dÖner firin prosesİnde sİrkÜlasyon olayi- circulation phenomena

39
DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI (CIRCULATION PHENOMENA) ÖZGÜN ÇINAR

Upload: nael

Post on 08-Aug-2015

336 views

Category:

Documents


10 download

DESCRIPTION

DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

TRANSCRIPT

Page 1: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI

(CIRCULATION PHENOMENA)

ÖZGÜN ÇINAR

Page 2: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

1. GİRİŞ

Sirkülasyon veya uçucu elementler adı verilen Alkali , sülfür ve klor komponentlerin hammadde veya döner fırın yakıtı içerisindeki yüksek konsantrasyonu; döner fırın intikal bölgesi ,ön ısıtıcı , kalsinatör ve döner fırın içerisinde meydana getirdikleri malzeme yapışmaları , istenmeyen kemer oluşumları ve daralmalarla fırın işletmeciliği için önemli bir tehdit oluştururlar.

UÇUCU ELEMENTLER

SO3 , K2O , Na2O , Cl

Page 3: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• 2. SİRKÜLASYON OLAYININ MEKANİZMASI

Uçuculuk derecesine bağlı olarak sirkülasyon elementleri fırının sinter bölgesinde buharlaşır ve gazlar tarafından yoğuşarak hammadde beslemesi ve kısmende cidarlara yapıştıkları daha soğuk bölgelere doğru aktarılır.

Sonrasında hammadde yüzeyinde yeniden buharlaşmak üzere sinter bölgesine geri dönerler . Döner Fırın içerisindeki bu sürekli çevrim internal çevrim olarak adlandırılır. Sonuç olarak çevrim sirkülasyon elementleri çıkışının bunların hammadde ve yakıtla girişine eşdeğer olduğu noktaya ulaşır.

Sonuçta sirkülasyon elementlerinin hemen hemen tamamı sistemi klinker ile beraber terk eder. Ancak bu internal çevrimin yeteri kadar yüksek oranlarda oluşmasına bağlı olan bir durumdur. Bu çevrimin hacmi sirkülasyon elementlerinin uçuculuğuna bağlıdır. Daha soğuk hammadde ve cidarlar üzerindeki yoğuşma ile oluşan yapışkan eriyik tuzlar yeterli miktara ulaştıklarında hammadde akışkanlığını düşürerek cidarlara yapışmasına neden olabilirler.

Eriyik tuzların miktarları gerek uçucu elementlerin sisteme aşırı miktarlarda dahili olması ve gerekse yüksek uçuculuk nedeni ile sirkülasyon elementlerini fırın sisteminde ayırmak için bir fırın gaz by pass montajı ihtiyaç halini alabilir.

Page 4: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• Sirkülasyon elementlerinin küçük bir miktarı fırını bacadan atılan toz ile birlikte terkeder, Büyük bir kısım tozsuzlaştırma sistemi içerisinde tutularak geri dönüş malzemesi ile birlikte tekrar sisteme dahil olurlar. Bu ise sirkülasyon elementlerinin harici çevrimi olarak tanımlanır.

Normal şartlarda sirkülasyon elementlerinin ihmal edilebilir oranda düşük miktarları atmosfere atılır. Bunun yanı sıra hammadde içerisindeki sülfür ,sülfid (FeS2 , PbS , ZnS) veya organik komponentler halinde ise ihmal edilemez.Bu durumda sülfidler 400 C – 600 C lerde buharlaşarak fırın sistemini SO2 emisyonu olarak kısmen terkeder. f

Page 5: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• fig.1

Page 6: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

fig.3

Page 7: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• SİRKÜLASYON ELEMENTLERİNİN GİRİŞİAşağıda hammadde ve yakıtla giren sirkülasyon elementlerinin tipik girdi özellikleri belirtilmiştir. Birbirlerinden kabuklaşma oluşturmayan orandan, sert ciddi yapışmalara neden olan değerlere kadar oluşturdukları etkilere göre ayrılırlar. Bunun yanısıra tüm veriler genel anlamda özellikleri tanımlayabilir. Yapışma ve tıkanma problemlerine neden olan gerçek limitler ;uçuculuk derecesi,sıcaklık profili,yanmanın tamamlanması,hava fazlası faktörü gibi özelliklere de bağlıdır.

(KAYIPSIZ ESASLI) HAMMADDE İLE BİRLİKTE GİRİŞLER

*Alkaliler (K,Na) genellikle kil mineralleri ve feldsparlar arasında ara katmanlar olarak gözlenirler.

*Sülfür birkaç çeşit mineralojik formda sisteme girer

- Sülfat olarak Alçı CaSO4.2H20 ( fırın içerisindeki oran çok yüksektir)

Anhidrit CaSO4 (ayrışma temp.ü uçuculuk derecesine bağlı)

- Sülfid olarak Pirit FeS2 (Ayrışma temp.ü 500 C civarı ilk iki siklon tıkanmalara

neden olabilir.)

Page 8: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• * Kloridler genelde NaCl (deniz suyundan) veya KCl olarak sisteme dahil olabilirler.

Aşağıdaki veriler 4 ve 5 kademeli siklon sistemli fırınlar için geçerlidir ,ve external (dış çevrim) çevrimden gelen sirkülasyon elementleride dikkate alınarak bu elementlerin konsantrasyonlarının saf premixle gelenden daha fazla olacağı dikkate alınmalıdır.

Cl < 0.02 % Normal durum ,problem yok

> 0.05 % Sülfür çevrimine bağlı yüksek kabuk tutma problemleri

SO3 < 0.5 % Normal durum eğer yeterli alkali varsa problem yok

> 1.25% Toplam alkali girişi ve yakıttan gelen kükürde bağlı yoğun

tıkanma sorunları.

K20 < 1.0 % Normal durum ,problem yok

K2O > 1.5 % Kabuk bağlama problemleri , yanı sıra sülfatizasyon derecesi

molar alkali/sülfür oranı önemli

Na20 Uçuculuğu son derece düşük olduğu için Na20 resirkülasyonu ile bir yapışma ,

kabuklaşma sorunu söz konusu değildir.

Page 9: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

Yakıtla beraber gerçekleşen girişler

Aşağıdaki limitler 4 -5 siklon kademeli fırınlar için sözkonusudur.

Kömür S < 1.5 %

Kok S < 2 %

Fuel oil S < 2.5 %

Yaklaşık eşdeğeri : 5 g SO3 / kg cli.

Kömür S > 3 % Alkali ve sülfür girişine bağlı olarak ciddi tıkanma sorunları

Kok S > 4 % beklenmelidir.

Fuel oil S > 5 %

Yaklaşık eşdeğeri : 10 g SO3 / kg cli.

Gaz Kükürt miktarı normalde sıfır dır.

Page 10: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

SİRKÜLASYON ELEMENTLERİNİN ZENGİNLEŞMESİ / KABUK TUTMA VE YAPIŞMA TEHLİKESİ İLE KARŞI KARŞIYA OLAN BÖLGELER

Ayrı ayrı sirkülasyon elementlerine ve bileşimlerine bağlı olarak yoğuşma noktası

650 C – 1000 C lik bir range içerisinde yer alır.

Sülfatların ve bileşiklerinin yoğuşmaları 800C – 1000 C arasında gerçekleşir iken

kloridler ve bileşimlerinin kondenzasyonları 650C - 800C arasında gerçekleşir:

Bu nedenlerden dolayı sirkülasyon elementlerinin yoğuşması ile meydana gelen yapışmalar

bir yandan bu elementlerin kendilerine ve bileşimlerine bağlı iken

öte yanda fırın sisteminin kendine bağlıdır.

Page 11: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

SİRKÜLASYON ELEMENTLERİNİN ÇIKIŞI

KLİNKER

* Kloridler o kadar uçucucudur ki fırını klinker ile birlikte güçlükle terkederler.

Ancak D.Fırın sinter bölgesinin geniş çapta soğutulduğu ya da büyük malzeme topaçlarının içerisine gömülü oldukları anlarda fırını büyük miktarlarda terkederler. Bununla beraber normalde kloridler fırın sisteminde geniş bir çevrim yaparlar ve gaz bypass ile dışarı taşınmalıdırlar.

* Sülfür ve alkaliler fırın sistemini ya aşağıda belirtilen klinkerin erken dayanımını artıran alkali sülfat bileşimler :

K2SO4 , K3NaSO4,Na2SO4,Ca2K2(SO4)3,CaSO4(nadir)

ya da; K Belit ve alüminat ile

Na Aluminat ile

SO3 Belit ile birlikte terkeder

Kalsiyum anhidrit CaSO4 oldukça uçucudur(1000 C üzerinde yapısal bozulma) ve bu nedenle fırın sisteminde geniş bir çevrim yapar. Dolayısı ile fırın sisteminde sistemi alkali sülfür bileşimi olarak terk etmek üzere yeterli alkali olması çok önemlidir.

Page 12: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA
Page 13: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

fig.8

Page 14: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

fig.11

Page 15: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• Döner fırın yanma bölgesi temperatürlerinde sülfürün uçuculuğu üzerine , sülfür dioksit baskın oluşan komponenttir. Gaz orijinli SO2 yanıcılardaki sülfürün ayrılması veya CaSO4 ve kısmen Alk2SO4 lerin parçalanması sonucu ortaya çıkar.

Daha sonra eğer ortamda alkali fazlası mevcut ise ilk olarak tüm döner fırın boyunca bunlarla reaksiyon vererek internal (dahili) sülfür çevrimi yapar.Bu reaksiyonla ortaya çıkan alkali sülfatllar buhar yapıda dırlar ve malzeme üzerine çökelirler.Bu genelde fırın içerisinde kısmende ön ısıtıcıda olur.Çökelmiş alkali sülfatlar tekrar fırın içerisinde yol alırlar, sinter bölgesini geçer ve klinker ile birlikte fırını terkederler ancak bir kısım alkaliler de çevrime devam ederler.

CaSO4 ; S02 ile CaO arasındaki reaksiyon ile ortaya çıkar. Kısmen hammaddede zaten mevcut olduğu gibi 800-900 C aralıklarında e oluşurlar.

1000 C üzerindeki sıcaklıklarda CaSO4 bozunmaya başlar , önceleri oldukça yavaş

1300 C üzerinde çok hızlı. Sülfür dioksit tekrar oluşur. Eğer alkali girişi tüm sülfürü bağlamak için yeterli değilse fırın gazlarındaki yüksek SO2 konsantrasyonu daha da artar. Bu şekilde bir çevrimde CaSO4 sinter bölgesini bozunmadan geçerek belit minerallerine girebilir veya direk CaSO4 olarak çıkabilir.

Sülfür sirkülasyonu

Page 16: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• SİRKÜLASYON ELEMENTLERİNİN UÇUCULUĞU

Bir sirkülasyon elementi veya bileşiminin uçuculuğu şu şekilde belirlenir.

UÇUCULUK : φ = 1- C CLC HM

φ = Toplam uçuculuk faktörüC HM = Kayıp olmadığı esas alınarak fırın girişindeki sıcak farinin

sirkülasyon element konsantrasyonuC CL = Klinkerdeki sirkülasyon element konsantrasyonu

Bir sirkülasyon elementi veya bileşiminin toplam uçuculuğu fırın içerisinde ne oranda buharlaşacağını ve fırını klinker ile birlikte terk edip etmeyeceğini göstermesi bakımından

önemlidir.

Page 17: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

Sirkülasyon element bileşiklerinin uçuculuğu

Burada uçuculuk mekanizmasının belirli uçucu elementlerin birleşimlerine göre farklılık

oluşturduğu görülmektedir.

Kloridler : KCl , NaCl , CaCl2

1200 – 1300 Clik temperatür seviyelerinde kloridler büyük oranda buharlaşırlar.

Sinter bölgesi sıcaklıklarında nerede ise tamamen buharlaşmışlardır

toplam uçuculuk faktörleri yaklaşık 0.97 – 1 dir.

Sülfateler : Alk2SO4, CaSO4

Temel olarak CaSO4 yüksek uçucu iken AlkSO4 düşük uçucudur.

Bu nedenle toplam sülfür uçuculuğu için alkali ve sülfürlerin kendi molar oranları en önemli

kriterdir ve klor tarafından düzeltilir.

Page 18: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

fig.12

Page 19: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

ÖNEMLİ KRİTER

Molar alkali /SO3 oranı

Alk = K2O/94 +Na2O/62 – Cl/71

SO3 SO3/80

İstenilen değer Alk/SO3 = 1.2

Eğer toplam sülfür girişi (hammadde ve yakıttan) ile bağlanmak üzere,

yeteri kadar alkali mevcut ise sülfürün toplam uçuculuğu

φ = 0.3-0.5 tir.

Bunun yanı sıra alkalilerin üzerinde bir sülfür fazlası varsa yüksek uçucu CaSO4 oluşur

ve uçuculuk φ = 0.9 – 1 dir.

Genel olarak sülfürün uçuculuğu işletme şartları değişkenliklerine son derece bağlıdır.

Bunlar ; - Sinter bölgesi maximum temperatürü

- Yüksek sinter sıcaklıklarında beslenen malzemenin

fırını terk etme süresi

- Fırın besleme malzemesinin granülometrisi ( tane yüzey difüzyonu)

- Oksijenin fırın atmosferinde kısmi basıncı

- SO2 nin fırın atmosferinde kısmi basıncı.

Page 20: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• MADDE BALANSI

*Balans ayrım noktalarının tesbiti ;

- External çevrim dahil mi değil mi

- Fırın beslemenin external çevrime dahil olduğu bu nedenle uçucu elementlerin konsantrasyonunun hammadde ile gerçek girişlerden çok daha yüksek olduğu unutulmamalıdır.Bu durumda fırın tozu da diğer çıktı olarak dikkate alınmalıdır.

* Malzeme numunelerini yeterli genişlikteki peryotta almak.

- Numune alma peryotları fırın çalışmasını temsil edebilen en az 8 saati kapsamalıdır.

- Her bir girdi ve çıktıdan saatlik spot numuneler alınmalıdır. Girdi ve çıktılardan alınan teker teker numuneler daha sonra bir tek birleşik numune haline getirilir.

- Numuneler şu miktarlarda alınmalıdır:

Hammadde (öğünmeden önce) ..............20,0 kg

Farin tozu .................................................0.5 kg

Klinker ..................................................... 5.0 kg

Yakıt .........................................................0.5 kg

*Madde balansı için alınan numunelerin yanı sıra ayrıca fırın girişi ve farinden aynı peryotlarda ve miktarlarda diğer numunelerin şahidi numune alınır.

Page 21: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

ÖRNEK ÇALIŞMA1 - Gerekli hesaplamalar

Kömür tüketimi = 3350 kj/kg klinker = 0.125kg kömür /kg klinker

26800 kj/kg kömür

SO3 = 80.1 Mol/kg = 2.50

S 32.1 Mol/kg

Kömürden gelen sülfür = 5 % SO3 0.125 = 0.625 % klink. SO3

Exost gazlarındaki SO2 = 2 Nm3/kgc x 400 mg/Nm3 = 800 mg SO2/kg klinker

SO3 = 80.1 Mol/kg = 1.25

SO2 64.1 Mol/kg

Exost gazları üzerinden eşdeğer SO3 =1.25 x 800 mgSO2:/kg klink =1000mgSO3/kg klink

Page 22: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

Madde Balansı SO3 (% klink)

Cl(% klink)

K2O(%klink)

Na2O (%klink)

GİRDİ HammaddeKömürToplam

0.50.6251.125

0.05

0.05

0.5

0.5

0.2

0.2

ÇIKTI KlinkerBacaDenge hatasıToplam

0.850.100.181.125

0.03

0.020.05

0.5

00.5

0.2

00.2

Page 23: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

Zenginleşme ve SO3 Cl K2O Na2O

uçuculuk ( - ) ( - ) ( - ) ( - )

Hammadde deki

Konsantrasyon C besleme 0.5 0.05 0.5 0.2

Farindeki konsantrasyon C farin 4.5 2.0 4.0 0.3

Farindeki C farin/C hammadde

karışımı ε 4.5/0.5 = 9 2/0.05 = 40 4/0.5 = 8 0.3/0.2=1.5

Uçuculuk 1 – C kli / C farin Φ 1-0.85/4.5 1-0.03/2 1-0.5/4 1-0.2/0.3

= 0.81 = 0.99 =0.88 =0.33

4. Molar Alkali / sülfür oranı = K2O /94 + Na2O/62 – Cl/71 =

SO3/80

= 0.5/94 + 0.2/62 – 0.05/71 = 0.61 <<< 1.2 !

(1.125 – 0.1) / 80

Page 24: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• 5.

Limitlerle kaşılaştırma SO3 Cl Alkaliler(Na2O eşdeğer)

%klink.. %klink.. %klink.

Gerçek toplam giriş 1.025 0.05 0.5x0.66+0.2 =0.53

Giriş limitleri 0.5 1.25 0.02 0.05 1.0 1.5

Farindeki gerçek konsant. 4.5 2.0 4.0x0.66+0.3=2.94

Farindeki konsant.limitleri 2.5 5.0 0.8 2.0 2.5 4.0

* Na2O/K2O=62/94.2 =0.66

6. SONUÇ OLARAK

Malzeme yapışmaları ve tıkanmaların ana sebebi olarak yüksek SO3 ve Cl girişi

görülmektedir.

Page 25: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

Şekilde Sıcak farin içerisindeki sülfürlerin konsantrasyonlarının tölere edilebilir limitleri görülmektedir.Gerçek durum ayrıca yine bu diyagram üzerinden kıyaslanır.

fig.23Sülfür klor kombinasyonu

Page 26: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

SİRKÜLASYON OLAYINA İLİŞKİN BİR BAŞKA ÖRNEK PROBLEM VE ÇÖZÜMÜMadde balansı ve sıcak farin girişi analizleri

Madde balansıGİRİŞFarin SO3 = 0.5 %

K2O = 0.5 %Na2O = 0.2 %Cl = 0.05 %

Kömür S = 2 %, SO3 = 5 %Hu = 26’800 kj/kg , 6400 kcal/kg

Spesifik ısı tüketimi q = 3350 kj/kg , 800 kcal/kgÇIKIŞ Klinker SO3 = 0.85 %

K2O = 0.5 %Na2O = 0.2 %Cl = 0.03 %

SO2 emisyonu : SO2 = 400 mg /nm3 (= 0.1% SO3)Sıcak farin girişi analizi

SO3 =4.5 %K2O =4 %Na2O = 0.3 %Cl =2 %

Page 27: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

Örneğin analizi

Madde balansı

SO3 % K2O % Na2O % Cl %

GirişFarin Kömür

0,50,6

05 0,2 0,05

Toplam 1,1 0,5 0,2 0,05

ÇıkışKlinker emisyonu

0,850,1

0,5 0,2 0,03

Toplam 0,95 0,5 0,2 0,03

Page 28: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• Sirkülasyon elementlerinin tipik girdi karşılaştırmaları

• Hammadde ile girişlerSO3 =0.4 (sadece sülfatlar) normalK2O ve Na2O normalCl =0.05 % çok yüksek by pass gerekiyor

Kömürle birlikte sülfür girişiS = 2 % yüksek ancak sınırlar dahilinde

Alkali/sülfür oranı Alk = 0.5/94 +0.2/62 – 0.05/71 = 0.63SO3 1.0/80

A/S oranı istenilen 0.8 – 1.5 sınırının dışında kalmıştır.

Sirkülasyon elemenlerinin fırın girişi sıcak farin içerisinde zenginleşmesiSirkülasyon elementlerinin tolere edilebilir konsantrasyon sınırlarına göre karşılaştırma

SO3= 4.5 % Normal limitlerin oldukça üzerinde yapışmaproblemleri sözkonusu

Alkaliler =0.66x4 + 0.3 =2.9 % Açıkça limitlerin üzerinde ancak yüksek sülfür girişi nedeni ileoldukça istenen bir durum

Cl = 2 % Normal limitlere göre yüksek ciddi yapışma sorunları

Page 29: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• Maximum konsantrasyonlar diyagramına göre kıyaslama

SO3 = 4.5 % )

Cl = 2 % ) Düzenli yapışmalar beklenmelidir

Toplam sülfür uçuculuğu

φ = 1 – CCL = 1 – 0.85 = 0.81

CHM 4.5

φ > 0.7 Düşük A/S oranından dolayı sülfürün büyük bir kısmı yüksek uçuculuğa imkan

sağlayan CaSO4 formundadır denilebilir.

Page 30: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• SÜLFÜR ÇEVRİMİNE KARŞI ALINABİLECEK TEDBİRLER

• Sülfür uçuculuğunun azaltılması

Sülfürün uçuculuğu büyük oranda etki altına alınabilir.

- Her şeyden önce A/S dengesi ideal değer olan 1.2 ye ayarlanmaya çalışılmalıdır.

- İkincil alınabilecek tedbir ise hava fazlası içerisindeki O2 % miktarını % 2 seviyelerinde tutmaktır. Ancak buradaki O2 ölçüm değeri tüm kesiti temsil etmeyen göreceli bir değerdir ve sadece referans olması bakımından önemlidir.

- Üçüncül tedbir olarak ise yanmanın tam olarak gerçekleştiğinin göstergesi olan CO değerinin 0 - 0.05 % arası olabildiği uygun yakıt karışımının hazırlanmasıdır.Bunun anlamı kömür inceliği ve yakıt karakteristiklerinin uygunluğunun sağlanmış olmasıdır.

Alev borusu kısa ve stabil alev üretebilen ve fırın beslemesinin mümkün olan en kısa zaman aralığında döner fırın sıcak bölgesini terketmesini sağlayabilen özelliklerde dizayn edilmiş olması önemlidir.

- Sinter bölgesi termal yükü olabildiğince düşük olmalıdır.Bu nedenle bir sekonder yakma veya prekalsinasyon önemlidir.

-

Page 31: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

-Klinkerin aşırı pişmesi önlenmelidir, şekil de yanma bölgesi sıcaklıklarının güçlü etkisini göstermektedir.(özellikle CaSO4 dan gelen SO3 birikiminin NOx

konsantrasyonuna bağlı davranışı ve dahada ötesi hava fazlasının etkisi görülmektedir.) Fig 26 En alt siklon kademesinde sıcak malzemede SO3 ün zenginleşmesi

Page 32: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

• Eğer fırın girişinde katı yakıtlar (örneğin kullanılmış lastikler) yakılıyorsa kaldırıcılar lokal indirgen yanma atmosferi oluşumunu önleyici ve yakıt parçalarını beslenen malzemenin yüzeyinde tutabilecek şekilde montajı gerekir.

• Bazan hammadde modifikasyonu ile yanabilirliği ya da klinker tane yapısını geliştirmek mümkün olabilir.Bu tedbir ile yanma bölgesinde gerekli maximum sıcaklık değerinin düşürülmesi ve böylece klinker granüllerinden sülfür uçuculuğunun indirgenmesi sağlanabilir.

• Sülfürün yoğuşma alanını fırın giriş ve döner fırın başlangıç bölgesine yönlendirmek * Bu etki ise A/S oranının artırılması ve fırın girişinde yüksek temperatür değerinden sakınarak başarılabilir

• Tozun ayrılması : Bu durum uzun kuru ve yaş fırınlarda sülfürün uzaklaştırılması bakımından önemli bir tedbirdir ancak kuru üretimlerde external çevrimde sülfür birikimi çok az olduğu için pek önem arzetmez.

• Kuru üretimlerde fırın gaz by pass ı eğer sülfürü ayıracak alkali ortamda yok denilecek oranda ise gerekebilir.

• Otomatik fırın kontrolü aşırı tavlı fırın işletmesini önlemek ve stabil fırın rejimini sağlayabilmek açısından sülfür çevrimine karşı önemli bir etkidir.

.

Page 33: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

ALKALİ PROBLEMLERİNE KARŞI ALINACAK TEDBİRLER-Alkali uçuculuğuSülfür yokluğunda alkali uçuculuğu çok yüksektir ve ön ısıtıcı da problemler yaratır. Bu gibi durumlarda hammaddeye alçı katılarak Sulfatize yapılabilir.- Düşük alkalili klinkerEğer düşük alkalili klinker üretimi planlanıyor ise alkali uçuculuğunu artırmak için şu tedbirlerin tümü alınmalıdır.• Sülfür girişini indirgeme• Uzun ve stabil bir alev• Zor pişme ,mümkünse pişebilirliği zorlaştırıcı silika oranlarını artırma.• Minimum hava fazlası ile çalışma• Hammaddede klor artışı ve CaCl2 içeren solventlerin kullanımı veya ilavesi- Uzun kuru ve yaş sistemlerde external çevrimden tozun belli oranda ayrılması çözümdür. Kuru sistemlerde ise büyük bir fırın gaz by passı gerekir.

Page 34: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA
Page 35: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

GEÇİŞ BÖLGESİ TUĞLALARINDA GÖRÜLEN İNFLİTRASYON

ALKALİLERİN TUĞLA ÜZERİNDE İLERLEDİKLERİ BÖLGELERŞEMATİK OLARAK GÖSTERİLMİŞTİR. ALKALİ BİLEŞİKLERBUHARLAŞMA BASINÇLARINA VE ERGİME SICAKLIKLARINABAĞLI OLARAK TUĞLALARIN FARKLI BÖLGELERİNEYERLEŞİRLER.

K2O, KCl or K2SO4

K2O, KCl & NaCl

K2O, NaCl , Na2SO4 & CaSO4

MANTO SICAKLIĞI 350 - 400 oC

T:1100 - 1250 oC

Page 36: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

Alkali kromatlar

Page 37: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA
Page 38: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

38 Wear Mechanisms

Wear relevant elements and compounds

Calcium ( CaO )

Sulfur (SO 3)

Alkalis:Potassium (K 2O)Sodium (Na 2O)

Chlorine ( Cl )

Compounds:Alkali chlorides, alkali sulfates , alkali carbonates, (alkalihydroxides), calcium sulfates and calcium chlorides

Page 39: DÖNER FIRIN PROSESİNDE SİRKÜLASYON OLAYI- CIRCULATION PHENOMENA

39 Wear Mechanisms

Alkaline salt infiltration

densification of the microstructure and loss of thermo-mechanical brick properties (flexibility)

crack formation at the interface between infiltrated and not infiltrated brick area

Chemical analysis:

MgO 81,90% K2 O 2,01%Al2 O3 9,41% Na2 O 0,26%SiO 2 1,55% SO 3 2,15%CaO 3,22% Cl 0,05%

MgO 77,90% K2O 7,04%Al2O3 7,46% Na2O 0,45%SiO 2 0,32% SO 3 7,79%CaO 0,62% Cl 0,05%

MgO 88,90% K 2O 0,26%Al2O3 8,72% Na2O 0,05%SiO 2 0,42% SO 3 0,52%CaO 0,78% Cl 0,05%