Proceeding Book of Full-Text

Benzer belgeler
Kömürlerin Kimyasal Özelliklerinin Kendiliğinden Yanma Yatkınlığı Üzerindeki Etkisinin Araştırılması

KÜTAHYA BÖLGESİ LİNYİTLERİNİN KENDİLİĞİNDEN YANMAYA YATKINLIKLARININ ARAŞTIRILMASI

TKĐ SINIRLI SORUMLU EGE LĐNYĐTLERĐ ĐŞLETMESĐ MÜESSESE MÜDÜRLÜĞÜ LABORATUVAR ŞUBE MÜDÜRLÜĞÜ

Kömürün Kendiliğinden Yanmaya Yatkınlığının Belirlenmesinde Kollanılan İndeksler

ARALIK DECEMBER KÖMÜRÜN KENDİLİĞİNDEN YANMAYA YATKINLIĞININ BELİRLENMESİNDE HAVA MİKTARI VE NUMUNE MİKTARININ ETKİSİ

KÖMÜR ÖZELLİKLERİ İLE KENDİLİĞİNDEN YANMA PARAMETRELERİ ARASINDAKİ İLİŞKİLER RELATIONS BETWEEN COAL PROPERTIES AND SPONTANEOUS COMBUSTION PARAMETERS

MART MARCH. Spontaneous Combustion Liability of Turkish Coals - Ilgın Lignites As Ân Example ÖZET

ERMENEK BÖLGESİ KÖMÜRLERİNİN KENDİLİĞİNDEN YANMAYA YATKINLIKLARININ ARAŞTIRILMASI

BAZI YERLİ KÖMÜRLERİN TERMOGRAVİMETRİK KARAKTERİSTİKLERİNE İSTATİSTİKSEL YAKLAŞIM

ÇAYIRHAN LİNYİTLERİNİN YANMA ETKİNLİKLERİ VE TANE BOYUNUN ETKİSİ COMBUSTION CHARACTERISTICS OF ÇAYIRHAN LIGNITE AND EFFECT OF PARTICLE SIZE

ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ MADEN VE CEVHER HAZIRLAMA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ CEVHER VE KÖMÜR HAZIRLAMA LABORATUVARI CİHAZ KATALOĞU

KONYA BÖLGESİNDE SATILAN KÖMÜRLERDE ÖĞÜTMENİN KALORİ KAYBINA ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI. A. Hadi ÖZDENİZ, Burçin TİMURKAN

K.T.Ü. MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ANABİLİM DALI CEVHER HAZIRLAMA LABORATUVAR DERSİ DENEY FÖYLERİ

İNCE BOYUTLU SEMİKOKLARIN BRİKETLENDİKTEN SONRA EV YAKITI OLARAK KULLANILMASI Use of Briguetted Fine Semicokes as Domestic Fuel

KÖMÜR YIĞINLARINDA KENDİLİĞİNDEN YANMA OLAYINA GÜNEŞ IŞINLARININ ETKİSİ. Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, KONYA

TÜRKİYE 6. KÖMÜR KONGRESİ The Sixth coat congress of TURKEY

Bant Üzerinden Gerçek Zamanlı Ölçüm. Kömürünüzün Kalitesini Anlık Olarak Öğrenin

AFŞİN-ELBİSTAN LİNYİTİNİN KURUTULMASI VE NEM İÇERİĞİNİN DARBE DAYANIMINA ETKİSİ *

ÖZGEÇMİŞ. Prof. Dr. VEDAT DİDARİ

KÖMÜR RUTUBETİNİN TÜRKİYE'DEKİ BAZI LİNYİTLERİN ÖCÜTÜLEBİLİRLİĞİNE ETKİSİ

DECEMBER BAZI TÜRK LİNYİTLERİNİN AÇIK HAVADA DAĞILABİLİRLİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ ÖZET

ÖZGEÇMİŞ. : Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümü 67100, Zonguldak. :

UFALANMA FARKLILIĞINDAN YARARLANILARAK YOZGAT AYRIDAM LİNYİTİNİN ZENGİNLEŞTİRİLEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Büro : Bölüm Sekreterliği Adana, 22 / 04 /2014 Sayı : /

İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ CEVHER HAZIRLAMA LABORATUVARI l ELEK ANALİZİ DENEYİ

ÖZGEÇMİŞ Prof. Dr. VEDAT DİDARİ

ÇANAKKALE-ÇAN LİNYİTİNİN KURUMA DAVRANIŞI

KÖMÜR ANALİZİ YETERLİK TEST ÇALIŞMASI RAPORU

Tunçbilek Kömürlerinin Kendiliğinden Yanmaya Yatkınlıklarının Araştırılması

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

Rapor No: Laboratuvar No:...

KÖMÜR YÜZDÜRME-BATIRMA DENEYLERİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Lisans Maden Mühendisliği Orta Doğu Teknik Üniversitesi 2000 Fen Bilimleri Enstitüsü/

FARKLI KÖMÜRLERİN ÇENELİ KIRICIDA KIRILMASI SONUCU OLUŞAN ÖZGÜL YÜZEY ALANI ÜZERİNE BİR DENEYSEL ÇALIŞMA

ELEK ANALİZİ meş (mesh) numarası

LİNYİTLERİN KENDİLİĞİNDEN YANMAYA YATKINLIK DERECELERİNİN TESPİTİ: BÖLÜM 1 - RİSK SINIFLAMASI DERLEMESİ

TÜRK LİNYİTLERİNİN İZOTERMAL ŞARTLARDA PİROLİZİ VE ÜRÜNLERİN KARAKTERİZASYONU

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI DENEY ADI: AGREGA ELEK ANALİZİ VE GRANÜLOMETRİ EĞRİSİ

SEYİTOMER LİNYİT İŞLETMESİ (SLİ) KÖMÜRLERİNİN BEKLEMEYE BAĞLI OLARAK ISIL DEĞER DEĞİŞİMİ

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMM 302 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI-I ÖĞÜTME ELEME DENEYİ

LİNYİTLERİN KENDİLİĞİNDEN YANMAYA YATKINLIK DERECELERİNİN TESPİTİ: BÖLÜM 2 - TKİ YERALTI OCAKLARI SONUÇLARI

Merzifon Yöresi Linyit Kömür Ocakları Taban Damar Kömürünün Yıkanabilirlik Özelliğinin Araştırılması

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ MİKRODALGA ENERJİSİNİN KÖMÜRLERİN ÖĞÜTÜLEBİLİRLİĞİNE ETKİSİ

43. Cilt Konu Dizini / Subject Index for Volume 43

Enerji Kaynağı Olarak Kömür

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

ÖZGEÇMİŞ. 7. Yayınlar 7.1. Uluslararası hakemli dergilerde yayınlanan makaleler (SCI & SSCI & Arts and Humanities)

Madenlerde Yaşanan İş Kazaları ve Sonuçları Üzerine Bir Değerlendirme Selin Arslanhan Araştırmacı

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

KİREÇ FABRİKASI BACA TOZUNDAN YANMAMIŞ KARBONUN FLOTASYON İLE GERİ KAZANIMI* Recovery Unburned Carbon From Lıme Kıln Plant Dusts By Flotatıon

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 7. Hafta ( )

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 16. Hafta ( )

SINIR TENORUNUN EKONOMİK BAKIR MİKTARI TAHMİN HASTASINA ETKİSİ

ZONGULDAK KÖMÜRLERİNDE KENDİLİĞİNDEN YANMANIN ERKEN SAPTANMASI AMACIYLA YANMA ÜRÜNÜ GAZLARIN İNCELENMESİ

19. haftada (7 Mayıs - 13 Mayıs),

T.C. ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ NUMUNE HAZIRLAMA LABORATUVARI

PULVARİZE KÖMÜR ENJEKSİYONU KULLANIMININ YÜKSEK FIRIN ÇALIŞMASINA ETKİLERİ * Impact of Pulverized Coal Injection on Blast Furnace Operations

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 38. Hafta ( )

* Haftalık fiyattan bağımsız satış miktarının %21 ( MWh, saatlik ortalama MWh) artması,

Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR. Yanma. Prof.Dr. Abdurrahman BAYRAM

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 52. Hafta ( )

3 MART 1992 KOZLU KAZASI VERİLERİ İLE BARAJ GERİSİ YANGIN VE PATLAMA KOŞULLARINA YAKLAŞIM

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 37. Hafta ( )

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 1. Hafta ( )

Elektriksel Yalıtkanlığın Kendiliğinden Yanmaya Yatkınlıktaki Yeri ve Enteraksiyon Matrisi (I)

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 41. Hafta ( )

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 51. Hafta ( )

NOHUT SAMANI HIZLI PİROLİZİNİN DENEY TASARIMI İLE MODELLENMESİ

KENDİLİĞİNDEN YANMANIN ARAŞTIRILMASINDA KULLANILABİLECEK BİR LABORATUVAR DENEY DÜZENEĞİ

TÜRK LİNYİTLERİNİN YANMA KİNETİĞİNİN OKSİYANMA KOŞULLARINDA TERMAL GRAVİMETRİ ANALİZ YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ

AKIŞKAN YATAKTA KÖMÜR KURUTULMASININ DENEYSEL ANALİZİ

MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON LABORATUVAR DENEY FÖYÜ

MİKRODALGA KURUTMANIN LİNYİT KÖMÜRÜNÜN ÖĞÜTÜLEBİLİRLİĞİNE ETKİSİ EFFECT OF MICROWAVE DRYING ON THE GRINDABILITY OF LIGNITE COAL

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu

AKDENİZ BÖLGESİ İÇİN ISITMA VE SOĞUTMA DERECE- SAAT DEĞERLERİNİN ANALİZİ

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 35. Hafta ( )

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 9. Hafta ( )

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu 40. Hafta ( )

ELBİSTAN LİNYİTİ VE ATIKLARIN BİRLİKTE SIVILAŞTIRILMASI

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

Çimentolu Sistemlerde Tane Boyu Dağılımının Performans Etkisi

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Nesrin İLGİN

Toz Patlaması ve Tozdan Kaynaklanan Güvenlik Risklerinin Yönetimi

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

ÖZGEÇMİŞ Doç. Dr. AYŞE DİLEK ÇUHADAROĞLU

Elektrik Piyasaları Haftalık Raporu. 22. haftada (28 Mayıs- 3 Haziran), * Haftalık PTF ortalamasının 1,20 TL/MWh artması,

ANALİZ LİSTESİ. 150*150*150 ebatlarında 7 veya 28 Günlük Kürü Tamamlanmış Küp Beton Numune

ÇAYELİ BAKIR İŞLETMELERİ ANALİZ FİYAT KİTAPÇIĞI. (01/05/2016 tarihinden itibaren geçerlidir.)

PARÇA MEKANİĞİ UYGULAMA 1 ŞEKİL FAKTÖRÜ TAYİNİ

Uğur Aybarç, Hakan Yavuz, Derya Dışpınar, Mehmet Özgür Seydibeyoğlu (CMS Jant, İstanbul Üniversitesi, İzmir Katip Çelebi Üniversitesi)

ENTEGRE YÖNETİM SİSTEMİ TALİMATLAR

FABRİKA ÇATILARINDA YANGIN TEHLİKESİ ABDURRAHMAN İNCE

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

Transkript:

Proceeding Book of Full-Text ISBN No: 978-605-83631-1-3

International Conference on Natural Science and Engineering (ICNASE'16) Uluslararası Doğa Bilimleri ve Mühendislik Konferansı Tam Metin Bildiriler Kitabı Editör Murat Ceyhan Yayın Tarihi Nisan/2016 Dizgi ve Sayfa Tasarımı Thales Akademik Yayıncılık Birinci Baskı ISBN: 978-605-83631-1-3 Matbaa Mavi Kitap Yayıncılık Matbaa Sertifika No 118005 Adres Thales Akademik Yayıncılık, İsmetpaşa Mah. Hükümet Bulvarı, No:12, K:7, D:30, Dulkadiroğlu/Kahramanmaraş Gsm 0 543 710 07 06 Adres Elmalı mah. Şht. Bn. Cengiz Toytunç Cad. No:70 Başargan İş hanı Kat.2 No:39/40 Muratpaşa/Antalya Tel/Fax 0 242 247 98 45-0 507 442 35 20

ICNASE 16 International Conference on Natural Science and Engineering (ICNASE 16) March 19-20, 2016, Kilis Determination of Spontaneous Combustion Characteristics for the Coal Samples Stored under Laboratory Conditions Özer Ören Dumlupınar Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Kütahya Cem Şensöğüt Dumlupınar Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Kütahya ABSTRACT The spontaneous combustion liability of lignites with particle sizes of 35 and 200 mesh kept as open and enclosed under laboratory environment at 30 o C for duration of 16 weeks was determined. Crossing Point Temperature Method (CPTM) was utilized for the spontaneous combustion susceptibility of coal samples. The results obtained showed differences at the ignition temperatures and the combustion risk indices (IFCC) for the coal samples. Additionally, it was also exposed with this work that the particle size affects the process of spontaneous combustion. Keywords: Coal, spontaneous combustion, crossing point temperature method Laboratuvar Koşullarında Depo edilen Linyit Örneklerinin Kendiliğinden Yanma Özelliklerinin Belirlenmesi ÖZET Bu çalışmada, laboratuvar ortamında 30 C de 16 haftalık süreç boyunca açık ve kapalı olarak depo edilen 35 ve 200 mesh boyuta sahip linyit örneklerinin kendiliğinden yanma yatkınlıkları tespit edilmiştir. Kömürlerin kendiliğinden yanma yatkınlıklarının belirlenmesinde Kesişim Noktası Metodu (KNM) kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlarda kömür örneklerinin tutuşma sıcaklıklarında ve yanma risk indekslerinde (I FCC ) farklılıklar gözlenirken, tane boyutunun da kömürün kendiliğinden yanma sürecini etkilediği yine bu çalışma ile ortaya konulmuştur. Anahtar Kelimeler: Kömür, Kendiliğinden Yanma, Kesişim Noktası Metodu 1 GİRİŞ Gerek dünyada gerekse ülkemizde kömür ve kömüre dayalı teknolojilerin yoğun bir şekilde kullanılması bu konudaki çalışmaların son zamanlarda belirli bir ivme kazanmasına neden olmuştur. Özellikle son yıllarda dünyanın en önemli gündem maddesi haline gelmiş olan küresel ısınma ve iklim değişikliği gibi konuların merkezini oluşturması, sera gazı yayılımı, işçi sağlığı ve iş güvenliği konusundaki bilincin gün geçtikçe artması gibi nedenlerden dolayı kömür oksidasyonu ve kömürün kendiliğinden yanması konusu halen araştırmacıların yoğun ilgisi ile karşı karşıyadır. 722 P a g e

Özellikle kömürün kendiliğinden yanması sonucunda açık ve yeraltı ocaklarında büyük ölçüde maddi kayıpların ve daha da önemlisi ölümlü kazaların meydana gelmesi, son zamanlarda bilim camiasını sürecin anlaşılması ve önlenmesi yönünde farklı çalışmaların yapılması yoluna sevk etmiştir. Dünya üzerinde hem kendiliğinden gelişen hem de insan odaklı meydana gelen birçok kömür yangını vakası envanterlere girmiştir. Şekil 1 de dünya genelinde açık ve yeraltı ocaklarında kömürün kendiliğinden yanması sonucu meydana gelen büyük ölçekteki yangınlar gösterilmiştir. Yüzey yangınları Yeraltı yangınları Şekil 1: Dünya genelinde kendiliğinden yanma kaynaklı meydana gelen ocak yangınları 1 Ocak yangınları, yeraltı kömür madenciliğinin başlangıcından günümüze kadar gerek yapılan üretimin aksamasına gerek büyük boyutlardaki rezervlerin terk edilmesine gerekse de işçi sağlığı ve iş güvenliği açısından önemli problemlere yol açması sebebiyle halen madenciliğin en büyük sorunlarından birisi olarak görülmektedir. Genel olarak bakıldığında, ocak yangınları kişisel hatalar dışında kömürün kendi doğal mekanizması sonucunda oluşmaktadır. Kömür, havanın oksijeni ile temasa geçtiğinde okside olmakta ve bu oksitlenme sonucunda ısıveren bir reaksiyon oluşmaktadır. Eğer bu reaksiyon sonucu açığa çıkan ısı, bulunan ortamdan uzaklaştırılamazsa ortam ısısı giderek yükselmekte ve buna paralel olarak da kömürün sıcaklığı artmaya devam etmektedir. Kömürün tutuşma sıcaklığına ulaşmasıyla da kendiliğinden yanma olayı ortaya çıkmaktadır 2. Genel olarak kömürde kendiliğinden yanma olayının meydana gelmesi için aşağıdaki koşulların bir arada gerçekleşmesi gerekmektedir 3 : Normal sıcaklıklarda oksitlenebilen bir kömür kaynağı; kömürde kendiliğinden yanmanın meydana gelebilmesi için havanın oksijeni ile reaksiyona girecek bir kömür veya karbon içeren malzemeye gereksinim vardır. Oksitlenme için gerekli oksijen kaynağı; kendiliğinden yanma bir oksidasyon işlemidir ve yeterli miktarlarda oksijen gelirine gereksinim duymaktadır. Isının depolanabilme özelliği; havanın oksijeni ile temasa geçen kömür; bir noktadan sonra yapısında meydana gelen ekzotermik reaksiyon sebebiyle ısı vermeye başlayacaktır. Eğer verilen bu ısı ortamdan uzaklaştırılamayıp depo edilebilirse kömür kendiliğinden yanmaya uğrayacak şartları sağlamış olacaktır. Zaman; kendiliğinden yanmanın gerçekleşebilmesi için kömürde açığa çıkan ısının ortam ısısını aşacak potansiyele gelmesi ancak belirli bir zaman diliminde oluşabilecek bir olaydır. Geçmişten günümüze kadar kömürlerde meydana gelen kendiliğinden yanma olayı, kömür oksidasyon mekanizmanın farklı yönleri ele alınarak ve süreç içerisindeki değişkenlerin etkisinin irdelenmesi suretiyle aydınlatılmaya çalışılmıştır. Literatür incelendiğinde kömürün rankı, tane boyutu, nem, uçucu ve mineral madde içeriği gibi birçok özelliğinin kendiliğinden yanmada etkisi bilim adamları tarafından değişik yöntem ve cihazlar kullanılarak incelenmiştir 4-5-6-7-8. Özellikle ülkemiz 723 P a g e

kömürlerinin kendiliğinden yanma karakteristiklerini ortaya koymak adına da birçok çalışma yapılmış ve pratikliğinden ötürü bu çalışmaların genelinde kesişim noktası metodundan faydalanılmıştır 9-10-11-12- 13-14-15. Yapılan bu çalışma ile kömür ve oksijen arasında gerçekleşen reaksiyon mekanizması üzerinde tane boyutu ve sıcaklığın etkisini net bir şekilde belirlemek için 16 hafta boyunca muhafaza edilen kömürlerin kendiliğinden yanmaya yatkınlık değişimleri gözlemlenmiş, kesişim noktası metodu ile tutuşma sıcaklıkları ve yanma risk indeksleri belirlenmiş ve açığa çıkan sonuçlar irdelenmeye çalışılmıştır. 2 MALZEME VE METOT 2.1 Kömür Örnekleri ve Numunelerin Hazırlanması Çalışmaya konu olan linyit örnekleri geçmiş dönemlerde kendiliğinden yanma açısından riskli olarak kabul edilebilecek olan Tunçbilek Bölgesi Garp Linyitleri İşletmesi Beke-Yörgüç açık işletme sahası Y4 panosundan temin edilmiştir (Şekil 2). Şekil 2: Tunçbilek Bölgesi yer bulduru haritası. Beke Yörgüç Y4 panosundan blok halinde alınan numuneler, kömürün oksijen ile temasını önleyebilmek amacı ile alüminyum folyo ve streç film ile sıkıca kaplanarak Dumlupınar Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölüm Laboratuvarlarına getirilmiştir. Blok halindeki kömürler öncelikle el ile parçalanarak çeneli kırıcıya beslenecek boyutlara indirgenmiş ve hemen ardından çeneli kırıcıda boyutu yaklaşık 1 cm olacak şekilde kırılmıştır. Değirmene beslenecek olan kömür numuneleri iri boyutta konileme dörtleme; kırıcıdan sonra ise karelaj yöntemleri ile azaltılmıştır. Kırılan kömür örnekleri halkalı değirmende 35 mesh (500 µm) ve 200 mesh (74 µm) olacak şekilde iki farklı boyut fraksiyonuna öğütülmüştür. Halkalı değirmendeki öğütme süresini tespit edebilmek için d 80 elek analiz sistemi kullanılmıştır. Kırma öğütme işlemleri kömürün oksijen ile temasını minimize etmek için iki gün içerisinde hızlı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. İstenilen tane boyutlarına indirgenen kömür örnekleri kilitli plastik torbalara her torbada yaklaşık 2 kg olacak şekilde yine karelaj yöntemi kullanılarak temsili bir şekilde yerleştirilmiş ve her bir kilitli plastik torba gerek depolama şartının gerekse de sıcaklığın etkisini incelemek amacı ile etüv içerisinde 16 hafta boyunca depo edilmiştir. Söz konusu depolama ortamı 30 C sıcaklıkta sabit kalacak şekilde ayarlanmış ve depolama ortamının sıcaklığı, çalışma boyunca sürekli olarak kontrol edilmiştir. Oksidasyonun etkilerini net bir şekilde tespit edebilmek amacıyla kömür örnekleri ilk 8 hafta kilitli torbalarda depo edilirken, geri kalan 8 haftalık süreçte aynı depolama koşullarında açık bir şekilde tepsilerde depo edilmiştir. 16 haftalık süreçte deneyler ve analizde bütün numuneler eşit miktarlarda kullanılmış ve 2 haftalık aralıklar ile kömürlerin kesişim noktası deneyleri gerçekleştirilmiştir. Kömürlerin ASTM standartlarına uygun kısa ve elementel analizi AB-0097-T no lu akreditasyon sertifikasına sahip Garp Linyitleri İşletmesi Müessesesi Müdürlüğü Kömür Analiz 724 P a g e

Laboratuvarlarında yapılmıştır. 35 ve 200 mesh tane boyutuna sahip orijinal kömür örneklerine ait kısa ve elementel analiz sonuçları Çizelge 1 ve Çizelge 2 de ayrıntılı olarak verilmiştir. Çizelge 1: 35 mesh boyutundaki tüvenan kömür örneği kısa ve elementel analiz değerleri. Analizler Orijinal kömür Kuru kömür Deney metodu Nem (%) 13,33 TS 690 ISO 589 Metot C Kül (%) 8,12 9,37 ASTM D 7582 Uçucu madde (%) 37,96 43,8 ASTM D 7582 Sabit karbon (%) 40,59 46,83 Hesap Toplam (%) 100 100 Hesap Toplam kükürt (%) 1,52 1,75 ASTM D 4239 Alt kalori değeri (kcal/kg) 5372 6283 TS EN ISO 1928 Üst kalori değeri (kcal/kg) 5658 6528 ASTM D 5865 Hidrojen (%) 5,71 4,87 Karbon (%) 58,67 67,7 ASTM D 5373 Azot (%) 1,41 1,63 Oksijen (%) 24,57 14,69 Hesap Çizelge 2: 200 mesh boyutundaki tüvenan kömür örneği kısa ve elementel analiz değerleri. Analizler Orijinal kömür Kuru kömür Deney metodu Nem (%) 11,69 TS 690 ISO 589 Metot C Kül (%) 8,68 9,83 ASTM D 7582 Uçucu madde (%) 37,82 42,83 ASTM D 7582 Sabit karbon (%) 41,81 47,34 Hesap Toplam (%) 100 100 Hesap Toplam kükürt (%) 1,6 1,81 ASTM D 4239 Alt kalori değeri (kcal/kg) 5475 6273 TS EN ISO 1928 Üst kalori değeri (kcal/kg) 5753 6515 ASTM D 5865 Hidrojen (%) 5,46 4,7 Karbon (%) 59,09 66,91 ASTM D 5373 Azot (%) 1,48 1,67 Oksijen (%) 23,69 15,07 Hesap 725 P a g e

2.2 Kesişim Noktası Deneyleri Çalışma kapsamında incelenen kömür örneklerinin kendiliğinden yanmaya yatkınlıklarını belirlemek için Kesişim Noktası Metodu kullanılmıştır. Laboratuvardaki deney seti, bu tekniğe uygun olarak kurulmuş ve kömür reaktörü deneylerde kullanılmak üzere imal ettirilmiştir. Kömür reaktörünün tasarımında kısmi değişiklikler yapılmış olsa da; genel hatları ile Barış, 2006 16 ve Barış, 2010 da 17 kullanılan kömür reaktörünün ölçüleri birebir korunacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Kömür reaktörü, ısı ve ısı değişimlerine anında yanıt verebilecek ve içerisindeki ısı dağılımını mümkün olduğunca eşit dağıtabilecek şekilde krom-nikel alaşımlı malzemeden üretilmiştir (Şekil 3). Şekil 3: Kömür reaktörünün fırın içerisinde ve tek başına görünümü 18 Kömürlerin kesişim noktası deneyleri ve kendiliğinden yanmaya yatkınlık hesaplamaları Ören, (2006) da 2 uygulanan deney standartları gözetilerek gerçekleştirilmiştir. Buna göre; kömür reaktörüne konulan yaklaşık 30 gr ağırlığındaki numuneler, yaklaşık 5 saat boyunca 100 cc/dk hava akışına maruz kalacak şekilde doğrusal olarak ısıtılan fırın içerisine yerleştirilmiş ve gerek fırın gerekse de numune sıcaklığı 10 dakikada bir kaydedilmiştir. Söz konusu fırın 18 C de sabitlenen ortam sıcaklığından itibaren 0.5 C lik artışlar ile 300 C ye kadar ısıtılmıştır. Deney esnasında, kömürlerin 110 ve 220 C sıcaklığa ulaştıkları zaman dakika cinsinden kaydedilirken aynı zamanda kömürün fırın sıcaklığını kestiği noktadaki sıcaklık değeri yani tutuşma sıcaklığı da yapılan deneysel gözlemlerde belirlenmiştir. Kömürlerin ortalama sıcaklık artışı (OSA) ve kendiliğinden yanma indekslerinin (I FCC ) hesaplamasında Eşitlik (1) ve Eşitlik (2) deki denklemlerden yararlanılmıştır. Ort. Sıc. Artışı (OSA) = 110 t 2 t 1 (1) I(FCC) = Burada; Tutuşma sıcaklığı 1000 (2) I (FCC) : Feng, Chakravorty, Cochrane indeksi, 1/dk OSA : 110 220 C arasındaki ortalama sıcaklık artışı, C/dk t 2 : Kömür numunesinin 220 C sıcaklığa ulaştığı zaman dakikası t 1 : Kömür numunesinin 110 C sıcaklığa ulaştığı zaman dakikası 726 P a g e

Yapılan deneysel gözlemler ve deneylere ilişkin açıklamalar, kömürlerde hissedilir değişimlerin yaşandığı numunelerin kapalı (2/4/6/8 hafta) ve açık (10/12/14/16 hafta) olarak depo edildiği saklama koşulları dikkate alınarak yapılmış ve her iki tane boyutu için sonuçlar irdelenmiştir. 3 BULGULAR VE TARTIŞMA 3.1 Depolama Süresi (2/4/6/8 hafta) Bu haftalar arasında 35 mesh tane boyutuna sahip numunelerin tutuşma sıcaklıkları 143 151 C olarak kaydedilmiştir. Değerler incelendiğinde; depolama sürecinin artması ile birlikte kömürün tutuşma sıcaklığında azalma meydana gelmiştir. Numuneler kilitli poşetlerde kapalı olarak depo edilmesine rağmen kömürün oksidasyondan etkilendiği ve tutuşma sıcaklıklarının daha düşük değerlere çekildiği görülebilmektedir (Şekil 4). 200 mesh tane boyutundaki numunelerin tutuşma sıcaklıkları ise kapalı depo süresince 135 144 C arasında değişmeler göstermiştir. İnce tanede tutuşma sıcaklıklarının belirli bir artma ya da azalma eğiliminde olduğunu söylemek mümkün olmasa da özellikle iri tane (35 mesh) ile kıyaslandığında, ince taneli numunelerin tutuşma sıcaklıklarının daha düşük değerlerde seyrettiği ve azalan tane boyutu buna bağlı olarak artan yüzey alanı ile birlikte kendiliğinden yanma ihtimalinin yükseldiği ifade edilebilir (Şekil 5). Yanma risk indeksleri (I FCC ) de artan depolama sürecinden etkilenmiş ve 35 mesh tane boyutundaki numuneler için 7,28 10,25 1/dk olarak tespit edilmiştir. Depolama sürecinin başlangıcında orta risk sınıfında yer alan kömür numuneleri 8.hafta ile birlikte yüksek risk gurubuna dâhil olmuş ve kömür numunelerinin kendiliğinden yanma potansiyellerinde artış meydana gelmiştir (Şekil 4). Benzer şekilde, 200 mesh tane boyutunda da yanma risk indeksleri artış göstermiş ve 4. haftadan sonra kömür orta risk kategorisinden yüksek risk sınıfına yükselmiştir. İnce tane boyutu ile birlikte kömürlerin genel olarak iri taneye göre yanma risk indeksleri belirgin bir şekilde değişmiştir. Bu haftalar arasında yatkınlık indeks değerleri 9,82 12,73 olarak belirlenmiştir (Şekil 5). 3.2 Depolama süresi (10/12/14/16 hafta) Kömür numunelerinin kilitli poşetlerden çıkarılıp açık olarak depo edilmeye başlandığı bu süreçte; tutuşma sıcaklıkları 35 mesh tane boyutu için 140 145 C arasında tespit edilirken, aynı tane boyutunda kapalı depo periyoduna oranla sıcaklıklardaki azalma dikkat çekmektedir (Şekil 6). Özellikle ince boyutta tutuşma sıcaklıklarındaki düşüş ilerleyen depolama süreci ve sıcaklığın da etkisi ile oldukça bariz bir şekilde kendini gösterirken, kapalı depo periyodu ile karşılaştırıldığında ince boyuttaki değişimin ciddi farklar içerdiği görülmektedir. Bu haftalar arasında söz konusu numunelere ait tutuşma sıcaklıkları 134 139 C olarak belirlenmiştir (Şekil 7). Açık depo süreci ile birlikte, yapılan deneylerde kömür örneklerinin tutuşma sıcaklığına ulaşan kömürün 220 C ye gelme sürelerinde azalmaların meydana geldiği ve buna bağlı olarak ta ortalama sıcaklık artışlarında (OSA) yükselmelerin olduğu gözlemlenmiştir. İri boyuta sahip kömür örneklerinde yatkınlık indeksi değerleri 11,06 12,73 1/dk arasında tespit edilirken, depo sürecinin artışı ile doğru orantılı olarak indeks değerleri de artma eğilimine geçmiştir (Şekil 6). 200 mesh tane boyutu için yatkınlık indeksi değerleri 13,94 15,20 1/dk ile yapılan tüm deneylerde maksimum değerler olarak kaydedilmiştir. Bu tane boyutunda kapalı depo sürecinin başında orta risk kategorisinde yer alan örnekler sürecin sonunda çok büyük bir oranda artış göstermiş ve açık depo süresi boyunca yüksek risk sınıfında yer almışlardır (Şekil 7). 727 P a g e

110 C : 196.dk 220 C : 296.dk : 1,1 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 151 C : 7,284768212 1/dk (a) 110 C : 198.dk 220 C : 292.dk : 1,170212766 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 149 C : 7,853776953 1/dk (b) 110 C : 205.dk 220 C : 288.dk : 1,325301205 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 144 C : 9,203480589 1/dk (c) 110 C : 208.dk 220 C : 283.dk : 1,466666667 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 143 C : 10,25641026 1/dk (d) Şekil 4: 35 mesh örneği 2.(a), 4.(b), 6.(c), 8.(d) hafta zaman sıcaklık eğrileri ve risk indeksleri. 728 P a g e

110 C : 197.dk 220 C : 277.dk : 1,375 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 140 C : 9,821428571 1/dk (a) 110 C : 202.dk 220 C : 272.dk : 1,375 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 135 C : 11,64021164 1/dk (b) 110 C : 206.dk 220 C : 271.dk : 1,692307692 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 139 C : 12,17487548 1/dk (c) 110 C : 217.dk 220 C : 277.dk : 1,8333333 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 144 C : 12,73148148 1/dk (d) Şekil 5: 200 mesh örneği 2.(a), 4.(b), 6.(c), 8.(d) hafta zaman sıcaklık eğrileri ve risk indeksleri. 729 P a g e

110 C : 204.dk 220 C : 275.dk : 1,549295775 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 140 C : 11,06639839 1/dk (a) 110 C : 208.dk 220 C : 272.dk : 1,71875 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 145 C : 11,85344828 1/dk (b) 110 C : 209.dk 220 C : 271.dk : 1,774193548 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 142 C : 12,49432076 1/dk (c) 110 C : 211.dk 220 C : 271.dk : 1,8333333 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 144 C : 12,73148148 1/dk (d) Şekil 6: 35 mesh örneği 10.(a), 12.(b), 14.(c), 16.(d) hafta zaman sıcaklık eğrileri ve risk indeksleri. 730 P a g e

110 C : 200.dk 220 C : 258.dk : 1,896551724 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 136 C Yatkınlık indeksi I(FCC) : 13,94523327 1/dk (a) 110 C 220 C Tutuşma Sıcaklığı Yatkınlık indeksi I(FCC) : 201.dk : 256.dk : 2 C/dk : 138 C : 14,49275362 1/dk (b) 110 C : 201.dk 220 C : 254.dk : 2,075471698 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 139 C Yatkınlık indeksi I(FCC) : 14,93145107 1/dk (c) 110 C : 198.dk 220 C : 252.dk : 2,037037037 C/dk Tutuşma Sıcaklığı : 134 C Yatkınlık indeksi I(FCC) : 15,20176893 1/dk (d) Şekil 7: 200 mesh örneği 10.(a), 12.(b), 14.(c), 16.(d) hafta zaman sıcaklık eğrileri ve risk indeksleri. 731 P a g e

4 SONUÇLAR International Conference on Natural Science and Engineering (ICNASE 16) Laboratuvar ortamında 16 hafta boyunca ilk 8 hafta kilitli poşetlerde kapalı, geri kalan 8 hafta da ise açık olarak depo edilmek sureti ile kömür örneklerinin 30 C sabit sıcaklık altında kendiliğinden yanma yatkınlıkları incelenmiş ve elde edilen sonuçlar iki farklı tane boyutu için irdelenmiştir. Buna göre; Tane boyutu küçüldükçe yüzey alanı artmakta ve kömürün oksijen ile temas yüzeyi fazlalaşmakta ve buna bağlı olarak yatkınlık indeks değerleri yükselmektedir, Tutuşma sıcaklıklarında lineer bir artış ya da azalış belirlenmese de yatkınlık indekslerinde tersi bir durum söz konusudur ve indeks değerlerine göre yapılacak olan değerlendirmelerin daha sağlıklı olacağı düşünülmektedir, Kilitli poşetler içinde kapalı olarak depo edilen kömürler sürecin başlarında etkilenmeseler de özellikle ince boyutta artan süreç ile birlikte oksidasyondan etkilenmişlerdir. Bu periyotta kapalı süreçte dahi kömür bünyesinde bulunan serbest oksijen moleküllerinin sıcaklıktan etkilenerek oksidasyon sürecine katkı sağladığı düşünülmektedir. TEŞEKKÜR Yazarlar, çalışmanın gerçekleştirilmesinde büyük katkıları olan Dumlupınar Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu na ve Garp Linyitleri İşletmesi Müessesesi Müdürlüğü ne sonsuz teşekkürlerini sunar. REFERANSLAR [1] Avila, C. (2012). Predicting self-oxidation of coals and coal/biomass blends using thermal and optical methods, PhD. Thesis, University of Nottingham, 303 [2] Ören, Ö. (2006). Kütahya Bölgesi Linyitlerinin Kendiliğinden Yanmaya Yatkınlıklarının Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Dumlupınar Üniversitesi, Kütahya [3] Yılmaz, A.İ. (2002). Eynez Yeraltı Ocağı Havalandırma Sisteminin Ocak Yangınlarına Etkisi, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir [4] Qi, X., Wang, D., Milke, J.A., Zhong, X., (2011), Crossing point temperature of coal, Mining Science and Technology, 21, 255 260 [5] Kadioglu, Y., Varamaz, M., (2003), The effect of moisture content and air drying on spontaneous combustion characteristics of two Turkish lignites, Fuel, 82, 1685 1693 [6] Nugroho, Y.S., McIntosh, A.C., Gibbs, B.M., (2000), Low temperature oxidation of single and blended coals, Fuel, 79, 1951-1961 [7] Küçük, A., Kadıoğlu, Y., Gülaboğlu, M.Ş., (2003), A study of spontaneous combustion characteristics of a Turkish lignite: particle size, moisture of coal, humidity of air, Combustion and Flame, 133, 255-261 [8] Beamish, B., Arısoy, A., (2008), Effect of mineral matter on coal self-heating rate, Fuel, 87, 125-130 [9] Karpuz, C., Bölükbaşı, N., Paşamehmetoğlu, A.G., Gürhan, A., (1986), GAL Silopi asfaltitlerinin gaz içeriği, kendiliğinden yanma riski ve kesilebilirliğinin araştırılması, Türkiye 5. Kömür Kongresi, 379 391 732 P a g e

[10] Karaçam, E., Didari, V., Atalay, T., (1988), Zonguldak kömürlerinin kendiliğinden yanmaya yatkınlıklarının araştırılması, Türkiye 6. Kömür Kongresi, Zonguldak, 91-100 [11] Saraç, S., Soytürk, T., (1992), Tunçbilek kömürlerinin kendiliğinden yanmaya yatkınlıklarının araştırılması, Türkiye 8. Kömür Kongresi, 141 152 [12] Kaymakçı, E., Didari, V., (1992), Kömürün kendiliğinden yanmaya yatkınlığının belirlenmesinde kullanılan indeksler, Türkiye 8. Kömür Kongresi, 129-140 [13] Şensöğüt, C., (1999), Türk Kömürlerinin Kendiliğinden Yanmaya Yatkınlığı Ilgın Linyitleri Örneği, Madencilik, 38, 1, 45-52 [14] Çınar, İ., (1999), Ermenek bölgesi kömürlerinin kendiliğinden yanmaya yatkınlıklarının araştırılması, Yüksek Lisans tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Selçuk Üniversitesi, Konya 57 s. [15] Oren, O., Sensogut, C., (2010), Spontaneous combustion liability of Kutahya (Turkey) region lignites, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects, 32, 877-885 [16] Barış, K., (2006), Yüksek Uçuculu Kömürlerde Düşük Sıcaklık Oksidasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak [17] Barış, K., (2010), Farklı Kömürleşme Derecesine Sahip Kömürlerde Düşük Sıcaklık Oksidasyonu, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak [18] Ören, Ö., (2015), Farklı Saklama Koşullarında Depo Edilen Kömürlerin Kendiliğinden Yanma Davranışlarının Termogravimetrik ve Yüzey Adsorpsiyon Mekanizmaları Açısından İncelenmesi Tunçbilek Linyitleri Örneği, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Dumlupınar Üniversitesi 733 P a g e