtre ya da ESP kullanarak saflaştırma Torba tipi filtrelerle 5-15 mg/nm 3, ESP yle mg/nm 3 konsantrasyonunda emisyona ulaşılabilir. 2. BOF gazının geri kazanımı ve birincil tozdan arındırma aşağıdaki tekniklerle gerçekleştirilmektedir: a. Kontrollü yakma b. Kuru elektrostatik çökelme (yeni ve mevcut durumlarda) c. Gazla yıkama (mevcut durumlarda) Toplanan BOF gazı temizlenir ve yakıt olarak kullanmak için saklanır. Bazı durumlarda BOF gazının geri kazanımı ekonomik açıdan veya uygun enerji yönetimine bağlı olarak, makul olmayabilir. Bu şartlarda BOF gazı buhar üretilerek yakılabilir. Yakma işleminin türü (tam yakma veya kontrollü yakma) yerel enerji yönetimine bağlıdır. Toplanan tozlar ve/veya çamur mümkün olduğunca geri dönüştürülmelidir. Çamur genellikle yüksek oranda çinko içerir. Lance deliğinden çıkan PM emisyonları da çok önemlidir. Bu delik oksijen üflenmesi sırasında kapatılmalı ve gerektiğinde PM yi dağıtmak amacıyla lance deliğine inert gaz enjekte edilmelidir. 3. İkincil tozdan arındırmada şu yöntemler kullanılır: a. Torbalı filtre, ESP veya benzer arındırma verimine sahip diğer teknikler yardımıyla doldurma ve akıtma sırasında etkili boşaltma. Bu yöntemlerle %90 oranında tutma verimliliğine ulaşılabilmektedir mg/nm 3 artık toz torbalı filtre ve mg/nm 3 ESP yardımıyla ulaşılan konsantrasyonlardır. Toz yüksek oranda çinko içermektedir. b. Sıcak metal işlemleri (kepçe ile doldurma boşaltma işlemleri), sıcak metalin cüruftan arındırılması ve ikincil metalurjik işlem sırasında torbalı filtre veya benzer arındırma verimliliğine sahip diğer teknikler yardımıyla arındırmayla etkili boşaltmanın sağlanması. Bu işlemlerle 5 g/t sıvı çelik emisyonuna ulaşılabilir. c. Sıcak metalin döküm potasından (veya sıcak metal mikserinden) dolum potasına boşaltılması sırasında duman/toz oluşumunu minimize etmek amacıyla dumanın inert gaz yardımıyla bastırılması. 4. BOF gazının birincil ıslak tip tozsuzlaştırma işleminden kaynaklanan suya verilen emisyonların azaltılması: a. Alanın izin verdiği ölçüde kuru BOF gazı temizleme işleminin uygulanması b. Yıkama suyunun mümkün olduğunca geri dönüşümü (kontrollü yakma sistemlerinin kullanılması durumunda CO2 püskürtme yöntemi); c. Askıda katı maddelerin pıhtılaşması /çökelmesi;<20 mg/l askıda katı maddeye ulaşılabilir. 5. Sürekli döküm makinelerinde doğrudan soğutma işlemi sırasında suya verilen emisyonlar için: a. Proses ve soğutma suyunun mümkün olduğunca geri dönüşümü b. Askıda katı maddelerin pıhtılaşması/çökelmesi c. Köpük ayırma depolarını veya diğer verimli teçhizatları kullanarak yağı ayırma 6. Katı atıkların azaltılması: (azalan öncelik sırasına göre BAT olarak değerlendirilen teknikler aşağıdadır) a. Katı atık oluşumunun azaltılması b. Katı atıkların/yan ürünlerin rasyonel kullanımı (geri dönüşüm veya yeniden kullanım); özellikle BOF cürufunun ve BOF gaz arıtımından kaynaklanan kalın ve ince tozların geri dönüşümü c. Engellenemeyen atıkların kontrollü depolanması 3.6. Elektrik Ark Ocakları Elektrik ark ocakları demir çelik üretiminde son yıllarda bir alternatif olarak ön plana çıkmıştır. Bu ocaklarda sıcak metal yerine hurda çelik kullanılır. Demir içeren maddelerin direkt eritilmesi sağlanır. Bugün AB de toplam çelik üretiminin %35,3 ü EAO lu çelik üretimidir. İtalya ve İspanya da EAO yla çelik üretimi yüksek fırın-bazik oksijen fırını akışını kullanarak üretilen çelikten daha çoktur. Elektrik Ark Ocakları İçin Mevcut En İyi Teknikler: Demir içeren maddelerin, hurdaların doğrudan eritilmesi; genellikle yüksek miktarda elektrik enerjisi gerektiren ve havaya katı atıklar/yan ürünler çoğunlukla toz ve cüruf veren elektrik ark ocaklarında gerçekleşmektedir. Ocaktan havaya verilen emisyonlar birçok inorganik bileşikler (demir oksit tozu ve ağır metaller) ve organik bileşikler (organoklor bileşikleri, klorobenzenler, PCB ve PCDD/F) içermektedir. MEİT in belirlenmesinde kullanılan teknikler bu konular üzerine yoğunlaşmaktadır. Hava emisyonlarında toz ve PCDD/F en önemli parametreleri oluşturmaktadır. Elektrik ark ocaklarında çelik üretimi ve dökümünde aşağıda belirtilen teknikler ve bu tekniklerin kombinasyonları MEİT olarak sıralanmaktadır. 134

11 1. Toz toplama etkinliği a. Gazın direkt çıkartılması (4. veya 2. delikten) ve baca sistemlerinin kombinasyonu b. Muhafaza ve baca sistemleri veya c. Binanın tamamen boşaltılması EAO ndan birincil ve ikincil emisyonlarda %98 veya daha yüksek toplama verimine ulaşılabilmektedir. 2. Atık gazın tozdan arındırılması: a. Yeni tesisler için 5mg/Nm 3 den az toz, mevcut tesisler içinse 15 mg/nm 3 toz emisyonunu sağlayan iyi tasarlanmış torbalı filtreler (günlük ortalama değerler). Toz içeriğinin azaltılması, civa gibi gaz halinde bulunan ağır metaller dışındaki ağır metal emisyonlarının azaltılmasıyla ilgilidir. 3. Özellikle PCDD/F ve PCB gibi organoklor bileşiklerinin emisyonlarının azaltılması: a. Gaz borusu içinde veya ayrı bir sonradan yakma odasında uygun sonradan yakma işlemi ve yeniden birleşiminden kaçmak için hızlı söndürme işleminin birlikte uygulanması b. Torbalı filtrelerden önceki borulara linyit tozu enjeksiyonu PCDD/F ng I-TEQ/Nm 3 emisyon konsantrasyonlarına ulaşılabilinir. 4. Birincil atık gazdan kaynaklanan hissedilir ısının geri kazanımı için hurdanın ön ısıtılması 3. madde ile birlikte) a. Hurdanın bir kısmının ön ısıtılmasıyla 60 kws/t enerji tasarrufu edilir, hurdanın tamamının ön ısıtılmasıyla ise en az 100 kws/t değerinde sıvı çelik tasarruf edilir. Hurdanın ön ısıtılması yerel şartlara bağlıdır ve tesis bazında karar verilir. Hurda ön ısıtıldığında organik kirletici emisyonlarının potansiyel artışına dikkat edilmelidir. 5. Katı atıkların/yan ürünlerin azaltılması: azalan öncelik sırasına göre MEİT: a. Katı atık oluşumunun azaltılması b. EAF cüruflarının ve filtre tozlarının geri dönüşümüyle atık azaltılması; yerel şartlara bağlı olarak filtre tozları çinko miktarını en az %30 oranında zenginleştirmek için EAO da geri dönüştürülebilir. %20 den daha yüksek oranda çinko içeren filtre tozları demir içermeyen metal sanayinde kullanılabilir. c. Yüksek alaşım çeliği üretiminden kaynaklanan filtre tozları alaşım metallerinin geri kazanılması için kullanılabilirler. d. Engellenemeyen veya geri dönüştürülemeyen katı atıkların oluşturulan miktarları en aza indirilmelidir. Tüm azaltma/yeniden kullanma imkanları yok olduğunda katı atıkların kontrollü bir şekilde depolanması tek seçenektir. 6. Suya verilen emisyonlar a. Fırın cihazlarının soğutulması için kapalı devre su soğutma sistemi b. Sürekli döküm sırasında oluşan atık sular i. Soğutma suyunun mümkün olduğunca geri dönüşümü ii. Askıda katı maddelerin pıhtılaşması/çökelmesi c. Yağın köpük ayırma depoları veya diğer verimli tekniklerle çıkarılması 4. SONUÇ AB uyum sürecinde çevre konusunda Türkiye nin karşı karşıya kaldığı ve uyum sağlaması gereken çok sayıda direktif bulunmaktadır. Ülkemizde çevre müktesebatına uyum için gerekli maliyetin önümüzdeki yılda 70 milyar euro yu bulması beklenmektedir. AB çevre müktesebatının uyumlaştırılması sürecinde endüstriyel atıkların bütüncül bir yaklaşımla en aza indirilmesini sağlamak amacıyla oluşturulmuş olan IPPC Direktifi, Türkiye de sanayiciye önemli yükümlülükler getirmektedir. IPPC Direktifi nin temel hedefi, yüksek seviyede çevre koruma sağlamak amacıyla, entegre bir yaklaşımla endüstriyel tesislerin neden olduğu hava, su ve toprak emisyonlarını önlemek veya en aza indirmektir. IPPC Direktifi nin ülkemizdeki sanayiciye maliyetinin Milyon euro olduğu tahmin edilmektedir. Ülkelerin kendi özel koşullarını göz önünde bulundurarak her bir sektör için Mevcut En İyi Tekniklerin belirlenmesinde, Avrupa Komisyonu tarafından Avrupa IPPC Bürosu aracılığıyla hazırlatılan Mevcut En İyi Teknikler İçin Referans Dokümanları (Best AvailableTechniques Reference Document-BREF), kılavuz olarak kullanılmaktadır. Yapılan çalışmada IPPC Direktifi nin, Demir Çelik Sanayisi üzerine olası etkileri incelenmiş ve bu sektörlere yönelik olarak Avrupa Komisyonu tarafından oluşturulan Mevcut En İyi Teknikler İçin Referans Dokümanları ndan faydalanılmıştır. Demir çelik sektöründe girdilerin yarısından fazlası emisyona ve katı atıklara, yan ürünlere ve artıklara dönüşür. Çevresel kaygılar göz önüne alındığında sektöre özgü ana başlıklar hava emisyonlarının kontrolü ve katı atık yönetimidir. Entegre çelik üretiminde atıkların yönetimi; sinter fabrikalarında atıkların geri dönüşümünü ve farklı cüruf çeşitlerinden değerli olanları ayırmayı içeren gelişmiş teknikleri içerir. Havaya verilen emisyonlar arasında PCDD/F, PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons), VOC, 135

12 CO, NO X, SO 2, Ni, Cr, Pb ve toz yer almaktadır. Hava emisyonları, özellikle de sinter fabrikalarından kaynaklanan emisyonlar, genel kirleticilerin oluşmasında ilk sıradadır. Sinter fabrikalarını kok fabrikaları takip etmektedir. Kok fırınlarından çıkan atık su da çevre açısından büyük öneme sahiptir. Demir çelik sektörünün gürültü kirliliği, bölgesel toprak kirliliği ve yeraltı suyu kirliliği gibi çeşitli çevresel etkileri de vardır. Kullanılan enerji de önemli miktardadır. Enerji verimliliğine yönelik bir çok çalışmayla kullanılan enerji miktarının azaltılmasına çalışılmaktadır. IPPC direktifi kapsamında belirlenen demir çelik sektörüne yönelik mevcut en iyi teknikler üretim süreçleri bazında geliştirilmiştir. Araştırmada proses bazında sinter fabrikaları, peletleme tesisleri, kok fırın tesisleri, yüksek fırınlar, bazik oksijenli çelik üretimi (döküm dahil) ve elektrik ark ocaklarının çevresel etkileri ve süreçlerine uygun MEİT incelenmiştir. Endüstriyel kirliliğe entegre bir bakış açısıyla yaklaşan IPPC Direktifi daha önce de bahsedildiği üzere Türk sanayisinde büyük değişiklikler gerektirecek, çevre açısından gelişmeler sağlayacaktır. Bu bağlamda yapılan bu araştırmanın demir çelik sektörü bazında gelecekte yapılacak çalışmalara katkıda bulunması amaçlanmıştır. 5. KAYNAKÇA [1] TOBB, Entegre Kirlilik Önleme Ve Kontrol Direktifinin (IPPC) Türkiye de Uygulanması Projesi, IPPC Uygulama Stratejisi ve Eylem Planı Hazırlığı, Yasal ve Kurumsal Analiz Raporu Taslağı, 1.Çalışma Grubu, Yasal ve Kurumsal Değerlendirme ve Türkiye deki IPPC Tesislerinin Sayısı, 1.Alt Grup Yasal ve Kurumsal Değerlendirme, Ekim [2] Mobilisation For Environment, Türkiye de IPPC Uygulama Stratejisi (Taslak), 2006, PPA 05/Tr/7/6, remevzuat.php, [3] DİSK, Demir çelik Sektörü, Birleşik Metal İş Yayınları, 2/2003, [4] IISI (International Iron and Steel Institute), Steel: The Foundation of a Sustainable Future, Sustainability Report of the World Steel Industry 2005, [5] European Commission, Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Best Available Techniques Reference Document on the Production of Iron and Steel, December [6] [7] Kimsesiz, E., Buhar Türbin Jeneratör / Motor Blower Tesisi, Ereğli Demir Çelik Fabrikaları T.A.Ş., SEV Birincilik Ödülü, 2003, o_yar_kitap/kitap_2003/kitap01_eregli.doc,