Katalog

H A V A K lR L İ L İ Ğ IAR A Ş T I R M A nara bırakalım. 4.55.0 mılyon [ton/yıl] gibi büyük ölçekli bir ithal kömürün ekonomik ve sağlıklı bir şekilde Istanbul'da nakıl ve boşaltma işlemlerinin yapılabileceği derin limanları yoktur. • Istanbul'un kömür ihtiyacı ne kadardır? 1995 yılı demografık kestirimine göre Istanbul'un nüfusu 9.2 milyondur ve 1945 yılından bugüne nüfus artış hızı ise yaklaşık % 4'tür. Ülkemızin genel nüfus artış hızının % 2.45 olduğu dikkate alındığında yaklaşık olarak % 1.6 oranında nüfusu "göç" yolu ile artmıştır. Göç yolu ile nüfus artışının önümüzdeki 510 yıl içinde de devam edeceği rahatlıkla ileri sürülebilir. 1995 yılı için fert başına kestirilen kömür tüketimi 0.32 TEP (1 ton petrol eşdeğeri cinsınden) olup ortalama 3500 [Kcal/kg]'lik Istanbul kömürü cinsınden alınan büyüklük 9.914 [ton/fertyıl]'a karşı gelmektedir. Bu değerden hareketle Istanbul kenti için kömür ihtiyacı mertebe yakınsaklığı içinde 89 milyon [ton/yıl] olarak hesaplanabilir. Ne yazık ki Istanbul dolayında bulunan kömür yataklarının rezervleri konusunda sağlıklı "mühendislik verilerı" mevcut değildir. Kömür üreticılerınden edinilen bilgiler baz alınırsa üretım potansiyeli 4.55.0 milyon [ton/yıl] açık işletme ile "işletilebilır" toplam rezerv mıktarı ' * ıse 2015 milyon tondur. Diğer kelimelerle, var olan linyit yataklarının "ışletme ömrü" yaklaşık 4 yıl olarak hesaplanmaktadır. Trakya'nın çeşitli bölgelerindeki belirlenmiş linyit rezervleri Istanbul'un 2000'li yıllardaki kömür tüketimini karşılayabilecek ideal bir "potansiyel" oluşturmaktadır. Trakya'nın toplam linyit potansiyeli (rezerv+kaynak bazında) 432 milyon ton'dur. (Arıoğlu, Uz, Esenli, 1989; Arıoğlu 1994) Bu miktarın % 48'i görünür+muntemel rezerv sınıfı ile temsil edilmektedir.) Kömürlerin orijınal bazda (alındığı gibı) ortalama teknolojik büyüklükleri: Alt kalorifik değer 2410 Kcal/kg) su içeriği % 33. kül % 23.5, toplam kükürt (organik kükürt+prıtik kükürt+sülfat kükürt) % 1.87'dir. Havada kurutulmuş (% 15 su içeriğinde) kömür durumunda ise ortalama alt kalorifik değer 3470 [Kcal/kg] düzeyinde olabilmektedir. • Maden Mühendisliği disiplini bakımından kömür kullanımında "hava kirliliği"ni azaltabilecek "önleyici önlemler" nelerdir? Uretılen "tüvenan kömür" çeşitli kömür hazırlama ve zengınleştirme proseslerinden geçırilmek suretıyle "kül içeriği" büyük ölçüde azaltılacağından zenginleştırılen kömür "alt kalorifik değeri" de anlamlı şekilde yükseltilmektedir. Bu sonuç ise ulusal ekonomımiz açısından olağanüstü çnemlidir (Arıoğlu, E., Yüksel, A., 1984). Fiziksel yöntemlerin uygulanması ile kömürün "organik kükürt" içeriği üzerinde herhangi bir değişiklik yapmak mümkün değildir. Kısaca "fiziksel yöntemler" tüvenan kömürden sadece "piritik ve sülfat kökenli kükürt"ün arındırılmasında etkili olabılmekte, bu da yöntemin toplam kükürt" arındırma ferformansının" en ideal koşullarda bile işleme giren tüvenan kömürün piritik kükürt (yanabilir kükürt) içeriği ile sınırlı olduğunu ortaya koymaktadır. (Ateşok, G. 1986; Masters, G.M., 1991). Kömür hazırlama ve zenginleştirme işlemleri ile en ideal koşullarda arındırılabilecek maksimum kükürt miktarı % 50 mertebesındedir. Kuşkusuz toplam kükürt içeriğinde "piritik kükürt"ün ağırlıklı olarak buîunması durumunda kömür ha ğında bir sapma verebileceği kesinkes hatırda tutulmalıdır. (Bu bağıntılardan hesaplanan ilk yatırım büyüklüğünde kömür stoklama, taşıma, silolar, temiz ve kirli suyun temini ve atılması gibi unsurlar dahil edilmemıştir.) Y= 244728[Q]06, [$] (2) Y= İlk yatırım büyüklüğü. [$]; Q= Kömür yıkama tesisinin kapasitesi, [ton/saat]. (Ifade 300 [ton/saat] < Q < 800 [ton/saat] için elde edilmiştir. örneğin Q= 350 ton/saat'lik bir yıkama kapasitesi için ilk yatırım büyüklüğü yaklaşık şekilde 8.225 milyon $ olarak kestırilebılır.) Bırim ton kömürün "Yıkama malıyet şarjı" ise keza tesisin kapasitesi [ton/saat] ve uygulanacak yıkama yöntemlerine bağlıdır. Sadece büvüklüğü konusunda bir örı fikir vermek gerekirse 1993 Ağustos itibarıyla gerçekleştirilmiş Tunçbilekömerler Kömür Yıkama Tesisi işletme maliyeti (tesisin amortisman bedeli+işçilik+elektrık+bakım+onarım+ vb. şarjlar) tüvenan birım ton başına 30725 [IVton] merte.besinde hesaplanmıştır (Ün.* ver, ö. 1994). Bu maliyet Şttk Şarjı 2,118 [$/ton] 1993 yılı \ a düzeyindedir ve ABD'deki I kömür yıkama maliyetleri 1 (1.54 [$/ton] ile iyi uyum göstermektedir. •Kullanılan sobaların, ısıtma kazanlarının yaşanmakta olan "hava kirliliği"ne etkileri var mıdır? özellikle Gazi Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü'nde uzun süreden beri ,l gerçekleştırilen ayrıntılı yıka* ma deneylerınin sonuçlarına göre piyasadaki mevcut sobaların ve ısıtma kazanlarının gerek "ısıl verım" başka bir deyişle yakıt ekonomisi yönünden gerekse CO, Cm Hn ve partıkül emisyonları açısından ülkemızde linyitlerin genel karakteristik özelliklerıne (uçucu madde ve kül içeriği yüksek, alt kalorifik değeri düşük) uygun tasarlanmadıkları rapor edilmektedir. Kısaca; sobaların, ısıtma kazanlarının ısıl verimlerinin yükseltilmesi ve emisyon davranışlarının iyileştirilmesi; yakıt tüketiminin, kullanım maliyetlerinin ve hava kirlıliğine yol açan CO ve Cm Hn partikül (duman) emisyonlarının eksik yanmasından kaynaklanan azaltılmasına olağanüstü katkı sağlayacaktır. Daha açık bir deyişle kömürün "kalite yükseltme" çalışmalarına paralel olarak sobaısıtma kazanlarının mevcut yerli linyitlerimize uygun şekilde tasarlanmaları, üretilmeleri ve yakılmaları konusunda da kesinkes "lyıleştirme çalışmalan"na başlanılmalı ve her iki çalışma aynı ağırlıkta yürütülmelidir. • Istanbul'da yaşanmakta olan "hava kirliliği" olgusuna gecekondulaşma ve plansızdenetimsiz kentleşmenin katkıları var mıdır? Istanbul'da bulunan gecekondu sayısı konusunda kesin bir bilgı yoktur. Nüfusun % 60'ının gecekonduda barındıığı gerçeğinden hareket ederek, 9.2 x 10 6 fert x 0.60 / 4.5 [fert/gecekondu]= 1.23 milyon adet gecekondu bulunduğu kestirılebilir. Tüketilen kömür ıse, 1.23 x 10^ gecekondu x 3 ton / gecekondukış sezonu= 3.7 milyon ton olarak hesaplanabilir. Bu değer kabaca 4 milyon [ton/yıl] kabul edilebilir. SO2 emisyonu bakımından bu büyüklük irdelendığinde % 1 yanabilir kükürt içeriği kömür kullanıldığı varsayımı ile en fazla 80.000 [ton/yıl] SO2 emisyonu demektir. Kullanılan ticari sobaların ısıl verimi en iyimser kabul ile ortalama % 40 (işletme koşullarında) düzeyindedir. Soba tasarımlarında geliştirilecek "iyileştirmeler" sonucunda bu verim işletme koşullarında % 60'a kadar yükseltilebilir. Gecekondularda yalıtım konusunda da alınabilecek basit ve ekonomik önlemler sonucunda toplam yakıt tüketimi rahatlıkla % 10 mertebesinde azaltılabilir. Tüm bunların gerçekleştirilmesi sonucunda SO2 emisyonu aynı kömür özellikleri için, 4 x 106 [on/yıl] x 0.66 x 0.9 x(2x 0.01) [kg/kg] = 47520 [ton/yıl] olarak belirlenebilir. Açıktır ki sobaların ısıl veriminin yükseltilmesi sonucunda yakıt tüketiminde gerçekleştirilebilecek "azaltma" yolu ile "kirletici emisyonlar" çok anlamlı düzeylerde düşürülebilir. Arıoğlu, E., Yüksel, A.: Türkıye'de Linyit Madencılığı'nln Sorunları ve Çözüm Onerılerı, Bırsen Kıtabevı, Istanbul, 1984. Arıoğlu, E., Uz, B.. Esenli. F.: "Trakya Bblgesı'nın ünyıt Kaynaklarına Toplu Bakış", Akdenız Unıversıtesı, Isparta Mühendislik Fakultesı Dergisi, Isparta, 1987. Arıoğlu, E.: "Ülkemızin Linyit Sektörüne Genel Bakış," (Dunyada ve Türkıye'de özelleştırme. (Edıtör E Arıoğlu), Turkıye Maden işçılerı Sendıkası, Ankara, 1994 Arıoğlu, E.: "Turkıye Linyit Madencılığı, Istanbul Komurlerı'nın Teknolojik özellikleri ve Yakot Fiyatlarının Karşılaştırılması", GEMAD Konfreans Salonu. Istanbul, 1994. Arıoğlu, E.: "Yerlı Kömur Fıyatlarımızın Brim Kalorifik Değer Bazında Doğalgaz ve Dışalım Kömur Fıyatlarıyla Karşılaştırılması", 2000'lı Yıllara Doöru ünyıt Sektörumuz Sempozyumu, Maden Mühendıslerı Odası, Ankara, 1994. Ateşok, G.: Komur Hazırlama, Kurtış Matbaası. Istanbul 1986. Ateşok, G., Yıldırım, I.: "ÇEvre Kırlılığı Açısından Kömür Denetıml, Meslek Içı Eğıtlm Semınen, İTÜ Maden Fakultesı, Istanbul, 1994. Bretschneıder, B., Kurfürst, J.: Air Pollution Control Technology, Elsevıer, Amsterdam, 1987. Dokuz Eylül Unıversıtesı Müh. Fak. Maden Muh. ve Çevre Müh. Bölümü: "T.K.I. Ege Lınyıtleri Işletmesı Kömürlerinin Klasık Yakma Sıstemlerınde Yanma Sonucu Oluşturukları Emısyonların Etudu", Nıhaı Rapor, Izmır, 1994. Durmaz, A ve Arkadaşlarr "Ankara'da Kullanılan Isıtma Sıstemlerımn Isıl Verımlerı ve Emisyon Faktörlen", Yanma ve Hava Kırhliğı Kontrolu Ikincı Ulusal Sempozyumu, Anadolu Üniversitesi Gazı Unıversıtesı, Eskışehır, 1994. Durmaz, A., Ercan, Y., Boran, A.: "Yuksek Verımlı ve Düşuk Hava Kırletıcı Emısyonlu Bir Linyit Sobasının Gelıştırılmesı", Yanma ve Hava Kırlılığı Kontrolu Ikincı Ulusal Sempozyumu, Anadolu UniversıtesıGazı Unıversıtesı, Eskışehir, 1994. Ekıncı, O.: Istanbul'u Sarsan On Yıl, Anahtar Kıtaplar. 1994. llten, N . Mertbaş, ö., S.. "Yanmada Kömur Tane Irılığının Emısyonlara Etkısı", 3. Yanma Sempozyumu, Istanbul Teknık ÜnıversıtesıUludağ Unıversıtesı, Istanbul, 1993. Masters, G.M.: Inroductıon to Envıronmental Engıneenng and Scıence, Prentıce Hall, Inc, New Jersey, 1991. Peavy, H.S. ve Arkadaşları: Envıronmental Engıneerıng, Mc Graw Hıll, Inc, New York 1985 Saygın, ö "Bıyokutleden Ener|T, Cumhurıyet Gazetesı Bılım Teknık Dergısı Ekı, Sayı 403, Aralık 1994. Şahın, V : Ener|i Sektörunde Geleceğe Bakış, ArzTalep ve Polıtıkalar, TÜSİAD, Istanbul, 1994 Yıldınm, F.B.: Çevre ve Yerel Yönetim, T.C Başbakanlık Toplu Konut Idaresı Başkanlığı, Istanbul, 1993. Unver, ö.: "Kömur Zenginleştirme Tesıslerının Ekonomisi", Madencılık, Cılt XXXIII, Sayı: 3, Maden Müh. Odası Yayını, Ankara. 1994 Kaynaklar: zırlama ve zenginleştirme proteslerinin hava kirliliği'nin azalması yönündeSO2 emisyonu bakımındankatkısı daha da anlamlı olacaktır. Yıkanmış kömürün tane boyutu ve kalitesi "üniform" ve daha da dar sınırlar İÇinde değişeceğınden yanma daha "verimli" gerçekleşmekte, sonuçta "toz+duman" emisyonunda anlamlı azalmalar söz konusu olmaktadır. Açıktır ki kül miktarı azaldıkça duman miktarı da büyük ölçüde azalmaktadır (Ünver, ö, 1994). (llten, NMertbaş,O.S., 1993)'in yanma araştırma sonuçları da anlamhdır. Şöyle ki linyit kömürlerinin düşük kapasıteli ızgaralı yakma sisteminde "CO emısyonu"nu en az oluşturan bir "kritik tane ıriliği" söz konusudur. örneğin Soma kömürlerinde belirtilen kritik tane iriliği 2030 mm olarak elde edilmıştir. (Oluşan CO emisyonu ıse 200100 ppm ıdi.) Daha açık bir anlatımla bu tane iriliğinin altında ve üstünde kömürün yakılması durumunda "CO emisyonu" önemli boyutlarda artış göstermıştir. "SO2 emisyonu" ise kullanılan tane irıliğinden tamamen bağımsız olduğu gözlenen dığer bir sonuçtur. Yatırım büyüklüğü açısından kömür lyıleştirme+zenginleştirme tesislerı ırdelenirse, genel olarak kapasiteye bağlıdır ve şu amprik bağıntıdan hesaplanabilir. Bu bağıntı sadece ön değerlendirme amacı için gelıştırılmiştir. Kömürün yıkanabılme özelliklerı ve kullanılan yönteme göre regresyon ıfadesinin * % 30 aralı . * Prof. Dr., İTÜ Maden Müh. Böl. Öğretim Üyesi. Maden Müh. Odası Istanbul Şubesi Başkanı 47572