ENERJ ENST TÜSÜNDE KURULU 450 kw th KAPAS TEL AKI KAN YATAK GAZLA TIRMA/YAKMA STEM VE LK SONUÇLAR Ufuk Kayahan, Serhat Gül, Hayati Olgun, Azmi Yazar, Elif Ça layan, Berrin Bay, Alper Ünlü, Yeliz Çetin, Hakan Karata, Sibel Özdo an, Hüsnü Atakül Soma Havzas Linyit Rezervlerinin Enerjide Kullan Semineri 16-18 Nisan 2009 Soma
Sunu Plan Enerji Dönü üm Sistemleri Gazla rma Gazla S fland lmas TÜB TAK-MAM Ak kan Yatakl Gazla Soma Kömürü Gazla rma lk Sonuçlar F nd k Kabu u Gazla rma lk Sonuçlar
Enerji Dönü üm Sistemleri Is l ve Biyolojik Olarak Yak t Dönü üm Teknolojileri Is l Prosesler Biyolojik Prosesler Fazla hava K smi hava Havas z ortam Ön i lem Yakma Gazla t rma Piroliz Anaerobik Fermantasyon Is, kül Gaz yak t, Kül S v gaz, kat Etanol CH 4
Gazla rma/yakma Yak t Depolama Yak t haz rlama/besleme Parçalama Kurutma Pellet Briket Besleme Gazla rma kincil dönü üm Gaz Temizleme katran Gaz Temizleme Partikül Gazla t r c elektrik Yakma yak tlar kincil dönü üm Yak c elektrik
Gazla rma Gazla rma prosesi karbon içerikli yak tlar n, yanabilir gaz kar na (H 2, CO, CO 2, CH 4, vs) dönü türme lemi olarak tan mlan r. Kömür/biyokütle bir reaktör içerisinde hava, oksijen, buhar, veya bunlar n kar ile yüksek s cakl kta (800 o C ve üstü) reaksiyona girerek proses ürünlerine dönü ür. Proses ürünleri ile de çe itli dönü üm teknikleri ile elektrik, veya s yak tlar ve hidrojen üretilir. Dönü ümün gerçekle ti i reaktöre gazla denir. Üretilen gaz, do al gaz gibi motor ve gaz türbini sistemlerinde kullan larak elektrik enerjisi elde edilir.
Gaz Temizleme Gazla rmaya dayal güç sistemlerinde en önemli proseslerden birisi gaz temizlemedir. Kullan m amac na göre termal ( ) ya da elektriksel uygulamalar, farkl özellikte gaz yak ta ihtiyaç duyarlar. Gazdaki kül miktar n azalt lmas Gazdaki katran miktar n dü ürülmesi Gaz n l de erinin art lmas
Gazla rmada S fland rma Bas nca göre: Atmosferik bas nçl sistem Vakumlu sistem Bas nçl sistem Gazla rma ajan na göre: Hava ile Gazla rma Oksijenle Gazla rma Su buhar ile gazla rma Gazla tipine göre: Sabit yatak gazla sistem Ak kan yatak gazla sistem Sürüklemeli yatakl gazla sistem
Gazla rmada S fland rma Gazla rma Ajan na Göre Hava Su Buhar Oksijen Kalorifik De er MJ/Nm 3 4-6 12-14 10-12 H 2 % 11-16 35-40 23-28 CO % 13-18 25-30 45-55 CO 2 % 12-16 20-25 10-15 CH 4 % 2-6 9-11 <1 N 2 % 45-60 <1 <5 Kaynak: RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA, Gasification, State of the Art, Hermann Hofbauer, Vienna University of Technology.
Sabit Yatak Gazla lar Sabit yatak gazla rma sistemleri TÜB TAK MAM Enerji Enstitüsünde 1 MW e kapasiteye kadar yerli mühendislik ve teknoloji ile tasarlanmaktad r.
Ak kan Yatak Gazla lar Kabarc kl Ak kan Yatak Gazla Dola ml Ak kan Yatak Gazla
Ticari Ak kan Yatak Gazla lar
Ticari Ak kan Yatak Gazla lar Fast Internal CFB Vienna University of Technology
TÜB TAK-MAM Ak kan Yatakl Gazla
TÜB TAK-MAM Ak kan Yatakl Gazla 45cm Çap 6m Yükseklik 3 adet Besleme Noktas 5 S cakl k, 5 Bas nç ölçüm, 5 numune alma noktas
Gazla rma Deney Matrisi 66,8 123,5-0,43 83,3 124-0,35 99,7 121,7-0,28 nd k Kabu u 40,5 88-0,5 75 130 0,2 75 130 0,1 75 130 0 0,4 40,5 54,6-0,3 150 130-0,2 Soma Kömürü Yak t Miktar (kg/sa) Hava Miktar (m 3 /sa) kinci Hava/Birinci Hava Hava Fazlal k Katsay YAKIT
Soma Kömürünün Özellikleri Nem (% Orijinal Temel) 11,7 Elementel Analiz (% Kuru Temel) Karbon 43,7 Hidrojen 4,1 Azot 0,7 Kükürt (toplam) 0,98 Oksijen (farktan) 17,28 sa Analiz (% Kuru Temel) Uçucu Madde 36,4 Sabit Karbon 30,4 Kül 33,2 Alt l de er (MJ/kg) 17,1
Soma Kömürünün Gazla rma Çal malar Farkl Hava Fazlal k Katsay lar nda Ç kan Gaz n Is l De eri 6000 5000 AID (kj/nm 3 ) 4000 3000 2000 1000 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Hava Fazlal k Katsay
Soma Kömürünün Gazla rma Çal malar Farkl Hava Fazlal k Katsay lar nda Ç kan Gaz n Kompozisyonu 18 Gaz Bile enleri (hacimce %) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Hava Fazlal k Katsay CO CO2 CH4 H2 O2
Soma Kömürünün Gazla rma Çal malar Gazla Reaktör çindeki S cakl k Da mlar Reaktör Yüksekli i (m) 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 300 500 700 900 1100 1300 1500 cakl k ( C) 0,2 0,3 0,4 0,5
Soma Kömürünün Gazla rma Çal malar Sisteme kincil Hava Verilmesi Durumunda Ç kan Gaz n Is l De eri ve Gaz Kompozisyonu (Hava Fazlal k Katsay =0,4) AID CO 6000 16 H2 5000 14 AID (kj/nm 3 ) 4000 3000 2000 12 10 8 6 4 Gaz Kompozisyonu (hacimce%) 1000 2 0 0 0% 5% 10% 15% 20% (2.hava/1.hava)
nd k Kabu unun Özellikleri Nem (% Orijinal Temel) 12 Elementel Analiz (% Kuru Temel) Karbon 51 Hidrojen 4,3 Azot 0 Kükürt (toplam) 0 Oksijen (farktan) 43 sa Analiz (% Kuru Temel) Uçucu Madde 73,5 Sabit Karbon 24,7 Kül 1,7 Alt l de er (MJ/kg) 21,8
nd k Kabu u Gazla rma Çal malar Farkl Hava Fazlal k Katsay lar nda Ç kan Gaz n Is l De eri 5000 4000 AID (MJ/Nm 3 ) 3000 2000 1000 0 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 Hava Fazlal k Katsay
nd k Kabu u Gazla rma Çal malar Farkl Hava Fazlal k Katsay lar nda Ç kan Gaz n Kompozisyonu Gaz Kompozisyonu (hacimce %) 20 16 12 8 4 0 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 Hava Fazlal k Katsay CO CO2 CH4 H2 O2
nd k Kabu u Gazla rma Çal malar Gazla Reaktör çindeki S cakl k Da mlar Reaktör Yüksekli i (m) 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 500 700 900 1100 1300 1500 cakl k ( C) 0,28 0,35 0,43
Sonuç Sunulan de erler ilk sonuçlard r. Sistem ve proses tan nmaya ve davran lar incelenmeye çal lmaktad r. yap lan deneylerin tekrarlanmas ve sonuçlar n do rulanmas gerekmektedir. Yak t besleme sisteminde t kan kl k problemleri görülmü tür. Bu problemlerin giderilmesi i lemi devam etmektedir. Gaz temizleme sisteminin entegrasyonu devam etmektedir. Entegrasyon bittikten sonra gaz motoru uygulamas yap lacakt r.
TÜB TAK-MAM Altyap 50kWe Sabit Yatak Gazla 10kWe Sabit Yatak Gazla
TÜB TAK-MAM Altyap 20kWth Kabarc kl Ak kan Yatakl Gazla So uk Sistemler
TÜB TAK-MAM Altyap 20kWth Dola ml Ak kan Yatakl Yak 10kWth Kabarc kl Ak kan Yatakl Yak
TÜB TAK-MAM Altyap 1 1 3 2 21 4 5 6 15 9 22 7 14 16 13 23 25 24 20 12 4 4 10 11 1 1 3 2 21 4 5 6 15 9 22 7 14 16 13 23 25 24 20 12 4 4 10 11 750kWth Dola ml Ak kan Yatakl Yak
TÜB TAK MAM Ak kan Yatak Gazla rma Sistemi 450 kwth Ak kan Yatak Gazla rma Sistemi Yak t Türü Kömür-Biyokütle Termal Kapasitesi 450 kw Yak t Besleme Kapasitesi (kg/saat) 100 Ak kan Yatakl Gazla rma Sistemi Gazla rma Sonucunda kan Gaz n Yanmas