ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma Tesisi ve ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisinde Dioksin/Furan Oluþumunun ve Gideriminin Ýncelenmesi

Transkript

1 Ekoloji 18, 70, (2009) ARAÞTIRMA NOTU ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma Tesisi ve ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisinde Dioksin/Furan Oluþumunun ve Gideriminin Ýncelenmesi Gülten GÜNEÞ*, Ferruh ERTÜRK Yýldýz Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliði Bölümü, 34349, Beþiktaþ, Ýstanbul-TÜRKÝYE *Corresponding author: Özet Bu çalýþmada ÝZAYDAÞ ve ÝSTAÇ yakma tesisleri ele alýnarak, yakma tesislerinde poliklorlu dibenzo-pdioksin (PCDD) ve poliklorlu dibenzofuran (PCDF) oluþumunu etkileyen faktörler açýklanmaya çalýþýlmýþtýr. Her iki tesisin de hem yakma üniteleri hem de baca gazý arýtma üniteleri incelenerek, bu ünitelerin dioksin/furan oluþumunu nasýl etkiledikleri açýklanmýþtýr. Yapýlan incelemeler sonucunda özellikle 2. yanma odasýnda, yanma sýcaklýðýnýn ve gazýn yanma odasýnda kalma süresinin, hem dioksin/furan bileþiklerinin hem de bu bileþiklerin oluþumunu saðlayan önoluþturucu bileþiklerin (klorofenol, klorobenzen, poliklorlubifenil) parçalanmasý için en önemli faktör olduðu belirlenmiþtir. Her iki tesiste de dioksin/furan kontrol ünitesi olarak aktif karbon adsorpsiyon prosesi kullanýlmaktadýr. ÝSTAÇ'ta aktif karbon enjeksiyon yöntemi uygulanmakta olup, aktif karbon pulverize (toz) halde kullanýlmaktadýr. ÝZAYDAÞ'ta ise granüler aktif karbon bulunduran sabit aktif karbon kolonlarý kullanýlmaktadýr. Bu çalýþmada, literatürde açýklanmýþ olan bazý model denklemleri kullanýlarak, her iki tesis içinde optimum adsorbant miktarý belirlenmiþtir. ÝSTAÇ için optimum doz 54,2 mg/m 3 ve yýllýk gereken miktar 5,213 ton/yýl olarak bulunmuþtur. ÝZAYDAÞ'da ise adsorbant enjeksiyon yöntemi için optimum doz 0,01661 mg/m 3 ve yýllýk miktar 6,548 kg/yýl olarak hesaplanmýþtýr. Sabit yatak prosesinde gereken miktar ise formüle dayalý hesaplara 13 kg/yýl olarak belirlenmiþtir. Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, dioksin, dioxin/furan emisyon kontrol ekipmanlarý, furan. Investigation of Dioxin/Furan Formation and Removal in ÝZAYDAÞ Hazardous Waste Incineration Plant and ÝSTAÇ Medical Waste Incineration Plant Abstract In this study, the incineration plants ÝZAYDAÞ (Hazardous Waste Incineration Plant) and ÝSTAÇ (Medical Waste Incineration Plant) were studied to investigate the factors affecting polychlorinated dibenzo-p-dioxin (PCDD) and polychlorinated dibenzofuran (PCDF) formation. The combustion units and the flue gas treatment systems were investigated and their influence on dioxin/furan formation were explained. It was found that especially the combustion temperature and residence time in the second combustion unit (afterburner) were the most significant parameters affecting the formation of both dioxins/furans and their precursers (chlorofenol, chlorobenzene, polichlorinated biphenyls). In both plants, active carbon adsorption units are used. In the ÝSTAÇ plant, active carbon injection is applied, where pulverized active carbon is injected. In the ÝZAYDAÞ plant, active carbon is used as granular form in fixed-bed columns. In this work, the optimum quantity of adsorbent (active carbon) were determined in both plants, using models based on ampiric equations in the literature. For the ÝSTAÇ plant, optimum dozage was found to be 54,2 mg/m 3 and the annual quantity 5,213 ton/year. On the other hand, for the ÝZAYDAÞ plant, optimum dozage was found as 0,01661 mg/m 3 and the annual quantity 6,548 kg/year, and based on fixed-bed process, as 13 kg/year. Keywords: Adsorption, dioxin, dioxin/furan emission control equipment, furan. Güneþ G (2009) ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma Tesisi ve ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisinde Dioksin/Furan Oluþumunun ve Gideriminin Ýncelenmesi. Ekoloji 18, 70, GÝRÝÞ Atmosferi kirleten kirleticiler katý, sývý ve gaz halde olabilmektedirler. Dioksin/furanlar da, genellikle yanma prosesleri sonucunda oluþan, hem gaz hemde partikül halde olabilen, düþük konsantrasyonlarda bile toksik olan kirleticilerdir. Poliklorlu dibenzodioksin (PCDD) ve poliklorlu dibenzofuran (PCDF) C, H, O ve Cl içeren renksiz, kokusuz aromatik bileþiklerdir (Þekil 1). Dioksin ve furanlar, kimyasallarýn geniþ bir grubunu oluþturmakta olup, Geliþ: / Kabul: No: 70,

2 Ekoloji Güneþ Þekil 1. Dioksin/furanýn kimyasal yapýsý. 210 farklý PCDD/F (75 PCDD, 135 PCDF) bileþiðinin 17 tanesi en toksik olanlardýr (Anonymous 1999). Bu bileþiklerin en önemli özellikleri, fotokimyasal ve biyolojik olarak bozulmaya dirençli olup, besin zincirinde yüksek konsantrasyona ulaþmalarý, insan ve hayvanlarýn yað dokularýnda birikerek, uzun yýllar toksik etkilerini sürdürmeleridir. Bu nedenlerden dolayý, bu bileþiklerin oluþumunun önlenmesi, eðer oluþum önlenemiyor ise, bu kirletici maddelerin atmosfere salýnmadan önce uygun teknolojiler kullanýlarak, alýcý ortam ve emisyon standartlarýna uygun olarak mutlaka giderilmesi gerekir. Yakma tesislerinde dioksin/furan'ýn oluþumunu azaltmak için 2 önemli sonuç belirlenmiþtir. Ýlk olarak yanma bölgesinde yanmanýn tamamlanmasý yani tam yanma koþullarýnýn saðlanmasý gerekir. Tam yanmanýn saðlanmasý için, fýrýnýn 1200 C dolayýnda iþletilmesi ve ayarlanan geometri aracýlýðýyla fýrýna hava enjekte edilerek, fýrýn içinde yanma sýrasýnda türbülans saðlanmasý ve atýðýn sýcak bölgede en az 2 saniye kalmasý saðlanýr (Rappe 1996). Gaz hýzlý bir þekilde soðutularak, soðuk bölgeye gönderilmelidir. Böylece poliaromatik karbon zincirlerinden ve ön oluþturucu bileþiklerden, dioksinin yeniden oluþumu sýnýrlanabilir. Etkili yanma koþullarý altýnda, atýkta ki klor içeriði de azaltýlýrsa yakma tesislerinde dioksin oluþum hýzlarý da azaltýlabilir. Bu çalýþmada Türkiye'de bulunan 2 yakma tesisi, ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisi ve ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma ve Enerji Üretim Tesisi için, mevcut yanma prosesleri ve baca gazý kontrol sistemleri incelenmiþ, karþýlaþtýrýlmasý yapýlmýþ ve her iki tesise ait aktif karbon adsorpsiyon prosesleri için optimum adsorbant miktarý hesaplanmýþtýr. Bu çalýþmanýn amacý öncelikle, kurulacak yakma tesisleri için yol gösterici olmaktýr. Yakma tesislerinde, bu bileþiklerin oluþumunun önlenmesi için uygulanmasý gereken iþletim koþullarýný açýklamaktýr. Bunun yanýnda, bu bileþiklerin giderilmesi için hangi prosesin uygulanacaðý ve en önemlisi kullanýlacak adsorban miktarýnýn belirlenmesidir. Literatürde dioksin/furan ile ilgili yeterince çalýþma olmasýna raðmen, özellikle kullanýlmasý gereken adsorban miktarý hakkýnda yeterince açýklama yoktur. Bu çalýþma özellikle bu konuda yol gösterici olmak üzere hazýrlanmýþtýr. MATERYAL VE METOT Bu çalýþmada öncelikle Türkiye'de bulunan 2 yakma tesisi ÝZAYDAÞ (Þekil 3) ve ÝSTAÇ'ýn (Þekil 2) atýk yakma bölümleri, dioksin/furan kontrol üniteleri, bu bileþiklerin oluþumu açýsýndan incelenmiþ, birbirleri ile karþýlaþtýrýlmýþ ve her iki tesis için, literatürde bulunan model denklemleri kullanýlarak optimum adsorban miktarý belirlenmiþtir. ÝSTAÇ, günde yaklaþýk 24 ton týbbi atýk yakma kapasiteli tesis olup, gerekli teknik ekip ve ekipmanla 24 saat çalýþmakta ve atýk imha iþlemini gerçekleþtirmektedir. Özel refrakterli fýrýn içerisinde C arasýnda yakýlmakta olan atýklar, yanma sonucunda hacimsel olarak %95 ve kütlesel olarak %75 azalmaktadýr. Özel týbbi atýk araçlarý ile yakma tesisine gelen atýklar, titreþimli besleme konveyör sistemi içerisine boþaltýlýr. Bu konveyör sistemi, besleme haznesi üzerinde tartým hücreleri üzerine konmuþ bulunan küçük bir konteyneri doldurur. Týbbi atýklarýn fýrýna beslenmesi esnasýnda, hava girmesinin önüne geçilmesi için, besleme haznesi ayný zamanda boþaltma aðzý olarak hizmet eden bir atýk sürme sistemine baðlanýr. Atýk sürme sistemi tarafýndan atýklar, dönerek çalýþan fýrýn içine doldurulur. Fýrýn içerisinde substokiometrik bir ateþleme meydana gelir. Döner fýrýnýn iç yüzeyi refrakter malzeme ile kaplanmýþ olup, atýklarýn fýrýn içinde asgari kalma süresi 1 saattir. Yanma sonrasý ýzgarasý tam yanmayý saðlar. Döner fýrýn içerisinde ve yanma sonrasý ýzgarasýnda istihsal edilen baca gazý, dar bir borudan geçerek 2. yanma odasýna sevk edilir. Boru içerisindeki türbülans gazlarýn iyi karýþmasýný saðlar. Ýkinci yanma odasýnda gazlar, tamamiyle yanmalarý için C'de 1,5 saniye kalmaktadýr. Bu durum gazlarýn tamamiyle yanmasý için bir ön þarttýr. Ýkinci yanma odasýndan sonra tesis, kýzgýn buhar istihsali için, alev borulu tip bir kazan ve besleme suyu sýcaklýðýnýn artýrýlmasý için de bir ekonomizer ile teçhiz edilmiþtir. 68 No: 70, 2009

3 ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma Tesisi ve ÝSTAÇ Týbbi Atýk... Ekoloji 1.Döner Fýrýn, 2. Ýkinci Yanma Odasý, 3. Boyler (Atýk Isý Kazaný), 4. Püskürtme Kulesi, 5. Kireç reaktörü, 6. Torbalý Filtre, 7. Aktif Karbon Ünitesi, 8. Kireç Silosu, 9. Baca. Þekil 2. ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisi akým þemasý. 1. Yakýt depolarý, 2. Özel sývý atýk konteyner istasyonu, 3. Klinik atýklar, 4. Fýçý depolama alaný, 5. Fýçý konveyörü, 6. Bunker, 7. Fýçý asansörü, 8. Besleme aðzý, 9.Tank çiftliði, 10. Filtre istasyonu, 11. Döner fýrýn, 12. Ýkinci yanma odasý, 13. Atýk ýsý kazaný, 14. Elektrostatik filtre, 15. Türbin jeneratör, 16. Ventüri yýkayýcý, 17. Ters akýþlý yýkayýcý, 18. Fiziksel-kimyasal arýtma, 19. Dioksin/furan kontrol ünitesi, 20. Baca gazý analiz odasý, 21. Emme faný, 22. Baca. Þekil 3. ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma Tesisi akým þemasý Kireç Reaktörü Hastane atýklarýnýn yakýlmasý ile oluþan baca gazlarý, fosil yakýt yakýlan tesislerden çýkan baca gazlarýna göre daha düþük SO x ve yüksek miktarda HCl içermektedir. Kuru Ca(OH) 2 enjeksiyonu ile baca gazýnda bulunan asidik gazlar (HCl, HF, SO 2 ) kireç ile reaksiyona girer. Ca(OH) 2, kireç silosundan pnömatik taþýma sistemi ile dozlanmaktadýr. Baca gazlarý yanma odasýndan çýktýktan sonra, su püskürtme kulesinden geçerek, yaklaþýk 140 C'ye soðutulmuþ olarak reaktörün ventürisine gelir. Püskürtme kulesinde baca gazý, dearatörden gelen besleme suyu ile soðutulmaktadýr. Kireç, reaktörün ventürisinden verilir. Aktif karbon ünitesinden saðlanan linyit de kireçle birlikte reaktöre dozlanmaktadýr. Reaksiyon ürünleri ve partiküller, en son torbalý filtre ile gaz akýmýndan ayrýlmaktadýr (Þekil 2). ÝZAYDAÞ (Þekil 3) ta ise tesis kapasitesi ton/yýl olup, sývý ve katý atýklar yakýlmaktadýr. Tesis 2000 yýlýnda 60 ton/gün kapasite ile iþletilirken, 2006 yýlýnda 80 ton/gün olmuþtur. Baca gazý debisi 32000m 3 /saat iken 45000m 3 /saat olmuþtur. Yakma havasý, fanlar aracýlýðýyla bunker kasetlerinin üstünden veya atmosferden saðlanmaktadýr. Fýrýn sýcaklýklarýnýn istenilen düzeyde tutulabilmesi için brülörden aðýr yað ve fuel oil ile beslenmektedir. Döner fýrýn 400ºC'de döndürülmeye, 850 C'de katý atýk beslenmesine, 1200ºC'de sývý atýk beslenmesine baþlanýr. Atýklar, C sýcaklýk aralýðýnda yaklaþýk olarak 2.5 saat fýrýnda kalýr. Döner fýrýndan çýkan gazlar C'deki 2. yanma odasýna geçer ve burada 3 saniyeden fazla süre kalýr. Ýkinci yanma odasýndan gelen C sýcaklýðýndaki atýk gaz ise radyasyon, kýzdýrýcý ve ekonomizer bölümlerinden oluþan atýk ýsý kazanýna (boyler) geçer ve burada yaklaþýk olarak 1000ºC'lik bir ýsý býrakýr. Sýcaklýðý yaklaþýk olarak ºC'ye düþen atýk gaz, % 99 verimli ESF'den geçirilerek etkili partikül ayrýmý saðlanýr ve ESF'den çýkan gaz, %10 konsantrasyonlu kireç südünün kullanýldýðý ventüri yýkayýcýdan geçirilir. Ventüri yýkayýcýda ph= 1-2 aralýðýnda tutularak HF, HCl ve aðýr metaller giderilmektedir. Bundan sonra atýk gaz, nötralizasyon, oksidasyon ve absorbsiyon bölümlerinden oluþan ph=5-6 olan ortamda, ters akýþlý kireç püskürtmeli yýkayýcýdan geçirilmektedir. Burada SO 2 tutulmakta ve fazla oksijen verilerek iyon halinde bulunan sülfit (SO 3-2) yükseltgenerek kalsiyum sülfat (CaSO 4 ) olarak çöktürülmekte ve kalan aðýr metaller de tutulmaktadýr. Ters akýþlý yýkayýcýdan sonra atýk gaz aktif karbon ünitesine geçer. Ünite 5 kolondan oluþan sabit yatak prosesidir. Mart 2000 tarihinde iþletmeye alýnmýþtýr tarihleri arasýnda aktif karbon kolonlarý en sonu tarihinde olmak üzere 3 kez deðiþtirilmiþtir. Aktif karbon ünitesinden sonra, temizlenmiþ olan gaz baca aracýlýðýyla atmosfere verilir. BULGULAR ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisinde oluþan PCDD/F'in Giderilmesi Ýçin Gereken Adsorban (linyit) Enjeksiyon Hýzýnýn ve Gereken Yýllýk Miktarýn Model Denklemlerine Göre Hesaplanmasý. Hesaplamalarda kullanýlan model denklemleri aþaðýda (1) eþitliðinde Schmittmann ve ark. (1996) ve (2) eþitliðinde Everaert ve ark. (2003) gösterilmiþtir. No: 70,

4 Ekoloji Güneþ Gerekli Adsorban Miktarý; (1) C S,T : Adsorbanýn doygunluk kapasitesi (g adsorbant/g adsorban) SS: Adsorbanýn spesifik yüzey alaný (m 2 /g). T: Adsorbanýn enjekte edildiði noktada ki baca gazý sýcaklýðý (ºC). TEQ(Toxic Equvalency): Toksisite eþdeðeri. ngteq ve ng PCDD/F arasýndaki denklik PCDD/F bileþiklerine göre belirlenmektedir ve yaygýn termal prosesler için 1/25, spesifik uygulamalar için (düþük furan/dioksin oraný) 1/40'týr. 1 ng TEQ ng PCDD/F'e karþýlýk gelmektedir (Everaert ve Baeyens 2001a). Gerekli Adsorban Miktarý; Q= Baca gazý debisi (m 3 /saat). C i = PCDD/F konsantrasyonu (ng/m 3 ). W a = PCDD/F'in giderilmesi için gerekli adsorban miktarý (g/saat). Tesis Kapasitesi= 24 ton/gün= 1 ton/saat. Kocaeli Üniversitesi Emisyon Ölçüm Sonuçlarý Raporuna Göre (Ekim 2004) Baca Gazý Debisi: Q=13225 m 3 /saat Kireç Reaktöründe Gazýn Debisi: Q= m 3 /saat. Oluþan PCDD/F Toplam: 2,15 ng/m 3 = 2,15*10-9 g/m 3 'dür. Burada 300 m 2 /g yüzey alanýna sahip aktif linyit adsorban olarak kullanýlarak, kireç reaktörüne dozlanmaktadýr. Doygunluk kapasitesi gazýn, kireç reaktörüne giriþ sýcaklýðýna ve kireç reaktöründeki debiye göre hesaplanmýþtýr(tablo 1). C st = Adsorban için doygunluk deðeri. SS= Adsorbanýn spesifik yüzey alaný (m 2 /g). Pulverize aktif linyit için 300 m 2 /g, T= Kireç reaktöründeki sýcaklýk ( C), T= 140 C Aktif Linyit Ýçin Doygunluk Kapasitesi: 70 (2) W a = 24, 287 g/saat W a = 212,754 kg/yýl Enjeksiyohýzý: (24.287/10980)= 2,212*10-3 g/m 3 = 2,212 mg/m 3 'dür. Tübitak Emisyon Ölçüm Raporu (Aðustos 2004) sonuçlarýna göre: Baca Gazý Debisi: Nm 3 /saat Kireç Reaktöründe Gaz Debisi: Q= Nm 3 /saat PCDD/F konsantrasyonu: 52,686 ng/nm 3 = 52,686*10-9 g/nm 3 'dür. W a = 595 g/saat. W a = 5,213 ton/yýl'dýr. Enjeksiyon hýzý: (595/10980) Enjeksiyon hýzý: 0,0542 g/m 3 = 54,2 mg/m 3 'dür. Emisyon ölçüm sonuçlarýnda belirtilen 2 farklý konsantrasyon deðerinin ortalamasý alýndýðýnda, W a = 309,72 g/saat= 2,713 ton/yýl'dýr. Enjeksiyon hýzý= g/m 3 = 28,2 mg/m 3 dir. ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisin'de, aktif karbon ünitesi iþletime alýndýktan sonra, bir süre 300 mg/m 3 enjeksiyon hýzýnda iþletilmiþtir. Bu, Nm 3 /saat'lik debide, yaklaþýk olarak 29 ton/yýl adsorban (aktif linyit) tüketimine neden olmaktadýr. Þimdi uygulanmakta olan doz 130 mg/m 3 olup, Nm 3 /saat'lik debide yaklaþýk olarak 12,5 ton/yýl adsorban tüketimine neden olmaktadýr. Bu çalýþmada bulunan deðerler, 10980m 3 /saat debi ve 52,686 ng/m 3 konsantrasyon için enjeksiyon hýzý 54,2 mg/m 3 ve adsorban miktarý 5,213 ton/yýl'dýr. ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma ve Enerji Üretim Tesisi için optimum dozun belirlenmesi: Pulverize linyit için optimum dozun hesaplanmasý No: 70, 2009

5 ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma Tesisi ve ÝSTAÇ Týbbi Atýk... Ekoloji W a = 0,7475 g adsorban/saat. W a = 6,548 kg/yýl'dýr. Enjeksiyon hýzý= (0,7475/45000)= 0,01661 mg/ Nm 3 'dür. Pulverize aktif karbon için optimum dozun hesaplanmasý. W a = 0,2493g adsorban/saat. W a = 2,184 kg/yýl'dýr. Sabit yatak prosesinde adsorban granüler halde kullanýlýr. Granül halde adsorbanýn spesifik yüzey alaný, linyit için m 2 /g'dýr. Pulverize aktif karbon için, m 2 /g, pulverize linyit için, m 2 /g (Esser-Schmittmann 1996, Perry ve Green 1985). Sabit yatak prosesinde linyit için optimum dozun hesaplanmasý: W a = 1.5 g/saat= kg/yýl. ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma ve Enerji Üretim Tesisinde aktif karbon ünitesi, 5 kolondan oluþan sabit yatak prosesidir yýllarý arasýnda kolonlar 3 kez deðiþtirilmiþtir. Kullanýlan adsorban miktarý 20 tondur. Yýllýk tüketim 10 ton/yýl'dýr. Bu çalýþmada tesis için hesaplanan adsorban miktarý pulverize linyit için, enjeksiyon yönteminde 6,548 kg/yýl, sabit yatak prosesinde 13,14 kg/yýl'dýr. TARTIÞMA Yakma tesislerinde dioksin/furan ve benzeri halojenli bileþiklerin oluþumu, yakma tesislerinin iþletim koþullarýna baðlýdýr. Oluþumun önlenmesi için döner fýrýn ve 2. yanma odasýnda yeterli sýcaklýk, kalma süresi ve türbülans saðlanarak tam yanma koþullarý saðlanmalýdýr. Böylelikle hem önoluþturucu bileþiklerin oluþumu önlenmiþ olur, hem de atýk içinde olabilecek dioksin/furan ya da önoluþturucu bileþikler giderilmiþ olur. ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisi için 2 farklý tarihte yapýlan dioksin/furan emisyonlarý örneklemesi, analizi ve ölçümü sonucunda, %11 oksijen ve kuru bacagazý bazýnda, dioksin/furan bileþikleri toplam eþdeðer zehirliliði (TEQ) deðerleri, yönetmelikte belirtilen emisyon sýnýr deðerlerinin kat üzerinde bulunmuþtur (Tablo 1 ve 2). ÝSTAÇ'ta her iki ölçüm sonunda bulunan deðerler (2,15 ng/nm 3 ve 52,686 ng/nm 3 ) arasýndaki farkýn fazla olmasý, yakýlacak atýk kompozisyonunun farklý olmasý ile açýklanabilir. Yakma tesisinde baca gazýnda, 0,1 ng/nm 3 olan emisyon sýnýr deðerini saðlamak için, aktif karbon ünitesi, 2006 yýlý içinde iþletime alýnmýþtýr. Aktif karbon ünitesi iþletime alýndýktan sonra, TÜBÝTAK tarafýndan Nisan 2006'da yapýlan ölçümde bulunan deðer, PCDD/F için 0,067 ng/nm 3 'tür (Tablo 2). Þubat 2007 tarihinde alýnan 3 numunede TÜBÝTAK tarafýndan yapýlan analiz sonucunda, ölçülen deðerler 0,1 ng/m 3 'ün biraz üzerinde bulunmuþtur (Tablo 2). Bunun nedeni, tesisin iþletme þartlarýndaki deðiþiklikler olabilir. Debinin artmasý, 2. yanma odasýnda gazýn kalma süresinin azalmasý, gaz sýcaklýðýnda ki deðiþmeler, deðerin 0,1 ng/nm 3 'ün biraz üzerinde çýkmasýnýn nedeni olabilir. ÝZAYDAÞ'daki emisyon ölçüm sonuçlarý ise, aktif karbon reaktörü iþletilmeden Tablo 1. Aktif karbon ünitesi kurulmadan önce DR-MB çevre teknolojileri araþtýrma geliþtirme proje ve analiz anonim þirketi tarafýndan hazýrlanan ölçüm raporu. Tablo 2. ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisinde TÜBÝTAK- MAM tarafýndan yapýlan aktif karbon ünitesi öncesi ve sonrasý baca gazý ölçüm sonuçlarý. No: 70,

6 Ekoloji Güneþ önce de sýnýr deðerlerin altýndadýr. Bunun nedeni iki tesis arasýnda, gerek ikinci yanma odasý dizayn parametreleri gerekse kullanýlan baca gazý kontrol sistemleri arasýnda önemli farklarýn olmasýdýr. ÝSTAÇ'ta 2. yanma odasýnda sýcaklýk C ve gazýn kalma süresi 1,5 saniye'nin altýndadýr. ÝZAYDAÞ'ta ise 2. yanma odasý sýcaklýðý C ve gazýn fýrýnda kalma süresi 3 saniyenin üzerindedir. Dioksin/furanlarýn %99,99 oranýnda giderilmesi (parçalanmasý) için ise, 1200 C'de en az 2 saniye, 1600 C'de 1,5 saniye bekleme süresi gereklidir (Wark ve ark. 1998). Dolayýsýyla buradan þu sonuçlar çýkarýlabilir. ÝZAYDAÞ'ta 2.yanma odasýnda gerek sýcaklýk gerekse gazýn yanma odasýnda kalma süresi, PCDD/F'in, önoluþturucularýn (korofenol, klorobenzen, poliklorlu bifenillerin), poliaromatik zincirlerin ve moleküler karbonun parçalanmasý için yeterlidir. ÝSTAÇ'ta 1200 C'de 1,5 saniyenin altýndaki kalma süresi bunun için yetersizdir. ÝSTAÇ'ta 2. yanma odasýnda 1,5 saniyenin altýndaki kalma süresinin nedeni, 2. yanma odasýnýn yanlýþ dizayn edilmesidir. Bunun yanýnda, ÝZAYDAÞ'ta partikül tutucu olarak kullanýlan elektrostatik filtrede giriþ sýcaklýðý 200 C civarýnda olup, PCDD/F'lerin uçucu küllerin katalitik etkisiyle sonradan oluþumu (de novo) minimum seviyededir. Ventüri-tipi ýslak arýtýcý ve ters akýþlý yýkayýcýda, çözelti olarak kullanýlan %10'luk kireç sütü ile asidik gazlar ve aðýr metallerle birlikte PCDD/F de kýsmen giderilebilir. ÝZAYDAÞ için emisyon ölçüm sonuçlarýnda dikkati çeken bir nokta da, 1998 yýlýnda, yani tesisin iþletime alýndýðý ilk yýllarda ki PCDD/F emisyon deðerlerinin, daha düþük olmasýdýr (Tablo 3). Bunun nedeni, boyler (atýk ýsý kazaný) duvarlarýnda, uçucu külün zamanla birikimi ve bunun sonucu olarak PCDD/F'lerin, uçucu küllerin katalitik etkisiyle oluþumu ihtimalidir. Bir diðer neden de, tesisteki kapasite artýþý olabilir yýlýnda atýk yakma kapasitesi 60 ton/gün'den, 2006 yýlýnda 80 ton/gün'e, baca Tablo 3. ÝZAYDAÞ Klinik ve Tehlikeli Atýk Yakma ve Enerji Üretim Tesisi emisyon ölçüm sonuçlarý. 72 gazý debisi de m 3 /saat'den m 3 /saat'e çýkmýþtýr (ÝZAYDAÞ). Bunun sonucunda, 2. yanma odasýndaki kalma süresi azalmýþ ve önoluþturucularýn oluþma oranlarý ve PCDD/F'lerin sonradan oluþumu ihtimali artmýþtýr. Aktif karbonun doygunluk kapasitesini aþmasý ve adsorplanan dioksin/furanýn tekrar gaz akýmýna desorbe olmasý da düþünülebilir; ancak tesiste aktif karbon kolonlarý, en son tarihinde yenilenmiþ, baca gazý ölçümü de tarihinde yapýlmýþtýr. Dolayýsýyla, bu yolla oluþum ihtimali yoktur denilebilir. SONUÇLAR Yakma tesislerinde dioksin/furan emisyonlarýnýn oluþumu, döner fýrýn ve ikinci yanma odasýnda tam yanma koþullarýnýn (yüksek sýcaklýk, yeterli kalma süresi, türbülans) saðlanmasýna ve soðuk bölgede uygun baca gazý kontrol sistemlerinin iþletilmesine baðlýdýr. Atýðýn yanma bölgesinde yeterli sürede kalmasý için, döner fýrýn ve 2. yanma odasýnýn doðru olarak dizayn edilmesi gerekir. Özellikle modern teknoloji ile iþletilen yakma tesislerinde, sýcak bölgede, bu bileþiklerin oluþumu kontrol edilmekte, oluþabilecek düþük konsantrasyonlarda, ileri baca gazý kontrol sistemlerinin (aktif karbon enjeksiyon sistemi, aktif karbon reaktörü) iþletilmesiyle, baca gazýndan uzaklaþtýrýlmaktadýr. Plastik ve metallerin kaynaðýnda ayrýlmasý, atýklarýn yakma tesisine gelmeden önce geri dönüþüm ünitelerinden geçirilerek metal ve plastiklerin ayrýlmasý (evsel atýk yakma tesisleri için) ile dioksin/furan oluþumu minimize edilebilir. Adsorban enjeksiyon yöntemi, kullanýmýnýn kolay olmasý, giderim veriminin yüksek olmasý ve maliyetinin düþük olmasý nedeniyle diðer yöntemlere göre daha avantajlýdýr. Bu proseste önemli olan optimum adsorban dozunun belirlenmesidir. Aþýrý adsorban kullanýmýnýn giderim verimine etkisi olmadýðý gibi, torbalý filtrede basýnç kaybýnýn artmasýna neden olur. Artan basýnç kaybý, torbalý filtre üzerinde iðne deliði (pin holes) olarak adlandýrýlan deliklerin artmasýna ve partiküllerin filtreden sýzmasýna neden olur. Bu nedenle partikül üzerinde adsorbe olmuþ dioksin/furan bileþiklerinin giderim verimi düþer. Ayný zamanda artan basýnç kaybý ile torbalý filtrelerin temizlenme periyodu sýklaþacaðýndan, filtre malzemesi zarar görür ve enerji tüketimi de artar. Bu çalýþmada ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisi ve ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma Tesisi için optimum No: 70, 2009

7 ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma Tesisi ve ÝSTAÇ Týbbi Atýk... Ekoloji adsorban dozu hesaplanmýþtýr. Daha önce yapýlan uygulamalar da göz önüne alýndýðýnda (Everaert ve ark. 2003) ÝSTAÇ için optimum doz 54,2 mg/m 3 ve yýllýk gereken miktar 5,213 ton/yýl olarak bulunmuþtur. ÝZAYDAÞ'da ise adsorban enjeksiyon yöntemi için optimum doz 0,01661 mg/m 3 ve yýllýk miktar 6,548 kg/yýl'dýr. Sabit yatak prosesi için gereken miktar formüle dayalý hesaplara göre 13 kg/yýl'dýr. Bu çalýþmada, dioksin/furan oluþumunu minimize için önerilen sistemde, aþaðýdaki hususlarýn dikkate alýnmasý önerilmektedir: -Ýkinci yanma odasýnda yeterli süre ve sýcaklýðýn saðlanmasý (1200 C'de en az 2 saniye 1600 C'de 1,5 saniye bekleme süresi) bir ön-þart olarak gereklidir. -PCDD/F'lerin, uçucu küllerin katalitik etkisiyle sonradan oluþumunu (de novo) minimize etmek için, elektrostatik filtre giriþ sýcaklýðý 300 C'ýn altýnda tutulmalýdýr. -PCDD/F'lerin önoluþturucularýn reaksiyonlarý ile sonradan oluþumu sözkonusu ise, yukarýda bahsedilen nedenlerden dolayý, aktif karbon, zeolit veya aktif linyit gibi adsorbanlar, elektrofiltre veya torbalý filtreden önce, (2) eþitliði ile belirlenen optimum dozda kireç, kireçtaþý veya trona gibi alkali maddelerle birlikte enjekte edilmelidir. -Torbalý filtre veya elektrofiltrede adsorbanlarla birlikte tutulan parçacýklarýn, tehikeli atýklar için kullanýlan düzenli depolama sahalarýnda veya yakma tesislerinde bertaraf edilmesi gerekir. TEÞEKKÜR Hazýrlamýþ olduðumuz bu çalýþmada yardýmlarýndan dolayý, ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma ve Enerji Üretim Tesisi sorumlusu Sn. Þerife ERÇEL, ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisi sorumlusu Sn. Hasan ÞAMAT'a teþekkür ederiz. KAYNAKLAR Anonymous (1999) Environment Australia Department of the Environment and Heritage Prepared by Environmental and Safety Services, Canberra. Esser-Schmittmann W, Lenz U, Erken M (1996) Lignite Coke Adsorption as a Means of Waste Gas Incinerator Stack Gas Cleaning. Publication Rheinbraun AG, Köln, Germany. Everaert K, Baeyens J (2001a) Correlation of PCDD/F Emissions With Operating Parameters of Municipal Solid Waste Incinerators (MSWI). Journal of The Air and Waste Management Association 51, 5, Everaert K, Baeyens J (2003) Adsorption of Dioxins And Furans From Flue Gases in an Entrained- Flow or Fixed /Moving Bed Reactor. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 78, Perry RH, Green D (1985) Pery's Chemical Engineer's Handbook. Mc Graw-Hill, New York. Rappe C (1996) Sources and Environmental Concentrations of Dioxins and Related Compounds. Pure & App Chem 68, 9, Wark K, Warner FC, Davis TW (1998) Air Pollution It's Origin and Control. 3 rd ed, Addison and Wesley, California. No: 70,