Kentsel Katı Atıklardan Enerji Üretimi

atıklardan-enerji-üretim-tesisielektrik-uretim-tesisikati-atikların-enerjiye-donusumuHızla artmakta olan nüfus, kentleşme ve sanayileşme, beraberinde kentsel atık miktarını da hızla arttırmakta ve kentler için giderek daha büyük sorunlar teşkil etmeye başlamaktadır. Geçmişte uygulanan , insan sağlığı ve çevre açısından büyük riskler taşıyan kentsel katı atıkların vahşi döküm sahalarına gelişi güzel dökülmesi artık giderek geçerliliğini kaybetmektedir.

Kentsel katı atıkların bu teknolojilerle bertarafı ve geri kazanımı bilindiği gibi büyük maliyetler olusturmaktadır. Dolayısıyla bu ürünlerden elde edilecek yeni ürünlerin ekonomik olup olmayacağı sorusu gündeme gelmiştir. Atıklardan elde edilebilecek ürünler geri kazanılabilir maddeler, kompost ve enerjidir. Atıklardan Enerji olarak geri kazanım üzerinde en çok durulan konulardan biridir.
Hala yeterli olmamakla beraber bugün dünyada atıklardan enerji üreten ve özellikle lokal
enerji ihtiyacının büyük kısmını karşılayan birçok tesis mevcuttur.

Atıklardan enerji üretilmesi olayı ise bu atıklardaki enerji değerinin fark edilmesiyle, yaşam alanlarının bu atıklardan kurtarılmasının yanı sıra enerjisinden de faydalanma fikri oluşmuştur. Günümüzde gelişmiş ülkelerde kentsel katı atıklardan enerji üretmek amacıyla birçok tesis kurulmuştur. Kentsel katı atıklardan enerji elde etmek için bir takım teknolojiler kullanılmaktadır. Bu teknolojiler ise,

–  Düzenli depolama
–  Yakma
–  Gazlaştırma
–  Anaerobik çürütme aşamalarından oluşmaktadır.

Düzenli Depolama
Atıkların arazide depolanması atıkların bertarafı yöntemlerinin en ilkeli ve en yaygın olanıdır. Katı atıkların araziye gelişigüzel atılması, sızıntı suyu ve olusan gazın kontrolünün yapılmaması vahsi depolama olarak tanımlanmaktadır. Düzenli depolama ise basit olarak katı atıkların, sızdırmazlığı sağlanmış büyük alanlara dökülmesi, sıkıstırılması ve üzerinin örtülerek tabii biyolojik reaktör haline getirilmesi olarak tanımlanabilir. Düzenli depolamada sızıntı suyu, depolama alanı gaz emisyonları, çöplerin dağılımı ve koku kontrolünün kolaylaştırılması için sahanın mühendisliğinin yapılmış olması gerekmektedir. Katı atıkların çevreye vereceği bu zararı önlemek için taban kaplaması, günlük örtü tabakası, üst kaplamalar, yüzeysel drenaj, sızıntı suyu drenajı ve depo gazı kontrol elemanlarının
olması gerekir.
Depolama sahasında biriken kentsel katı atıkların bozunması sonucu başlıca metan ve karbondioksitten meydana gelen depo gazı oluşur. Çevreye yayılarak patlamalara, zehirlenmelere sebep olabilecek depo gazının yatay veya düsey gaz toplama sistemi ile toplanıp meşalelerde yakılması veya enerji üretmek suretiyle degerlendirilmesi gerekir. Depo gazının en önemli özelliği içeriğinde ki metan gazından dolayı enerji değeridir. Ortalama alt kalorifik deger metre küp basına 19750 kJoule civarındadır. Depolama sahası kapatıldıktan sonra uygun teknoloji kullanılarak depo gazından enerji elde etmek mümkündür. Bir milyon ton çöpün ayrışması sonucu 510 m3/gün depo gazı geri kazanılabilir, bu deger yaklasık 800 kW elektrik üretimi için yeterlidir. Depo gazından enerji üretim tesisinin ömrü 10-20 yıl arasında değişmektedir. Depolama sahası yaşlandıkça zaman içinde gaz oluşum hızı kademeli olarak düşer.

Yakma

Ekran-AlıntısıKentsel katı atıklar, hacim azaltılması, stabilizasyon, patojen mikroorganizma giderimi ve enerji elde etmek amacıyla yakılırlar. Yakma teknolojisinin avantajları olduğu gibi dezavantajları da vardır. Avantajları: ağırlıkça %75, hacimce %90 azalma sağlamasıdır. Dezavantajı ise, yakma sonucu oluşan baca gazı emisyonlarının hava kirliliğine neden olmasıdır. Baca gazı arıtma sistemleri de maliyeti oldukça yükseltmektedir.

Atıklardan yakarak enerji elde etmek için atığın kalorifik değerinin 8000-9000 kJ/kg olması gerekmektedir. Kentsel katı atıkları yakma sistemleri ön arıtma metodolojisine göre ikiye ayrılır. Bunlar;
– İşlenmemiş katı atık yakma sistemleri (mass burning)
– İşlenmiş katı atık yakma sistemleri (RDF burning)
İşlenmemiş katı atık yakma sistemlerinde atık direkt olarak fırında yakılır. Baslıca ürün buhardır. Buhar direkt kullanılabilir veya elektriğe, sıcak suya, soğutma suyuna dönüştürülerek kullanılır. Izgara fırınları, evsel atık için kullanılan en yaygın fırın tipidir. Izgara fırınlarının uygulama alanları oldukça geniştir. Hem kapasitesi < 1 ton/saatten daha düsük olan tesislerde, hem de 50 ton/saatten daha büyük tesislerde kullanılmaktadır.
İşlenmiş katı atığın (RDF: Refuse Derived Fuel) bir yakıt olarak işlenmemis katı atığa oranla
avantajları vardır. Başlıca faydaları daha yüksek ve sabit kalorifik deger, fiziksel – kimyasal bileşimin homojen olması, transferinin daha kolay olması, yanma esnasında daha az hava fazlası gerektirmesi ve baca gazı emisyonlarının daha az olmasıdır. İşlenmiş katı atık genellikle akışkan yataklı yakma sistemlerinde yakılmaktadır. En basit formda bir akışkan yatak yakma sistemi kum yataklı dikey çelik bir silindir , genellikle refrakter kaplamalı, destekleyici bir ızgara yüzey ve
“tuyeres“ olarak bilinen hava enjeksiyon nozüllerinden oluşur. RDF için yaygın bir uygulama da çimento fabrikalarında ikincil yakıt olarak kullanılmasıdır. Böylece çimento fabrikalarının yakıt maliyeti düşürülmektedir.
Giren atıkların kalorifik degerinin % 70’i ila % 80’i enerji olarak değerlendirilebilir. Geri kalanı, fırının termik ısınları, cüruf ısısı, yakılmayan malzeme ve baca gazının ısı kaybı olarak kaybedilir. İşlenmemiş veya işlenmiş katı atık yakılarak oluşan sıcak baca gazlarından iki şekilde enerji geri kazanımı mümkündür:

1) Su duvarlı yanma odaları
2) Atık ısı kazanları.

Isı geri kazanım sistemlerinden sıcak su veya buhar üretilebilir. Sıcak su düşük sıcaklıkta endüstriyel ve lokal ısıtma amaçlı kullanılabilir.
Buhar ise çok yönlüdür, ısıtma amaçlı kullanılabileceği gibi elektrik üretimi için de kullanılabilir.

Gazlaştırma

Gazlaştırma terimi yakıtın stokiometrik hava miktarında daha az havayla yakıldığı kısmi bir yanma prosesini tarif eder. Gazlaştırma prosesi kentsel katı atıkların hacminin azaltılmasında ve enerji geri
kazanımı için verimli bir tekniktir. Gazlaştırmanın yanmaya göre en büyük avantajı elektrik üretim veriminin daha iyi olmasıdır. Temel enerji üretimi ise yanmadan daha düşüktür. Gazlaştırma prosesinde atığın kısmi yanması sonucu CO, H2 ve basta CH4 olmak üzere bazı doymuş hidrokarbonlardan oluşan yanabilir bir gaz yakıt elde edilir. Elde edilen gaz daha sonra içten yanmalı motor, gaz türbini ve boylerlerde yakılarak enerji üretilir.
Gazlaştırma sistemlerinde sadece işlenmiş katı atık kullanılmaktadır. Bu yüzden atıkların öncelikle ön arıtma prosesine tabi tutulmaları gerekir.

Anaerobik Çürütme

Anaerobik çürütme çöpün organik kısmının oksijensiz ortamda biyolojik olarak bozunmasıdır. Prosesin başlıca ürünü yaklaşık %64 CH4 ve %35 CO2’den olusan biyogazdır. Geleneksel olarak, anaerobik çürütme prosesi içinde asılı katılar bulunan sıvı atıkların (çiftlik atıklar, atıksular gibi) arıtılmasında kullanılmaktaydı. Ancak daha sonra kentsel katı atıklar üzerinde yapılan çalışmalar sonucu bu proses kullanılarak atıklardan enerji elde edilmesinin ekonomik açıdan elverişli olabilecegi görülmüştür.
Bir anaerobik çürütme sistemi ön arıtma, anaerobik dönüşüm, son arıtma ve sızıntı suyu ve gazların
arıtılması aşamalarından oluşur.
Anaerobik çürütme işlemi reaktörlerde gerçekleşir. Anaerobik çürütme atığın içerdiği katı miktarına
göre kuru (yüksek katılı) ve ıslak (düşük katılı) prosesler olmak üzere ikiye ayrılır. Ayrıca kesikli-devamlı ve tek aşamalı-çok aşamalı olarak da sınıflandırılırlar.

Sen de Bir Yorum Yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir