View
11
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
1 / 56
Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR
ÇİMENTO ÜRETİMİ VE HAVA
KİRLİLİĞİ
2 / 56
Türkiye, çimento üretiminde dünyada 5. Avrupada 1. sırada
EN ÇOK ÜRETİM YAPAN 15 ÜLKE
3 / 56
4 / 56
Türkiye Yıllık Çimento Üretimi : 71 Mton
Entegre Çimento Fabrikaları : 49
Çimento Öğütme Fabrikaları : 19
Toplam Çimento Fabrikası Sayısı : 68
Sektör Toplam Personel Sayısı : 17.190
Enerji yoğun faaliyet içerisinde bulunan çimento sektöründe
yaklaşık maliyetlerin % 65’ini enerji (% 40 yakıt - %25 elektrik) oluşturmaktadır.
2015 yılında yaklaşık 900 bin ton atık ise alternatif hammadde
olarak çimento fabrikalarında değere dönüştürülmüştür.
5 / 56
Üretim aşamaları
Ham madde depolama ve hazırlama
Yakıt depolama ve hazırlama
Fırın sistemleri
Ürün hazırlama ve depolama
Ambalajlama ve sevk
6 / 56
Çimento üretimi
Çimento imalat sürecinin temel kimyası kalsiyum karbonatın (CaCO3) 900 ˚C’de çözülmesiyle başlar ve bu süreçten kalsiyum oksit ortaya çıkar ve (CaO, kireç) gaz halinde karbon dioksit (CO2) serbest kalır. Bu sürece kalsinasyon denir.
CaCO3 → CaO + CO2
Bunun sonucunda klinkerleme süreci başlar ve kalsiyum oksit yüksek ısıda silis, alümin ve demir oksit ile reaksiyona girerek klinkeri meydana getiren silikatları, aluminatları ve kalsiyum ferritlerini meydana getirir.
Bunun üzerine klinker alçı ve başka katkı maddeleriyle çimento üretmek amacıyla öğütülür veya işlenir
7 / 56
Demir Çevheri Kömür
Kalker
HOMOJENİZASYON Klinker
KIRMA ÖĞÜTME VE PİŞİRME SOĞUTMA
Kırılmış Farin STOKLAMA Farin Klinker
hammadde
Kil
YARI MAMUL (KLİNKER) ÜRETİMİ
Katkı (Tras, Curuf) Alçıtaşı
STOKLAMA ÖĞÜTME
Çimento Çimento
Klinker
MAMUL (ÇİMENTO) ÜRETİMİ
ÇİMENTO ÜRETİMİ – AKIŞ ŞEMASI
8 / 56
1 kg çimentonun kütle dengesi
9 / 56 23.4.2018
10 / 56
1. ÇİMENTAŞ İZMİR FABRİKA VE PROSES TANITIMI
11 / 56
Hammadde üretimi
Patlatma
Kazma
Kırma
Eleme
Depolama
Yükleme-aktarma
Madencilik, taş ocakları, mıcır tesisleri vb tesislerde de bu faaliyetler uygulanmaktadır.
12 / 56
Mineral Prosesler için Emisyon Faktörleri
Kaynaklar Emisyon Faktörleri kg/ton
Kontrolsüz Kontrollü
Patlatma 0,080 -
Sökme 0,025 0,0125
Yükleme 0,010 0,005
Nakliye (gidiş-dönüş toplam mesafesi) 0,7 0,35
Boşaltma 0,010 0,005
Depolama 5,8 2,9
Birincil Kırıcı 0,243 0,0243
İkincil Kırıcı 0,585 0,0585
Üçüncül Kırıcı 0,585 0,0585
13 / 56
Enerji Kullanımı
Çimento sanayi enerji-yoğun bir sanayi olup enerji, üretim maliyetinin % 30-40’ını oluşturur (sermaye maliyeti hariç). Süreç için gerekli olan ısıyı sağlamak için çeşitli yakıt türleri kullanılabilir. 1995’te en çok kullanılan yakıtlar petkok (%39) ve kömür (%36), çeşitli atıklar (%10), fuel oil (%), linyit (%6) ve gaz (%2) türleri olmuştur.
Klinker pişirme, çimento imalatında enerji kullanımı ve hava emisyonları gibi en önemli çevre konuları bakımından işleme sürecinin en önemli parçasıdır. En önemli çevre emisyonları nitrojen oksitleri (NOx), sülfür dioksit (SO2) ve tozdur. Toz oranı 50 yıldan fazla bir süre boyunca azaltıldığı ve SO2 azaltması da tesise özgü bir durum olduğu için, NOx’nin azaltılması konusu çimento sanayi için göreceli olarak yeni bir konudur.
14 / 56
Fırınlarda CO riski
Konsantrasyonların alt patlama sınırının altında kalmasını sağlamak için partiküllerin azaltılmasında elektrostatik çöktürücülerin/filtrelerin (ESF) kullanıldığı çimento (ve kireç) fırınlarında CO düzeylerinin kontrolü kritik öneme sahiptir. ESP’lerde CO seviyesi (normalde hacme göre % 0.5 oranında) arttığında ESF sistemi patlama riskini önlemek için kapanır. Bunun sonucunda partiküller kontrol edilmeden fırının içinden salınır.
CO oluşumu yanma sisteminin istikrarsız çalışmasından kaynaklanabilir. Bu katı yakıt yüklenirken olabilir, başka bir deyişle katı yakıt besleme sistemleri yakıtın brülöre kaçmasını önleyecek şekilde tasarlanmalıdır. Katı yakıtların nem içeriği bu açıdan kritik bir faktördür ve yakıt hazırlama ve besleme sistemlerinde takılma ve blokajları engellemek için dikkatli bir biçimde
kontrol edilmelidir.
15 / 56
Emisyonlar
Çimento sanayi ile ilgili emisyon sınırları genelde NOx, SO2 ve tozdan oluşan üç ana kirleticilere yöneliktir. Bazı ülkelerin metaller, HCI, HF, organik bileşikler ve PCDD/F için ek sınırları vardır.
16 / 56
İzleme Fırın sürecini kontrol etmek için aşağıdaki parametrelerin sürekli
ölçülmesi tavsiye edilir:
Basınç
Sıcaklık
O2 içeriği
Nox
CO
SOx (konsantrasyonu yüksek ise)
17 / 56
İzleme Emisyonları doğru bir şekilde niceleştirmek için aşağıdaki
parametrelerin sürekli olarak ölçülmesi tavsiye edilir
Hacimsel gaz debisi (Hesaplanabilir)
Nem (Hesaplanabilir)
Sıcaklık
Toz
O2 içeriği
NOx
CO
SOx (konsantrasyonu yüksek ise)
18 / 56
•Tesisteki çok sayıda bacadan atmosfere verilen toz (partikül madde) emisyonlarının azaltılması için bacalar, yüksek toz tutma verimine sahip en son sistem elektrostatik toz tutucu veya jet filtre (torba filtre sistemi) ile donatılmıştır. • Tesisteki 8 bacada elektrostatik toz tutucu ve 45 bacada jet filtre kullanılarak toz emisyonları teknolojik olarak en düşük seviyelere indirilmiştir. •Tesisteki en önemli emisyon kaynağı olan döner fırın bacalarında elektrostatik filtre çıkışlarına takılan sürekli toz ölçüm cihazları ile atmosfere verilen toz emisyonları sürekli olarak ölçülmekte ve kaydedilmektedir.
Örnek bir tesis
Klinker üretimi 1.400.000 Ton
Çimento öğütme 2.000.000 ton
Enerji tüketimi 190.000.000 kWh
Kömür tüketimi 270.000 ton
19 / 56
bacalar ve atmosfere verilen toz emisyonları
Baca adı Çap
(cm)
H
(m)
T
(C)
ÇıkışHızı
(m/sn)
Toz
(kg/saat)
Konkasör III jet filtre 90 18,0 9 8,8 0,14
Kalker pres I. Jet filtre 70 17,0 16 20,2 0,06
Kalker pres II. Jet filtre 56 * 87 15,0 26 8,7 0,05
Kalker pres III. jet filtre 55 * 75 5,1 15 14,5 0,2
Kalker pres IV. jet filtre 30 * 33 4,25 15 34,8 0,02
Farin silo üstü I. jet filtre 80 33,0 20 9,6 0,62
Farin silo üstü II. jet filtre 80 21,0 40 11,4 0,04
Homojen silo I. jet filtre 80 37,0 58 17,5 0,02
Homojen silo II. jet filtre 50 * 50 37,0 42 18,1 0,06
Farin dozaj jet filtre 75 24,0 38 14 0,07
Fırın II, K. nakil I. jet filtre 80 12,0 54 9,8 0,1
Klinker pres I. Jet filtre 60 9,5 54 17,2 0,12
Klinker pres II. Jet filtre 60 26,0 14 11,3 0,16
Klinker pres III. Jet filtre 30 6,2 41 21,7 0,03
Klinker pres IV. Jet filtre 20 * 30 11,9 36 12,9 0,04
20 / 56
Baca adı Çap
(cm)
H
(m)
T
(C)
ÇıkışHızı
(m/sn)
Toz
(kg/saat)
III. çimento değirmeni jet filtre 130 35,0 82 8,7 2,7
IV. çimento değirmeni II. jet filtre 80 6,0 25 16,2 0,08
IV. çimento değirmeni III. jet filtre 50 8,0 23 18,3 0,19
IV. çimento değirmeni IV. jet filtre 28 * 36 25,0 35 17,4 0,03
IV. çimento değirmeni VI. jet filtre 80 21,0 32 14,6 0,14
IV. çimento değirmeni VII.jet filtre 80 23,0 50 12,6 0,08
IV. çimento değirmeni XI. jet filtre 13 * 27 16,0 45 28,8 0,02
IV. çimento değirm. XII. Jet filtre 25 12,0 25 12,5 0,04
IV. çimento değirm. XIII. jet filtre 35 * 35 14,0 16 7,5 0,08
Yeni paketleme RO-4 jet filtre 45 13,0 22 7 0,04
Yeni paketleme RO-5 jet filtre 45 13,0 22 17 0,05
Yeni paketleme elevatör 1 jet filtre 80 33,0 23 13,3 0,1
Yeni paketleme elevatör 2 jet filtre 80 33,0 24 15 0,08
Yeni paketleme silo 1 jet filtre 70 55,0 48 17,9 0,15
Yeni paketleme silo 2 jet filtre 70 55,0 22 17,3 0,15
21 / 56
Baca adı Çap
(cm)
H
(m)
T
(C)
Çıkış Hızı
(m/sn)
Toz
(kg/saat)
Yeni paketleme I. Bunker jet filtre 90 35,0 22 9,5 0,12
Yeni paketleme II. bunker jet filtre 90 32,5 28 9,8 0,12
Yeni paketleme III. bunker jet filtre 90 32,5 22 8,4 0,25
Yeni paketleme IV. bunker jet filtre 50 31,0 24 11,1 0,1
Yeni paketleme V. bunker jet filtre 50 31,0 24 13 0,1
2 no'lu çimento değirmeni elektrofiltre 50 20,0 76 16,4 2,4
4 no'lu çimento değirmeni elektrofiltre 60 36,0 78 6,9 1,29
Fırın II, 1 no'lu (yukarı) elektrofiltre 200 75,4 110 11,6 1,84
Fırın II, 2 no'lu (aşağı) elektrofiltre 218 74,5 99 8,6 3,19
Fırın II, 3 no'lu (eski) elektrofiltre 300 70,0 98 6,7 3,41
Fırın II, Eleks elektrofiltre (soğutma eleksi) 300 30,0 265 16,5 1
Fırın I, Eleks elektrofiltre (giriş eleksi) 275 78,6 130 18,2 1,79
Fırın I, eleks altı jet filtre 23 * 29 8,0 22 6,1 0,01
Fırın I, Eleks elektrofiltre (soğutma eleksi) 300 33,3 190 9,4 0,56
Yeni dökme silo üstü jet filtre 45 * 56 48,0 36 20,1 0,13
Kömür değirmeni (Loesche) jet filtre 162 46,0 108 13,2 3,09
Yeni dökme silo içi jet filtre 80 9,5 33 8 0,07
Eski paketleme ek tesis jet filtre 90 18,0 23 7,8 0,02
Eski paketleme silo 1-2 jet filtre 80 15,4 26 9 0,08
Eski paketleme silo 3-4 jet filtre 90 14,2 28 3,2 0,06
Eski paketleme silo RO-3 jet filtre 90 14,2 24 7,2 0,12
Eski paketleme silo RO-4 jet filtre 90 14,2 23 7,1 0,06
Fırın I, kovalı bant filtre 32 * 40 6,0 45 24,9 0,13
22 / 56
NOx ve CO emisyonu olan bacalar
Baca Adı Baca Çapı
(cm)
Sıcaklık
(C)
Gaz çıkış
hızı
(m/sn)
H
(m)
NOx
(kg/saat)
CO
(kg/saat)
Fırın II,
1 No’lu(yukarı) elektrofiltre 200 110 11,6
75,4 33,28 73,47
Fırın II,
2 No’lu (aşağı) elektrofiltre 218 99 8,6
74,5 48,46 107,18
Fırın II,
3 No’lu (eski) elektrofiltre 300 98 6,7
70,0 49,9 129,61
Fırın I Eleks
Elektrofiltre (Giriş eleksi) 275 130 18,2
78,6 74,67 45,77
Kömür değirmeni
(Loesche) jet filtre 162 108 13,2 46,0 32,47 28,38
23 / 56
BATISÖKE
Fırın-1 Toz Ölçüm Cihazı (SICK OMD 41)
y = 67,15x - 300,22
R2 = 0,9514
0
200
400
600
800
1000
1200
0,0 4,0 8,0 12,0 16,0 20,0
Cihazda ölçülen değer (mA)
To
z k
on
san
tra
syo
nu
(mg
/Nm
3)
Sürekli toz ölçüm cihazı kalibrasyonu
24 / 56
Sürekli toz ölçüm cihazı kalibrasyonu
BATISÖKE
Fırın 2 Toz Ölçüm Cihazı (SICK OMD 41)
y = 24,586x - 102,09
R2 = 0,9749
0
25
50
75
100
125
150
0 2 4 6 8 10
Cihazda ölçülen değer (mA)
To
z k
on
san
trasy
on
u
(mg
/Nm
3)
25 / 56
26 / 56
27 / 56
28 / 56
29 / 56
30 / 56
31 / 56
32 / 56
33 / 56
34 / 56
35 / 56
36 / 56
37 / 56
38 / 56
39 / 56
40 / 56
41 / 56
42 / 56
43 / 56
44 / 56
45 / 56
46 / 56
47 / 56
2
1
3
6 7
8
9
10
11
4
5
Hazır Beton
1-Rampa
2- Agrega Bunkerleri
3- Agrega Tartı Bandı
4- Agrega Bandı
5- Çimento Silosu
6- Çimento Helozonu
7- Çimento Kantarı
8- Karıştırıcı
9- Su Tartı Kantarı
10- Boşaltma Suyu
11- Agrega Biriktirme Bantı
Hazır Beton Tesisi Akım Şeması
Recommended