PERSPEKTİF 6. Sayı (Ocak Şubat 2006)

Geri dönüşümü ekonomik olmayan atıkları yok etmenin yaygın olan iki yöntemi vardır: Atık tesislerinde ve atık termik santrallerinde yakma ve gazlaştırma.
Gazlaştırma, atık olarak (tehlikeli olanlar ve diğerleri) adlandırılan malzemelerin içinde bulunan geri dönüşümü mümkün olan kimyasal maddelerin ayrıştırılması ile artı değer oluşturur ve bununla birlikte yanması çevresel açıdan sorun olmayan yapay gaz (Syntetic gas-syngas) elde ederek enerji (ısı ve elektrik) üretiminde ve kimya sektöründe doğal gaza alternatif bir gaz yakıt ortaya çıkarır.

Gazlaştırma 1940’lı yıllardan beri endüstriyel alanda rafinerilerde ve kimya-gübre sanayinde kullanılmaktadır. Ancak gazlaştırma, özellikle kömürün gazlaştırılması 19. yüzyıldan itibaren havagazı (town gas) elde edilmesi için İngiltere’de kullanılmaya başlanmış, doğalgazın ucuz ve işletmesi kolay olması nedeniyle önemini giderek kaybetmiştir. Ülkemizde havagazı üretimi tamamen durdurulmuş olmasına rağmen bazı ülkelerde (örneğin İsveç) havagazı üretimine ve kullanımına devam edilmektedir.

Son yirmi yılda gazlaştırma teknolojisinde gelişmelerle verimliliğinin artması ve petrolün-doğalgazın rezervlerinin azalması ve pahalılaşması nedenleriyle gelişmiş ülkelerde gazlaştırmanın önemi yeniden fark edilmiştir. Özellikle çevre sorunu yaratan rafineri atıklarının, ağır petrolün, yüksek kükürtlü fuel-oil ve arıtma çamurları ile belediye çöplerinin çevreye zarar vermeden enerjiye dönüşebilen yapay gaz üretiminde ve bazı kimyasal maddelerin elde edilmesinde gazlaştırma prosesi kullanılmaya başlamıştır.

1999 yılında Gazlaştırma Teknolojileri Kurumu (Gasification Technologies Council) bağlı kuruluşlarınca dünya üzerindeki gazlaştırma uygulamaları araştırmasında Kuzey-Güney Amerika, Avrupa, Asya, Avusturalya ve Afrika kıtalarında 28 ülkede 160’dan fazla ticari ölçekte gazlaştırma tesislerinin bulunduğu tespit edilmiştir. Bu tesislerin günlük yapay gaz(Syngas) üretiminin 770 000 varil petrol eşdeğeri 430 Milyon Nm3 olduğu belirlenmiştir.

Önceleri gazlaştırma prosesinde ortaya çıkan yapay gaz (Syngas) kimyasal madde üretiminde ana girdi iken, 1990 yıllardan itibaren enerji (Isı-elektrik) elde edilmesinde yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. 1990 yılında toplam yapay gazın % 60’ı enerji üretiminde kullanılırken bu oran 2000’li yıllarda % 75’i geçmiştir. Ağırlaşan petrol ve doğalgaz faturaları ve bunların enerji üretiminde kullanılmasının küresel ısınmaya sebep olarak çevreye zarar verdiğinin belirlenmesiyle alternatif enerji üretim yöntemlerinin önemi artmıştır.

Gazlaştırma nedir?

Gazlaştırma, içinde karbon (C) elementi bulunan herhangi bir malzemenin büyük oranda karbonmonoksit(CO) ve Hidrojen (H2) den oluşan yapay gaza (SYNGAS) dönüştürülmesi prosesidir. Bu gaz termik santralarda yakılarak buhar-buhar türbinleri yoluyla elektrik ve ısıtma enerji olarak kullanılabildiği gibi petrokimya ve rafineri tesislerinde anagirdi (hammadde) olarak da kullanılabilmektedir.*

Gazlaştırmada kullanılan hammaddeler: Kömür Ğözellikle düşük kalorili kömürler, yüksek kükürt içeren fuel-oil, petrol koku, bio-kütleler ve her türlü atıklardır (rafineri atıkları, arıtma çamuru, tehlikeli atıklar, evsel atıklar, vb.). Bu malzemeler gazlaştırıcı ya katı ya da yoğun akışkan (viskositesi yüksek) halinde beslenmektedir. Bu malzemeler gazlaştırıcıda buhar ve oksijenle (O2) yüksek sıcaklıklarda (1000-1400 oC) düşük oksijenli ortamda işleme tabi tutulur. Burada karbon monoksit (CO) , hidrojen (H2) (hacim olarak % 85 den fazla), metan (CH4) ve karbon dioksit (CO2) içeren yapay gaz (Syngas) elde edilir.

Gazlaşmayan maddeler gazlaştırıcı altından cüruf halinde çıkar. Çıkan cüruf inşaat sanayiinde katkı maddesi olarak kullanılmaktadır.

Yapay gazın temizlenmesi sırasında tutulan uçucu maddeler aktif karbon olarak sanayi hammaddesidir. Ayrıca gazın temizlenmesi sırasında uzun hidrokarbon bileşikleri ve kükürt bileşikleri petrokimya tesislerinde hammadde olarak kullanılabilmektedir.

Yapay gaz (Syngas) bazı proseslerden geçirilerek yakıt ve kimyasal maddeler elde edilmesinde kullanılmaktadır. Temizlenmiş yapay gaz gaz motoru/türbinlerde yakılarak jeneratorler yoluyla elektrik enerjisi elde edilmesinde kullanılmaktadır. Gaz türbinlerinin atık ısılarından atık ısı buhar jeneratörlerinden elde edilen buhardan buhar türbin-jeneratörleri yoluyla da elektrik elde edilmektedir. Burada elde edilen çürük buharda ıstmada ve tesisin proses buhar gereksinimini karşılamakta kullanılabilmektedir. IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) Gazlaştırma Entegre Kombine Çevrimi çevre açısından en temiz ve en verimli elektrik üretim yöntemidir.

Düşük enerji değerli ve çevresel sorun yaratan atıkların çimento fabrikaları ve atık yakma tesisleri (Incinerator) nde yakılarak yok edilmesi gelişmiş ülkelerde giderek terk edilen bir yöntemdir. Gazlaştırma ise çevreci enerji üretim yöntemi olmasının yanı sıra atık malzemenin içindeki bazı kimyasal maddelerin endüstriye geri kazanılmasını sağladığı için ve çevreye yaydığı emisyon değerlerinin çok düşük olması sebebiyle de gelişmiş ülkelerde giderek çok daha fazla tercih edilmektedir.

Gelecek aylarda gazlaştırma ile yakma sistemlerini verimlilik ve çevresel etkiler açısından karşılaştırmalı olarak incelemeye devam edeceğim. Sonuç olarak gazlaştırma bir yakma prosesi değildir ve atık bertaraf yöntemi olarak kullanılması 21. yüzyıla yakışır çağdaş bir uygulamadır. Sağlıklı bir çevre, kıt kaynakların yok edilmesiyle değil geri kazanılması ile ulaşılabilir olacaktır.

Tüm sevdiklerinizle birlikte mutlu, başarılı ve sağlıklı bir yıl geçirmenizi dilerim.

Tipik Gazlaştırma Kombine çevrimi-IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) Aralık 2005.

www.gasification.org’tan alınmıştır.

COŞKUN MANÇUHAN
coskun@ecoprotech.com