Yeşilden Gelen Enerji:
BİYOKÜTLE|
3.Bölüm

Sanayi devrimiyle birlikte alevlenen enerji tüketimi çılgınlığının sonucunda fosil kaynakların kullanılmasıyla birlikte atmosferdeki karbondioksit oranının en yüksek düzeye ulaşması ve bunun sonucunla oluşan kötü çevre şartları alternatif enerji kaynaklarına olan ilgiyi arttırmış ve bu kaynaklara uygun teknolojileri kullanmaya neden ihtiyacımız olduğu fikrini ortaya atmıştır. Bu noktadan hareketle, bu yaşam tarzında, alternatif enerji kaynakları ve onları kullanabileceğimiz teknolojiler bağlamında biyokütle kaynaklarını ve biyokütleden enerji üreteme yöntemleri iyi anlayıp, hayatımıza geçirmemiz gerekiyor.

A- A+

11.10.2013 tarihli yazı 19301 kez okunmuştur.

1) Biyokütleye Uygulanan Fiziksel Prosesler

1. Su giderme

2. Kurutma

3. Boyut küçültme

4. Yoğunlaştırma

5. Ayırma

Su giderme işleminde nem, sıvı fazda gideriliyor.

Kurutma işleminde nem, buhar fazda gideriliyor.

⇒ Yoğunlaştırma Prosesleri

1. Presleme

2. Briketleme

3. Peletleme

4. Balyalama

Avantajları:

• Taşıma, depolama kolaylığı sağlar.

• Besleme kolaylığı sağlar.

• Enerji yoğunluğu artırılmış olur.

• Stabilite artırılmış olur.

• Tozlaşma engellenir, temiz yakıt üretilmiş olur.

a) Pelet (PELLET)

Odun artıklarının kurutulup, öğütülerek talaş haline getirildikten sonra yüksek basınçla sıkıştırılmasıyla elde edilen 4-10 mm çap, 10-50 mm uzunluktaki yakıt topaklarıdır.

Pelet Kullanımı;

• Enerji değeri → 1 kg odun peleti ~ ½ L fuel-oil,

• 15 kWh lik ısı gereksinimi için 3000 L fuel-oil, 6000 kg odun peleti,

• Ev, bina ısıtması,

• Biyokütle santrallerinde, termik santrallerde kömürle ortak yakma ile ısı ve elektrik eldesi,

• 2009 yılı Dünya’da 430 pelet üretim tesisinde 15 milyon ton pelet üretimi,

• 2030 yılında Dünya’da 350-400 milyon ton üretim öngörülüyor.

Pelet Üretim Teknolojisinin Aşamaları;

b) Briket (BRIQUETTE)

Odun talaşının yüksek basınçla sıkıştırılmasıyla 65 mm genişlik, 25-200 mm uzunluk ve 15-20 mm kalınlığında dikdörtgen prizma şeklinde üretilen yakacak maddesidir.

Pelet ve Briket Özellikleri Karşılaştırması;

Kullanılabilecek Diğer Atık Malzemeler;

• Odun atıkları (talaş, ağaç kabuğu, odun yongaları, vb.) dışında ayrıca aşağıdaki malzemeler de kullanılabilir.

• Zırai atıklar (fındık, badem, ceviz kabukları, mısır koçanları, kiraz çekirdekleri, kurumuş zeytin, ayçiçeği çenekleri, hububat kabukları, ...)

• Bitki atıkları (bitki sapları, saman, bitkilerin büyüme devresindeki atıkları, yapraklar, ...)

• Belediye ve endüstri atıklarının biyolojik kısmı.

• Gübre, biyolojik çamur.

• Endüstri atıkları (selüloz, kağıt, karton fabrika atıkları, diğer fabrika biyolojik atıklar, ...)

Pelet - Briket Faydaları;

1) Enerji yoğunluğunun artırılması, aynı ağırlıktaki yakacak oduna göre daha fazla ısı verir, daha temizdir ve daha uzun süre yanarlar.

2) Depolama alanının azaltılması (Depolama üstünlüğü),

3) İşleme biçiminin ve taşımanın kolaylaştırılması ve masrafların azaltılması (Nakliye üstünlüğü),

4) Fermantasyon nedeniyle oluşan madde kaybının ortadan kaldırılması,

5) Dönüşüm süreçleri için kullanım kolaylığı sağlaması,

6) Daha az emisyona neden olur.

2) Biyokütle Doğrudan Yakma

Biyokütle yakıldığında, bu proses tersine döner ve fotosentezde absorplanmış olan enerji başlangıç reaktanları ile birlikte açığa çıkar (CO₂ ve H₂O). Günümüzde biyokütle enerjisinin % 95’inden fazlasıdoğrudan yakma ile elde ediliyor.

Biyokütle Yanması;

Yanma, her zaman gaz fazında gerçekleşir.

Biyokütle yanma mekanizmasının adımları:

1) Nem atılır,

2) Uçucu madde çıkışı, termal dekompozisyon başlar, 150-200 °C,

a) Yanmayan uçucular (H₂O, CO₂),

b) Yanabilir uçucular (CO, CH₄), yanma hızlıdır.

3) Char oluşur, yanma heterojen fazda oksijenin yüzeye difüzyonu ile devam eder, yavaştır, 400 - 800 °C, sıcaklık 1500 °C' ye kadar çıkabilir.

Adyabatik Alev Sıcaklığı;

Yanma işlemi sırasında çevreye ısı geçişi OLMAZ ise yanma ürünlerinin sıcaklığı en yüksek dereceye ulaşır ve bu sıcaklık reaksiyonun adyabatik alev (yanma) sıcaklığıdır.

Maksimum alev sıcaklıkları:

• Benzin: 2310 °C

• Hidrojen: 2045 °C

• Doğalgaz: 1880 °C

• Biyokütle: 1500 °C

Yanma sıcaklığını nem içeriği ve hava fazlası etkilemektedir. Taze biyokütlenin yüksek nem içeriği vardır.

• Karasal biyokütle: %40-60

• Suda yaşayan biyokütle: %80

• Çöpler: %10-30

• Kanalizasyon atıkları: %95

Emisyonlar;

Biyokütle çeşidi, fiziksel, kimyasal özellikleri emisyonlar açısından çok önemlidir.

Fosil yakıtlara göre çoğunlukla:

1) Daha az SOx, NOx, CO2 oluşturur,

2) Kül problemi daha azdır,

3) Ağır metaller daha azdır,

Kentsel katı atıklar (MSW, municipal solid waste), yüksek klor içeriğine sahiptir.

Otomobil lastikleri, yüksek kükürt içeriklerine sahiptirler.

Pirinç kabuğu, yüksek silis içeriği değerine sahiptir.

Biyokütle Yakma Sistemleri;

Konvansiyonel biyokütle yakma sistemleri:

1) Sabit yatak

Yatay, Eğimli, Titreşimli, Hareketli

2) Akışkan yatak

Kabarcıklı, Dolaşımlı

3) Biyokütle Kullanımı Avantajları

♦ Tükenmez bir enerji kaynağı, yenilenebilir, sürdürülebilir.

♦ Hemen her yerde yetişir.

♦ Çevre kirliliği oluşturmaz.

♦ Sera etkisi oluşturmaz (CO₂ fosil yakıtlara göre % 75 daha azdır)

♦ Asit yağmurlarına yol açmaz (Az miktarda kükürt ve ağır metal içerirler, parçacık emisyonları kontrol edilebilir özelliktedir).
♦ Her ölçek enerji verimi için uygundur.

♦ Depolanabilir.

♦ Sosyo-ekonomik gelişmeye katkıları vardır.

♦ Organik maddelerin kaybolmasını önler.

♦ Değerlendirilemeyen atıkları ekonomiye kazandırır.

♦ Ormanların bakımını artırır.

♦ Orman yangınlarını azaltır.

♦ Enerji ithalatımızın azaltılmasına katkıda bulunur.

4) Biyokütle Kullanımı Dezavantajları

♦ Düşük çevrim verimi,

♦ Enerji tarımı düşünüldüğünde tarım alanları için rekabet oluşturması,

♦ Su içeriğinin fazla olması.

Biyoyakıtların ülkemizde uygulanır olması için gerekli potansiyel, bilgi birikimi ve altyapıya sahibiz!