UYUM SÜRECİNİN SAĞLIKLI PLANLANMASI BAĞLAMINDA AVRUPA BİRLİĞİ'NDE KİREÇ SEKTÖRÜ GAZĠANTEP (2010)

Transkript

1 UYUM SÜRECİNİN SAĞLIKLI PLANLANMASI BAĞLAMINDA AVRUPA BİRLİĞİ'NDE KİREÇ SEKTÖRÜ GAZĠANTEP (2010)

2 KİREÇ SEKTÖRÜNÜN TANITIMI 1. BÖLÜM: GÜNÜMÜZDEKİ DURUM GAZĠANTEP (2010)

3

4

5 KİREÇ NASIL ELDE EDİLİR? Kireç üretiminin hammaddesi kireçtaşı dır. Kireçtaşları yüksek kalsiyum içeren ve magnezyum karbonat esaslı (dolomitik) olmak üzere iki sınıfa ayrılır. Yüksek kalsiyumlu kireç taşları % CaCO 3 içerirler. Kireçtaşlarının 900 o C de kalsinasyonu ile kireç (CaO) elde edilir. Bu, pratikte o C arasında gerçekleşir. CaO biçimindeki kirece sönmemiş kireç de denir.

6 Yüksek kalsiyumlu kireçtaşının kalsinasyonu aşağıdaki çift yönlü eşitlik ile ifade edilir: CaCO 3 + ısı CaO + CO 2 ısı: 760 kkal/kg CaO Sönmemiş kireç su ile reaksiyona girip aşağıdaki tepkimelere göre sönmüş kireç haline gelir. CaO + H 2 O Ca (OH) kcal/kg

7 DOĞA DOSTU KĠRECĠN ÇEVRE KĠRLĠLĠĞĠ GĠDERĠLMESĠNDEKĠ GENEL ROLÜ Çağımızda hızla artan sanayileģme sürecinin neden olduğu çevre kirlilikleri, son yıllarda doğamızın ekolojik dengesini ve insan sağlığını ciddi biçimde tehdit eder boyutlara ulaģmıģtır. Kullandığımız ve içtiğimiz su, evsel ve endüstriyel atık sularla ; soluduğumuz hava, fabrika bacalarında çıkan zehirli gaz ve tozlarla; üzerinde yaģadığımız topraklar asit yağmurlarıyla sürekli bir kirlenme içindedir.

8 DOĞA DOSTU KĠRECĠN ÇEVRE KĠRLĠLĠĞĠ GĠDERĠLMESĠNDEKĠ GENEL ROLÜ SanayileĢmenin önüne geçilemeyeceğine göre yapılacak iģ, sanayileģmenin neden olduğu çevre kirliliğini asgari boyutlara indirgemek için gerekli önlemleri almaktır. Bu önlemlerin baģında, prensip olarak ortamdaki zararlı atığı, aktif bir kimyasalla, örneğin KĠREÇ le reaksiyona sokarak bünyeden dıģarı alıp, daha sonra bu reaksiyon ürününü ( baģka bir deyiģle yoğunlaģtırılmıģ kirliliği) çeģitli yöntemlerle elimine etmek veya tekrar kullanılabilir hale dönüģtürme gelmektir.

9 NASIL ÜRETİYORUZ? KİREÇ ÜRETİMİ, KİREÇ TAŞINA KALSİNASYON İÇİN GEREKEN ISI ENERJİSİNİN VERİLMESİNİ SAĞLAYAN FIRINLARDA YAPILIR. İLK ÖRNEKLERİ ROMA DEVRİ NDE GELİŞTİRİLEN VE ÜLKEMİZDE KİREÇ OCAĞI OLARAK ANILAN BASİT TEKNOLOJİLER, ÜRETİM MALİYETLERİNİN DÜŞÜRÜLMESİ AMACI İLE YÜRÜTÜLEN ÇALIŞMALAR SONUNDA: TÜM OPERASYONLARIN BİLGİSAYARLARLA KONTROL EDİLDİĞİ, YAKIT SARFLARININ KALSİNASYON İÇİN GEREKEN TEORİK ENERJİ DEĞERİNİ ÇOK AŞMADIĞI (VERİMLİ) OLUMSUZ ÇEVRESEL ETKİLERİN EN AZA İNDİRGENDİĞİ MODERN KİREÇ FIRINLARINA DÖNÜŞMÜŞTÜR.

10 Ortamdaki zararlı atık + Kireç=> UzaklaĢtırılabilir reaksiyon ürünü (YoğunlaĢtırılmıĢ kirlilik=atık çamur) Bu tebliğde özetle kirecin çevre rehabilitasyonundaki rolünün genel hatlarına değinilecektir.

11 Kireç, doğada KĠREÇTAġI ( CaCo3 ) veya KALKER olarak bulunan kayaçların belli ebatlara indirgendikten sonra fırınlarda yakılmasıyla elde edilir (Kalsinasyon): KireçtaĢı + Yakıt à Kireç(sönmemiĢ) + Karbondioksit ^ CaCO oC à CaO + CO2^ 44 g 100 g cal 56 g

12 Elde edilen sönmemiģ kireç, higroskopik özelliklere sahiptir ve suyla reaksiyona sokularak toz halindeki SÖNMÜġ KĠREÇ e dönüģtürülür: SönmemiĢ Kireç + Su à Kireç (sönmüģ) CaO + H2O à Ca(OH)2 56 g 18 g 74 g Zararlı çevre atıklarının bertarafında bu iki tip kireç ürününün yanı sıra seyrek olmakla beraber bazen direkt olarak öğütülmüģ KireçtaĢı da kullanılır.( Örneğin baca gazlarının desülfürizasyonunda )

13 Kirecin çevre korunmasında kullanılmasını mümkün kılan baģlıca özellikleri Ģunlardır; BileĢimindeki Ca+ ve az miktarda Mg2+ iyonunun yüksek reaksiyon kabiliyetinden dolayı kirliliklerle çökelen bileģikler oluģturması. Asitlere karģı yüksek nötralizasyon gücü ( H+OH- à H2O ) Ġnce tane yapısı ve dolayısıyla geniģ spesifik yüzeye sahip olması nedeniyle kirlilikleri absorbe edebilme özelliği ( Bilhassa Baca Gazı desülfürizasyonlarında önemli ) Bakterilere karģı Dezenfeksiyon aracı olarak etkili olması

14 Kireç, bu özellikleri ve UCUZ OLMASI nedeniyle bilhassa teknolojileri geliģmiģ ülkelerde Çevre arıtımında geniģ ölçüde kullanılmaktadır. ÇeĢitli ülkelerde çevre arıtımında kullanılan kirecin o ülkedeki toplam kireç tüketimine oranı ve kiģi baģına düģen çevre kireci miktarları mukayese edinildiğinde; Amerika BirleĢik Devletlerinde tüketilen kirecin %28 i ( t ) çevre amaçlı kullanılması ve yıllık kiģi baģına düģen çevre kirecinin 22 kg olmasına mukabil, Türkiye de çevre amaçlı tüketilen kireç toplam tüketimin ancak %1.5 u mertebesinde olup (yak t ) kiģi baģına tüketilen çevre kireci yıllık 1 kg civarındadır. Bu miktar KĠRECĠN TÜRKĠYE DE ÇEVRE KORUMASI UYGULAMALARINDA NE KADAR AZ TANINDIĞININ BĠR GÖSTERGESĠDĠR. Kirecin; sıvı, gaz ve katı ortamlardaki kirlilikleri ne Ģekilde bertaraf ettiği aģağıda kısa olarak izah edilmektedir.

15 KĠRECĠN SIVI ORTAMLARIN REHABILĠTASYONUNDA KULLANIMI Türlü kirlilik ve zararlı maddeleri içeren Evsel ve Endüstriyel Atık suların boģaltıldıkları kanalizasyon, deniz, akarsu, göl, ırmak gibi yerüstü veya sızdıkları yer altı sularında kısa zamanda yoğun kirlenmelere neden olurlar. Kirliliğe neden olan madde türleri genellikle aģağıdaki gibi sınıflandırılır.

16 A) Biyolojik (Organik) Kirlilikler ; Besin atıkları, yağ, Gübre, Bazı Azot bileģikleri, Sülfütler, Yapay organik maddeler v.b (Gıda endüstrisi, Ġlaç fabrikaları Fermentasyon endüstrisi, petrokimya tesisleri, Tekstil sanayi, Gübre sanayi, ġeker sanayi v.b)

17 B) ÇözünmüĢ Ġnorganik Kirlilikler: Asitler, Bazlar, Tuzlar, Minareler(Ġnorganik kimya endüstrisi Cam sanayi, Madencilik ) C) Yüksek derecede zehirli kirlilikler : Pb,Hg,Cd,Cu gibi ağır metal iyonlarının neden olduğu inorganik toksidik maddeler ile tarım ve böcek ilaçları gibi Organik toksidik maddeler (Ağır metal endüstrisi, Tarım ilaçları endüstrisi, Tabakhaneler v b.) D) Patolojik Kirlilikler : Bakteriler ( Hastane atıkları ) E) Radyoaktif kirlilikler: F) Süspansiyon halde bulunan kirlilikler :

18 Kil, Kum v.b. Tüm bu yukarıda bahsedilen kirliliklerden dolayı atık suların alıcı ortama boģaltılmadan önce arıtılarak kirlilik parametrelerinin insan sağlığını ve doğanın dengesinin tehdit edilmeyecek boyutlara indirgenmesi Ģart olmaktadır.

19 1000 TON NE KADAR ÜRETİYORUZ? 2007 KİREÇ SATIŞ DEĞERLERİ ILA Note: C 231, BG 110, DK 63, FIN 594, P 30, GR 500, SK 600, H 600, Est 28, SLO 20 TÜRKİYE: ABD, JAPONYA, ALMANYA, MEKSİKA NIN ARDINDAN 5. SIRADADIR.

20 HAM SULARIN ARITILMASI VE ġartlandirilmasi Doğal kaynağından alınan ham su,evsel VE ENDÜSTRĠYEL olmak üzere baģlıca iki amaca hizmet etmektedir. Yerel Belediyelerce yapılan EVSEL HAM SULARIN ISLAHINDA Kirecin rolü Ģöyledir.

21 YUMAKLAġTIRMA (Koagulasyon ) : Kireçteki Ca2+ ve OH- iyonları sudaki kirlilik partiküllerini birbirlerinden ayıran elektrostatik kuvvetleri azaltarak onların yumaklaģmasını sağlar ve böylece çökelmelerine katkıda bulunur. Ph AYARLAMA : Suyun içinde çözünmüģ CO2 miktarını azaltmak için yapılan havalandırma iģlemi sırasında KĠREÇ, Fe ve Mn ĠYONLARINI ÇÖKELTMEK ĠÇĠN GEREKLĠ OPTĠMAL Ph DEĞERĠNĠ AYARLAR. (Ph:Fe _> 7;Mn_>8) diğer taraftan FLOKOLANT olarak suya verilen,al ve Fe tuzlarının optimal etki etmesi için suyun Ph değerini yükseltir.

22 SERTLĠK AYARLAMA : Kireç, Ģehir hatlarına verilecek suyun Ph ve sertlik derecesini ayarlar. AĢırı sert su, Fazla sabun / deterjan tüketimine; aģırı yumuģak su ise kalp kaslarında bazı rahatsızlıklara ve dağıtım Ģebekelerinde korozyona neden olur. KĠREÇ AYRĠYETEN SUYUN DEZENFEKTE EDĠLMESĠNDE VE FLOR ÇÖKTÜRMESĠNDE de kullanılır. ATIK ÇAMUR MUAMELESĠ : Kireç, arıtma sırasında çöken ÇAMURUN ġartlandirilmasi ve STABĠLĠZASYONUNDA kullanılır.

23 ġartlandirma, Çamurun daha iyi susuzlaģtırılabilmesi için yapılan bir ön iģlem olup, aynı zamanda dezenfeksiyon ve koku giderme gibi yararları da vardır. STABĠLĠZASYON un ana amacı ise patojenleri yok etmek ve çamurun süzülebilme özelliğini artırmaktır.

24 NEREDE TÜKETĠYORUZ? Türkiye de kireç tüketimi (x 1000 t) ILA Ġstatistikleri KULLANIM ALANI I. ENDÜSTRİ ) Demir ve çelik ) Demir dışı metal ) Kimya a) Kalsiyum karpit b) Soda c) Petrokimya ) Diğer endüstri a) Şeker b) Diğer II. YAPI MALZEMELERİ ) Gazbeton ) Diğer III. İNŞAAT IV. ÇEVRE ) Su arıtma ) Atık su arıtma ) Atık gaz desülfirizasyon V. TARIM VI. İHRACAT TOPLAM

25 KĠMLER ÜRETĠYOR? ÜRETTĠKLERĠ ÜRÜNÜ KENDĠLERĠ TÜKETEN TESĠSLER KENDĠ TÜKETĠMĠ ĠÇĠN ÜRETENLER KAPASĠTE 1000 TON CAO/YIL 1 SODA SANAYİ ERDEMİR ÇELİK KARDEMİR ÇELİK İSDEMİR ÇELİK ŞEKER KAĞIT 75 TOPLAM BU GRUBUN KURULU KAPASĠTESĠ: TON CAO/YIL OLARAK TAHMĠN EDĠLMEKTEDĠR.

26 FARKLI KALSĠNASYON ORTAMLARININ KĠREÇ ÜRETĠMĠ ÜZERĠNDEKĠ ETKĠLERĠNĠN ARAġTIRILMASI Investigating Effects of Different Calcination Kilns on Lime Production Yapılan çalıģma ile kalsinasyon ortamları ve bu ortamlarda üretilen kireçlerin özellikleri arasındaki iliģki incelenmiģtir. ÇalıĢma iki aģamada gerçekleģtirilmiģtir. Birinci aģamada, geleneksel Eberhart fırınlarına hammadde temin edilen Ceyhan kireçtaģlarının ve çift Ģaftlı Maerz Fırınlarına hammadde temin edilen Karaisalı kireçtaģlarının kimyasal, mekanik, termal özellikleri belirlenmiģ ve bulunan değerler SEM incelemeleri ile desteklenmiģtir. Ġkinci aģamada ise, her iki tip kireç fırınında üretilen kireçlerin özellikleri (özgül yüzey alanı, toplam CaO, KK, T60) belirlenmiģ ve örnekler SEM ile de analiz edilmiģtir. Ayrıca her iki yöre kireçtaģlarından alınan örnekler geleneksel Eberhart fırınında piģirilmiģ ve oluģan kireçlerin özellikleri belirlenerek fırın tipinin kalsinasyon üzerindeki etkisi vurgulanmıģtır.

27 GĠRĠġ; Kireç antik çağlardan beri bilinen ve çok yönlü kullanımı olan bir maddedir. Kireç üretiminin hammaddesi kireçtaģıdır. KireçtaĢları yüksek kalsiyum içeren kireçtaģı ve dolomitik kireçtaģı olmak üzere kabaca iki sınıfa ayrılabilmektedir. Yüksek kalsiyumlu kireçtaģları %97-99 CaCO3 içermektedir. Dolomitik kireçtaģlarında MgCO3 oranı %43 e kadar yükselebilmektedir. OluĢtuğu yere, içerdiği safsızlıkların cinsi ve miktarına, kullanım alanlarına göre 40 kadar kireçtaģı cinsi bulunmaktadır.

28 Kirecin kullanımı, çok eski zamanlardan beri öncelikli olarak inģaat sektöründe; ardından ise kimya sektöründe (dezenfektan olarak) olmuģtur.20. yüzyılın baģında hızla geliģen kimya ve demir çelik endüstrisi ile çok büyük miktarlarda kireç kullanılmaya baģlanmıģtır. Kirecin endüstri, tarım ve çevre sektörlerindeki gün geçtikçe artan kullanımı, kireç üretim yerlerinin yaygınlığının, kullanım yerlerine yakınlığının, üretim teknolojisinin geliģtirilmesinin ve bu sayede fiyatının diğer rakip kimyasallara oranla oldukça ucuz olmasının bir sonucudur. Bu nedenle, üretim yöntemlerinde modernleģme ve Pazar payı kapma yarıģları hızlanmıģtır

29 Kireç, kireçtaģının fırınlarda C civarındaki sıcaklıklarda kalsine edilmesi ile elde edilmektedir. CaCO3 + ISI CaO + CO2 (1) Reaksiyon ürünü kalsiyum oksit veya diğer ismi ile sönmemiģ kireç (CaO) bu haliyle kullanıldığı gibi, suyla reaksiyona girmiģ sönmüģ toz kireç (Ca(OH)2) Ģeklindeki kullanımı da oldukça yaygındır. CaO + H2O Ca(OH)2 + ISI (2) KireçtaĢının fırınlarda yakılması ile elde edilen sönmemiģ kirecin ekonomik ve aynı zamanda iyi kalitede üretilebilmesi için proses girdileri olan kireçtaģı, yakıt ve refrakter malzemesinin uygun olarak seçilmesi gerekmektedir. Kireç üretimi eski tip fırınlar, bilgisayar kontrollü modern dikey ve yatay fırınlarda gerçekleģtirilmektedir. Ülkemizde kireç üretimi bilgisayar kontrolsüz geleneksel Eberhart fırınları (ġekil 1), bilgisayar kontrollü tek Ģaftlı dik fırınlar (ġekil 2) ve çift Ģaftlı Maerz fırınları (ġekil 3) ile gerçekleģtirilmektedir.

30 Şekil 1. Eski tip sürekli karışık beslemeli fırın kesiti (şekildeki birimler mm dir)

31 Dikey Ģaftlı ve Eberhart tipi kireç fırınlarında daha çok 4-20 cm boyutundaki kireçtaģı fırın taģı olarak alınmak sureti ile tasnif edilmekte; fırında meydana gelebilecek tıkanıklıklar minimuma indirilmekte ve kireçtaģının homojen kalsinasyonu sağlanmaktadır. Ancak yatay (rotary) fırınlarda daha küçük boyutlu kireçtaģları (-4 cm) da kalsine edilebilmektedir. Kireç üretiminde Avrupa da ve ülkemizde genellikle çok değiģik tiplerde dik fırınlar kullanılmaktadır. Kireç, ön ısıtma, kalsinasyon ve kireç soğutma bölümleri olan dairesel, elips, dikdörtgen ve halka kesitli, m yüksekliği olan fırınlarda gaz, sıvı ve katı yakıtlar kullanılarak üretilebilmektedir. (Wingate, 1985; Oates, 1998; ZKG 2000; Kılıç ve Anıl, 2003). Dik fırın tiplerinin çoğunda sıcak gazlar ve kireçtaģının akıģ yönleri terstir (ters akımlı fırın).bu fırınlardaki enerji tüketimi kcal/kg

32 Kireç üretiminde kullanılan modern döner fırınlar maksimum 5 m çapında m uzunluğunda kireç civarındadır. Dik fırınlara beslenen kireçtaşı boyutu 250 mm ye kadar olan büyüklüklerde olabilmektedir. Dik fırınların kapasiteleri t/gün civarındadır. Kapasitesi günlük ton arasında değişen paralel akışlı Maerz fırını, ısı verimi açısından kireç fırın tarihinin en yüksek ve en istikrarlı fırın tipidir. En önemli özelliği çekirdek oranı düşük ve yumuşak pişmiş kireç üretebilmesidir.

33 Maerz fırınlarının ısı verimi çok iyi olup yakıt tüketimi kcal/kg kireç mertebesindedir. Atılan gaz sıcaklığının normal şartlarda 120 ºc civarında olması ısı veriminin ne kadar yüksek olduğunu göstermektedir. Bu fırınlara diğer dik fırınlara beslenen taş ebadından daha küçük ebatta taşlar beslenebilmektedir. Maerz fırınları, t/gün kireç üretimi yapabilecek kapasiteye sahiptir. Döner fırınlarda gaz, sıvı ve katıyakıtlar kullanılabilmektedir. Döner fırınlara beslenen taş boyutu genellikle mm dir.abd de hemen hemen bütün kireç fırınları döner fırınlardır. Döner fırınların yakıt tüketimi kcal/kg ile oldukça yüksektir ve toztutma sistemleri büyük ve masraflıdır. Dönerfırınların kapasitesi t/gün civarındadır.

34 2. MALZEME VE YÖNTEM Yapılan çalışma ile Çukurova bölgesinde kurulu bulunan ve kireç üretimi gerçekleştirilen geleneksel Eberhart ve çift şaftlı Maerz fırınları incelenerek bu fırınlarda üretilen kireçlerin özellikleri belirlenmiştir. Yapılan çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada, geleneksel Eberhart fırınlarına hammadde temin edilen Ceyhan kireçtaşlarının ve çift şaftlı Maerz fırınlarına hammadde temin edilen Karaisalı kireçtaşlarının kimyasal, mekanik, termal özellikleri belirlenmiş ve SEM ile de analiz edilmiştir. İkinci aşamada ise, Ceyhan Kireçtaşları nın geleneksel Eberhart fırınlarında pişirilmesi ile oluşan kireçlerden ve Karaisalı Kireçtaşları nın çift şaftlı Maerz Fırınlarında pişirilmesi ile oluşan kireçlerden örnekler alınmışve oluşan kireçlerin özellikleri (özgül yüzey alanı, toplam CaO, KK, T60) belirlenmiştir ve SEM ile deanaliz edilmiştir. Ayrıca her iki yöre kireçtaşları geleneksel Eberhart fırınında pişirilmiş ve oluşan kireçlerin özellikleri incelenmiştir.

35 2.1. Kimyasal Analiz Kireçtaşı örneklerinin kimyasal analizleri XRF (Siemens SRS 300 X-ray Fluoresans Spectrometer) kullanılarak gerçekleştirilmiştir Diferansiyel Termal Analiz (DTA) Diferansiyel termal analiz tekniği, numune ve referans madde arasındaki sıcaklık farkını uygulanan sıcaklığın fonksiyonu olarak incelemektedir. Genellikle sıcaklık programı uygulanırken numunenin sıcaklığı Ts zamanla doğrusal olarak artacak şekilde, numune ve referans maddesi ısıtılmaktadır. Numune ve referans madde sıcaklığı (Tr) arasındaki fark ΔT= Tr-Ts izlenerek grafikleme işlemi yapılmaktadır (Skoog vd, 1998). DTA-TG Analizleri, 10 C/dk ısıtma hızı ile 1400 C maksimum sıcaklığa çıkılarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde fırın atmosferi olarak argon gazı, referans olarak alümina ve kireçtaşı örneği olarak da -0,5 mm boyutunda 100 mg dan az örnekler kullanılmıştır. AnalizlerSetaram DTA-TG cihazı ile yapılmıştır.

36 2.3. Özgül Yüzey Alanı Ölçümü -198 ºC deki sıvı azot ortamında azot (N2) gazı adsorpsiyonu tekniğine dayalı olarak bilgisayar donanımlı cihaz ile katıların m2/g olarak yüzey alanları ölçülebilmektedir. Bu yöntemle özellikle katı maddelerin kendi aralarındaki kristal yapı farklılıklarının ve aynı bir maddenin farklı sıcaklıklarda ısıl işlem görmesi veya asit vb. kimyasallarla muamelesi sonucunda mikro yapılarında meydana gelen değişikliklerin incelenmesi sağlanmaktadır. Minimum 0.01 m2/g değerine kadar ölçüm yapabilmektedir. Özgül Yüzey Alanı Ölçümü BET ile MicromeriticsFlow Sorb II-2300 cihazı kullanılarak gerçekleştirilmiştir Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) Taramalı elektron mikroskopta, katı numune yüzeyi yüksek enerjili bir elektron demeti ile taranmaktadır. Bu teknikte yüzeyden çeşitli sinyaller oluşturulmaktadır. Bunlar geri saçılmış elektronlar, ikincil elektronlar, Auger elektronları, X-ışını floresans fotonları ve değişik enerjili diğer fotonlardır. Bütün bu sinyaller yüzey çalışmalarında kullanılmış olmakla birlikte bunların içinde en yaygın olan iki tanesi taramalı elektron mikroskopisinin temelini oluşturan geri saçılmış ve ikincil elektronlar ve elektron mikroprob analizde kullanılan X-ışınıemisyonudur.

37 (Skoog vd, 1998).SEM analizleri için örnekler Edwards/Sputter Coater S150B altın kaplama cihazı ile yaklaşık (300 Å) kalınlığında altınla kaplanmıştır. Numuneler altınla kaplandıktan sonra JEOL 840AJXA ve buna bağlı Görüntü Analiz Sistemi (IXRF) ile incelenip fotoğraflanmıştır Kızdırma Kaybı Sönmemiş kirecin içinde pişmesi gerekirkenpişmeden kalan kireçtaşı (CaCO3) Yüzdesini kütlece belirlemek amacıyla yapılan bir testtir. Ayrıca bileşiminde CaCO3 bulunan her türlü bileşikteki ağırlıkça %CaO miktarına bağlı olarak ana bileşenin miktarı da bu yöntemle saptanmıştır.deney TS 32 (1999) ye göre yapılmakta ve analiz sonuçları ise Eşitlik 3 e göre hesaplanmaktadır.

38 2.6. Sönmemiş Topak Kireçte Sönme Reaktivitesi (Hidratasyon Isısı) Tayini Bu deney, yaklaşık 150 g ağırlığında 0,3 mm boyutunda sönmemiş kirecin (CaO), suyla girdiği reaksiyon hızını tayin etmek amacı ile tepkime ısısının en yüksek noktaya erişmesine kadar olan sürede belirli aralıklarla ölçülmesi esasına dayanmaktadır. Deneylerde kullanılan izolasyonlu Dewar kabı iç sıcaklığının deney başlangıcından 60 C ye çıkmasına kadar geçen süre sönme reaktivitesi (T60) değerini vermektedir. Deney TS 32 (1999) da belirtilen şartlara göre yapılmaktadır. 3. DENEY SONUÇLARI VE DEĞERLENDİRME 3.1. Hammadde Özelliklerinin Belirlenmesi Ceyhan ve Karaisalı yöresi kireçtaşlarından fırınlarda kireç üretiminde kullanılabilir özellikte olanlarından örnekler alınmış ve yapılan kimyasal analizler sonucunda örneklerin CaCO3 oranının % 98,6 dan büyük olduğu, safsızlık (SiO2, Fe2O3, Al2O3) oranlarının ise oldukça düşük olduğu görülmüştür. Yapılan DTA-TG analizlerinden elde edilen eğrilere göre Ceyhan kireçtaşları için 10 ºC/dk lık sıcaklık artışında CaO ya dönüşümün 691 ºC de başladığı 961 ºC de tamamlandığı; Karaisalı kireçtaşları için ise 10 ºC/dk lık sıcaklık artışında CaO ya dönüşümün 682 ºC de başladığı ve 969 ºC de tamamlandığı tespit edilmiştir.

39 3.2. Fırınlarda Yapılan Kalsinasyon Çalışmaları Çukurova bölgesinde kireç üretimi gelenekseleberhart fırınları ve çift şaftlı Maerz fırını ile yapılmaktadır ve bu çalışma kapsamında bu fırınların kireç üretim koşulları ve fırınların yanma şartları incelenmiştir (Çizelge 2). Geleneksel Eberhart fırınlarına cm boyutunda beslenen kireçtaşı 7 gün sonra kireç olarak alınmaktadır. 1 periyot için yakıt/kireçtaşı oranı 1/11 olacak şekilde fırınlara katı yakıt (petrokok) ve kireçtaşı beslemesi yapılmaktadır. Maerz fırınına kireçtaşı 3-7 cm boyutunda beslenmekte ve fırından 12 saat sonra kireç olarak alınmaktadır. 1 periyot için yakıt/kireçtaşı oranı 1/19 olacak şekilde fırınlara toz petrokok ve kireçtaşı beslemesi yapılmaktadır. Fırın ortam şartları ve fırına beslenen yakıt, bilgisayar desteği ile kontrol edildiği için üretilen kireç yumuşak pişmiş reaktif kireç tipindedir. Bu tip fırınlarda fırın içi sıcaklıkları homojen olarak dağıldığı için az pişmiş ve sert pişmiş kireçler üretilmemektedir.

40 Geleneksel Eberhart ve Maerzfırınlarında üretilen kireçlerden kirecin kalitesinin belirlenmesi amacıyla fırına beslenen kireçtaşının çıkacağı periyot süreleri sonunda (Geleneksel Eberhart 7 gün, Maerz 18 saat) kireç örnekleri alınmış, analizlere tabi tutulmuş ve kireçlerin özgül yüzey alanı, KK, toplam CaO ve T60 değerleri belirlenmiştir (Çizelge 3-4). Yapılan analizler, kireçlerin SEM ile incelenerek görselleştirilmesi ile de desteklenmiştir. Ayrıca işlem görmemiş ham kireçtaşları da SEMincelemesine tabi tutulmuştur (Şekil 4-5).

41

42

43 Çizelge 3 incelendiğinde, Ceyhan kireçtaşlarının geleneksel Eberhart fırınında pişirilmesi ile elde edilen kireçlerinin tek bir kalitede olmadığı, az, yumuşak ve sert pişmiş kireç özelliklerine sahip olduğu anlaşılmaktadır. Kireçlerin bu şekilde değişik kalitelere sahip olması fırın iç sıcaklığının homojen olarak dağılmamasından kaynaklanmaktadır. Üretilen kireçlere ait spesifik yüzey alanı değerleri incelendiğinde ise en iyi değerin (2,81±0,01 m2/g) fırın ortam sıcaklığı 1000 C de pişmiş yumuşak kirece ait olduğu tespit edilmiştir. Buradan az pişmiş kireçlerin fırın ortam sıcaklığı <1000 C de piştiği, sert pişmiş kireçlerin ise fırın ortam sıcaklığı >1000 C de piştiği anlaşılmaktadır. Az pişmiş özellikte olan kireçlerin toplam CaO değerinin %78,39, kızdırma kaybı (CaO ya dönüşmeden kalan CaCO3 miktarı) değerinin %17,52 ve T60 değerinin 6 dk olduğu görülmektedir. İyi kalitedeki kireçlerin (yumuşak pişmiş) T60 değeri, 3-5 dakika olması gerekirken az pişmiş kirecin sönme esnasında 60 C sıcaklık değerine ulaşamamasından dolayı 55 C sıcaklık değerine ulaşma anı T60 değeri olarak verilmiştir. Yumuşak pişmiş özellikte olan kireçlerin toplam CaO değerinin %93,60, kızdırma kaybı değerinin %1,85 ve T60 değerinin 3 dk; sert pişmiş özellikte olan kireçlerin toplam CaO değerinin %91,97 kızdırma kaybı değerinin %1,76 ve T60 değerinin ise 13,45 dk olduğu görülmektedir.

44 Az, yumuşak ve sert pişmiş kireçler SEM ile incelendiğinde; az pişmiş kireçlerde (Şekil 4.b) gözeneklerin (mısır patlağı şekli) çok az açıldığı buna bağlı olarak da reaktivitesinin düşük olacağı, yumuşak pişmiş kireçlerde (Şekil 4.c) porozitenin maksimum olduğu (reaktivitesinin yüksek olacağı) ve sert pişmiş kireçlerde (Şekil 4.c) açılan gözeneklerin tekrar kapanmaya başlamasından dolayı reaktivitesinin düşük olacağı verisi elde edilmiştir. SEM le yapılan incelemeler, Çizelge 4 de verilen kireçlere ait spesifik yüzey alanı, toplam CaO, KK, T60 analiz sonuçlarını destekler niteliktedir. Çizelge 4 incelendiğinde, Karaisalı kireçtaşlarının Maerz fırınında pişirilmesi ile elde edilen kireçlerinin homojen özelliğe yakın kalitede olduğu ve yumuşak pişmiş kireç tipinde oldukları anlaşılmıştır. Üretilen kireçler arasından seçilen çok az miktardaki az pişmiş olarak nitelendirilen kirece ait, toplam CaO, kızdırma kaybı ve T60 analizleri yapılamamıştır. Ancak, Çizelge 4 de verilen özgül yüzey alanı değerleri ve Şekil 5 de verilen SEM incelemeleri sonucunda elde edilen fotoğraflar, az pişmiş (Şekil 5.b) ve sert pişmiş (Şekil 5.d) olarak nitelendirilen kireçlerin de yumuşak pişmiş (Şekil 5.c) kireç tipine yakın özellikte olduğunu kanıtlamaktadır.

45 3.3. Geleneksel Eberhart Fırınında Yapılan Kireç Üretim Çalışmaları Ceyhan ve Karaisalı kireçtaşlarından alınan yaklaşık 20x25 cm büyüklüğündeki örnekler geleneksel Eberhart fırınında yanma bölgesi (cehennem bölgesi) olarak isimlendirilen pişme bölgesinde 6 saat süre kalacak şekilde pişirilmiş; pişirme işlemi sonunda elde edilen kireçlerin özelliklerini belirlemek amacıyla analizler yapılmıştır. Her iki bölgeden alınan örnekler, fırınlarda kireç üretimi yapılan kireçtaşlarıyla aynı bileşime ve özelliklere sahiptir. Her iki yöreye ait kireçtaşlarının pişirilmesi ile elde edilmiş kireç örneklerinin bileşimleri Çizelge 5 de özgül yüzeyleri ise Çizelge 6 da verilmiştir. Çizelge 5. Geleneksel Eberhart Fırınında Pişirilen Karaisalı ve Ceyhan Kireçtaşlarından Elde Edilen Kireç Örneklerinin Özellikleri.

46 Karaisalı kireçtaşlarını kirece dönüştürmek için gerekli olan ısı enerjisi, Ceyhan kireç taşlarına göre daha az olduğundan (Kılıç, 2005) Çizelge 5 incelendiğinde, aynı sıcaklık değerlerinde Karaisalı kireçtaşlarından elde edilen kireçte Ceyhan kireçtaşlarından elde edilen kirece göre gözeneklerde büzülme biraz daha fazla olmasından dolayı reaktiflikte (T60) bir azalma gözlenmektedir. Kirecin reaktivitesini belirleyen özgül yüzey alanı değerleri incelendiğinde fırın ortam sıcaklığının 1000 C den fazla olduğu anlaşılmaktadır. Elde edilen kireçler sert pişmiş kireç tipine girmektedir.

47 4. SONUÇLAR Kimyasal analiz sonuçlarına göre her iki yatak için kireçtaşlarının CaCO3 oranının %98.6 dan büyük olması, safsızlık (SiO2, Fe2O3, Al2O3) oranlarının oldukça düşük olması; özellikle Fe2O3 oranının çok düşük olması, bu kireçtaşlarından elde edilecek kireçlerin kalitesini ve beyazlığını olumlu yönde etkileyeceği söylenebilir. Ceyhan yöresi kireçtaşları ve Karaisalı yöresi kireçtaşlarından alınan örnekler ve farklı sıcaklık değerlerinde pişirilmiş kireç örnekleri üzerinde kirecin reaktifliğini yakından ilgilendiren gözeneklilik ve yüzey alanı ölçümleri yapılmış ve en iyi, en reaktif sonuçların 1000 C de pişirilen kireç örneklerinden elde edildiği belirlenmiştir. Buna göre fırın ortamı sıcaklığı 1000 C den düşük veya fazla olmamalıdır C den düşük olduğu durumlarda CaCO3 ün CaO ya tam dönüşümü gerçekleşmeyecek, taş kısımlar kalacak; 1000 C nin üzerindeki sıcaklık değerlerinde ise 1000 C de açılan gözenekler tekrar kapanacak, kirecin reaktivitesi düşecek ve kireç büzülmeye başlayacaktır.

48 Termal analizlerden (DTA-TG Analizleri) elde edilen eğrilere göre Ceyhan kireçtaşları için 10 ºC/dk lık bir sıcaklık artırılışında CaO ya dönüşüm 691 ºC de başlamakta 961 ºC de ise tamamlanmakta; Karaisalı kireçtaşları için 10 ºC/dk lık bir sıcaklık artırılışında CaO ya dönüşüm 682 ºC de başlamakta 969 ºC de ise tamamlanmaktadır. DTA-TG analizleri de fırın ortam sıcaklığının 1000 C yi geçmemesi gerektiği bilgisini desteklemektedir. Mineralojik yapısı nedeni ile Karaisalı yöresi kireçtaşlarının Ceyhan yöresi kireçtaşlarına göre CaO ya dönüşümü esnasında daha az enerji tüketimi gerektirdiği yapılan aktivasyon enerjisi hesaplamaları ile de belirlenmiştir (Kılıç, 2005). Geleneksel Eberhart fırınlarında üretilen kireçler üzerinde yapılan analizlerden de anlaşılacağı üzere; üretilen kireç, fırından çıkana kadar kireç, yanma ortamı ve kullanılan yakıtla ilgili herhangi bir bilgiye sahip olunamamaktadır. Geleneksel Eberhart fırınlarında kireçtaşının kireç olana kadarki fırında kalma süresi, fırın içi ortam şartlarına (fırın içi sıcaklığı, ortamdaki CO2 kısmi basıncı, yanma havasındaki O2 miktarı) göre bilgisayar kontrolüyle değil, deneme yanılma yöntemiyle belirlenmektedir. Bu nedenle üretilen kireçler bazen fırında çok kalarak sert pişmiş kireç tipinde olabilmektedir.

49 Üretilen kireç kalitesinde istenilen özellikte kireç üretimi sürekli olarak sağlanamamaktadır. Uygulamada dikey fırınlarda kızdırma kaybı % 1-1,5 dan daha düşük kireç üretmek çok zordur ve hatta olanaksızdır. Bu derece de reaktif kirecin dikey fırınlarda (geleneksel Eberhart fırın) üretimi şüphesiz zordur. Mearz tipi paralel akımlı fırınlar ile döner fırınlarda bu tip yumuşak pişmiş, yüksek reaktivite gösteren kireç elde etmek mümkündür. Üretilen kireç kalitesinde süreklilik ancak, Maerz fırını gibi modern, bilgisayar kontrollü fırınlarla sağlanabilmektedir.

50 ATIK SULARIN ARITILMASI ATIKSU ARITIMI ; Evsel ve Endüstriyel kullanımlar sonucu oluģan atık suların deģarj edildikleri alıcı ortamı kirletmemeleri için uygulanan prosesleri kapsar. Organik atıkların yoğun olduğu evsel Atık suların arıtılmasında Fiziksel/Biyolojik arıtma sistemi kullanılmasına mukabil Sanayide, atık suyun karakterin bağlı olarak Fiziksel / Kimyasal veya Fiziksel /Biyolojik veya Kombine sistemler kullanılır.

51 ATIK SULARIN ARITILMASI BĠYOLOJĠK ARITMA: Bakteri ve mikroorganizmaların özellikle organik kirleticileri yiyerek bünyeden uzaklaģtırılabilir çevreye zararsız yeni organizmalara (atık çamur ) ve gazlara (Biyogaz :Metan) dönüģtürmeleri prensibine dayanır. Prosesde oksijen kullanırsa AEORBĠK, Kullanılmazsa ANAEROBĠK SĠSTEM diye adlandırılır. Her iki sistemde de KĠREÇ, bakterilerin yaģayabilmesi için gerekli ortamın Ph ayarlamasında ve atık çamur ıslahında kullanır.

52 Kirecin yoğun olarak kullanıldığı Fiziksel / Kimyasal arıtma sistemi ise, atık suya ilave edilen Koagulant veya YumaklaĢtırıcılarla ( Örneğin Kireç ) KĠRLETĠCĠLERĠN KĠMYASAL YAPISINI DEĞĠġTĠRĠP ÇÖKTÜRME Prensibine dayanır. Bu nedenle de Biyolojik arıtmaya göre daha çok çamur çıkar ve ÇAMUR ISLAH ĠġLEMĠ önem kazanır.

53 KĠMYASAL ARITMA ĠġLEMĠNDE KĠRECĠN KULLANILDIĞI BAġLICA PROSESLER ġunlardir; Fosfat çöktürme (Defosfatizasyon ) Nitrat giderme ( Denitrifikasyon ) Atık sulardaki Asit anyonlarını(örneğin) SO4;Cl gibi) kalsiyum bileģiği olarak çöktürme (Örnek:CaSO4,CaCl2 v. b.) Atık sulardaki ağır metal katyonlarını (örneğin Pb,Zn,Sn gibi) hidroksit olarak çöktürme (Örnek:Pb(OH)3,Zn(OH)2,Sn(OH)4 gibi.

54 Arsenik, Baryum ve Silikatların çöktürülmesi. Nötralizasyon ve PH dengeleme. Su yumuģatılması Kirlilik göstergeleri olan Biyolojik ve Kimyasal oksijen ihtiyaçlarının (BOĠ ve KOĠ ) azaltılması ve berraklaģma. Sterilizasyon ve koku giderimi. Atık çamur ıslah prosesleri (Ģartlandırma ve Stabilizasyon ) (Atık çamurun susuzlaģtırma prosesi sırasında çıkan süzüntü suyu,ya arıtma prosesine geri döndürülür ya da kireçle Ph değeri dengelendikten sonra alıcı ortama deģarj edilir.)

55 KĠREÇ in KATI ORTAMLARIN REHABĠLĠTASYONUNDA KULLANIMI Evsel ve Endüstriyel katı atıkların depolanmasında ortaya şu problemler çıkar; Atığın organik kısımlarında bakteriler üreyebilir. Stabil olmayan çöp, su ve toksidik maddeler ihtiva eder. Çöpün bazı kısımları asidik yapıda olabilir. Koku problemi vardır. Sızıntı tehlikesi mevcuttur.

56 Çöpün uygun ekipmanlarla, öğütülmüģ sönmemiģ kireçle karıģtırılması veya kireç sütüyle enjeksiyonu bu problemlerin bertarafında önemli ölçüde rol oynar. ġöyle ki; Kireç; Ph değerini yükselterek katı çöp içinde bazik bir ortam yaratır ve böylece hem bakterilerin üremesine engel teģkil eder, hemde çöpü nötralize ederek asidik karakterini alır. Kireç; Çöpün suyuyla reaksiyona girerek onun susuzlaģtırılmasını, dolayısıyla stabilizasyonunu ve katılaģmasını temin eder. Bunun sonucu olaak ise katı çöplerin su sızdırma oranı azaldığı gibi çöpün baģka bir yere nakli kolaylaģır.

57 Kireç; Çöpdeki kurģun ve çinko gibi ağır metal iyonlarının neden olduğu toksidik maddelerle tepkimeye girerek onları zararsız çökeltilere dönüģtürür. Kireç; Kötü kokuya neden olan Metan ve H2 S gibi gazlarla reaksiyona girerek kokuyu giderir.

58 ANADOLU KĠREÇ ÜRETĠCĠLERĠ DERNEĞĠ ÜYEMĠZ SANAYĠCĠLERĠNĠN HEDEF AB ÜYELİĞİ

59 KİREÇ SEKTÖRÜNÜN TANITIMI 2. BÖLÜM: UYUM SÜRECİ GAZİANTEP (2010)

60 ANADOLU KĠREÇ ÜRETĠCĠLERĠ DERNEĞĠ Anadolu Kireç Üreticileri ve sanayici iģ adamlarının birlik ve beraberlikleri ile kireç fırınlarını modernize etmek üzere TÜBĠTAK, Üniversiteler ile Çevre Orman Bakanlığı ile görüģerek bilimsel bir proje geliģtirilmiģtir.bu proje yukarıda belirtilen kurumların görüģ ve önerileri doğrultusunda onaylanarak uygulamaya geçilmiģtir. Çevre ve Orman Bakanlığı ( Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü ) nın emirleri doğrultusunda emisyon ölçümlerinin TÜBĠTAK tarafından yapılması önerilmiģ gerekli müracaatlar TÜBĠTAK a yapılarak randevu alınmıģtır.

61 AKÜD Sanayici İş adamları TÜBİTAK tan almış oldukları randevu zaman dilimi dahilinde fırınlarında gerekli ölçümleri yaptırarak sonuçlar TÜBİTAK tarafından Çevre Orman Bakanlığına (Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü) gönderilerek Bakanlık ca ölçümler uygun görülmüş ve fırınların emisyon ölçümleri yine bakanlığın yeterlik belgesi verdiği firmalara hazırlatılarak A Grubu Emisyon Raporları Bakanlığa, B Grubu Emisyon Raporları ilgili ilin Valiliğine ( Çevre ve Orman İl Müdürlüğüne ) sunulmuştur.

62 A.K.Ü.D A - GRUBU EMĠSYON ĠZĠN BELGESĠ ALAN KĠREÇ ÜRETĠCĠLERĠMĠZ 1. DEMİRELLER KİREÇ ( Bursa ili ) A GRUBU 2. NUR KİREÇ ( Adana ili ) A GRUBU 3. BAYKAL KİREÇ ( Osmaniye ili ) A GRUBU 4. AKAY KİREÇ ( Adana ili ) A GRUBU 5. ÇUKUROVA KİREÇ ( Adana ili ) A GRUBU 6. DİRMİL KİREÇ ( Antalya ili ) A GRUBU

63 A.K.Ü.D B - GRUBU EMĠSYON ĠZĠN BELGESĠ ALAN KĠREÇ ÜRETĠCĠLERĠMĠZ 1. AKKĠSAN KĠREÇ ( Samsun ili ) B GRUBU 2. MERCANOĞLU KĠREÇ ( G.Antep ili ) B GRUBU 3. TEKĠNLER KĠREÇ ( Burdur ili ) B GRUBU 4. ÖZDĠRMĠL KĠREÇ ( Burdur ili ) B GRUBU 5. ĠKSAġ KĠREÇ ( Ġzmir ili ) B GRUBU

64 ANADOLU KĠREÇ ÜRETĠCĠLERĠ DERNEĞĠ Derneğimiz üyeleri ve sanayici iģ adamları fırınlarını modernize ederek emisyon izin belgelerini alma gayretini göstermiģtir. BaĢarıları derneğimiz yönetim kurulunu onure etmiģtir. Yönetim kurulunun almıģ olduğu karar gereği emisyon izin belgesi alan üyelerimiz sanayici iģi adamlarına baģarı plaketlerini takdim etmeyi borç bilmiģ ve plaketlerini törenle vermiģtir.

65 A ve B GRUBU EMĠSYON ĠZĠN BELGELERĠNĠ ALAN KĠREÇ ÜRETEN SANAYĠCĠ Ġġ ADAMLARINA PLAKET TÖRENĠNDE, PLAKETLERĠNĠ SUNMA AġAMASINDAKĠ GÖRÜNTÜLER.

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79