TR201815795T4 - Toz veya granüler halde malzeme ve sıvı karışımı üretilmesine yönelik yöntem. - Google Patents

Abstract

Buluş, toz veya granüler halde malzeme ve sıvı karışımı üretilmesine yönelik bir yöntem ile ilgili olup, bu esnada bir birinci karışım, toz veya granüler halde malzemenin bir giriş hunisinden bir üst karıştırma boşluğuna taşınması ve sıvının üst karıştırma boşluğuna beslenmesi ile üretilir, birinci karışım üst karıştırma boşluğunun alt kısmını ve silindirik bir boşluk kısmına ve konik bir boşluk kısmına sahip bir alt karıştırma boşluğunun üst kısmını birleştiren bir iletim borusundan bir alt karıştırma boşluğuna gönderilir ve bir ikinci karışım, bunun saptırma elemanına çarpması sağlanarak üretilir; ikinci karışım, alt karıştırma boşluğunun alt kısmında düzenlenen konik boşluk kısmından tahliye edilir. İkinci karışımı bölerek, bir birinci karışım kısmı, karışım malzemesi olarak tahliye edilir, bir ikinci karışım kısmı üst karıştırma boşluğuna devridaim edilir ve bir üçüncü karışım kısmı alt karıştırma boşluğunun üst kısmına taşınır. Birinci karışım kısmının ikinci karışım kısmına oranı 1:1 ile 1:4 arası bir değerde olacak şekilde seçilir, birinci karışım kısmının üçüncü karışım kısmına oranı 1:1 ve 1:5 arası bir değerde olacak şekilde seçilir ve alt karıştırma boşluğunda ikinci karışımın miktarı, ikinci karışımın yüzeyi alt karıştırma boşluğunun silindirik boşluk kısmı içerisinde ve saptırma elemanından aralıklı olacak şekilde ayarlanır.

Description

TEKNIK ALAN Bulus, toz veya granüler halde malzeme ve sivi karisimi üretilmesine yönelik bir yöntemle ilgilidir.

TEKNIGIN BLINEN DURUMU Endüstride toz veya granüler halde malzeme ve sivi karisimi üretilmesine yönelik sik bir talep bulunmaktadir. Karistirma prosesi, büyük spesifik yüzeyli taneciklerin yüzeyinin tamaminda hidrasyonu saglamalidir. Bu uygulamalarda bir siviyla karistirma islemi siklikla, toz veya granüler haldeki malzemenin de dönüsümüne neden olmaktadir, yani bunun kimyasal ve fiziksel özellikleri modifiye olmaktadir. Karistirma ölçüsü ve dolayisiyla dönüsüm ölçüsü, eklenen su miktari ve karistirma için uygulanan teknoloji ile belirlenmektedir.

Bu prosedürlerde karistirma sirasinda, karisimin bir boru hattindan tasinmasi, spesifik su tüketimi ve toz veya granüler haldeki malzemenin dönüsümü açilarindan, toz veya granüler halde malzemenin, malzemenin agirligi ile neredeyse ayni miktarda su ile karistirilmasi çogunlukla avantajlidir, böylece yaklasik 1/2 - 2/1 kati/sivi agirlik oraninda yüksek yogunluklu bir karisim üretilmektedir.

Böyle bir uygulama, örnegin, yaklasik 1/2 - 2/1 kati/sivi agirlik oraninda, tipik olarak 1.5-1 kati/sivi oraninda kömür veya petrol koku yakitli güç istasyonlarindan gelen kati fazli yanma kalintisindan ve sudan olusan yogun bulamaç olarak anilan bulamacin (kivamli bulamaç olarak da adlandirilmaktadir) üretimidir. Yogun bulamaç üretirken, karistirmanin mümkün oldugunca iyi olmasini saglamak önem arz etmektedir, çünkü uçucu kül tanelerinin gözenekli kisimlarina yerlesen, uçucu kül tanelerine yapisan serbest kalsiyum oksit (CaO) içeriginin partiküllerinin tamamen çözünmesi istenmektedir. Puzzolanik aktivitesi olarak anilan aktivite sayesinde, yüksek spesifik yüzeyli yanma kalintisi kendiliginden çimentolama özelligi sergilemeyecektir veya yalnizca hafif bir çimentolama özelligi sergileyecektir, ancak nem varliginda ve normal sicaklikta yanma kalintisinin malzemeleri karistirma nedeniyle kalsiyum hidroksitle (Ca(OH)2) kimyasal reaksiyona girmektedir ve bu kimyasal reaksiyon nedeniyle bunlar kati yapili bir malzemeye dönüsmektedir. Yogun karistirma islemi hizli reaksiyon hizini saglamaktadir. Bu sayede, yogun bulamaç, boru hatti boyunca iletildikten ve bertaraf edildikten sonra kati hale gelmektedir. Dogru karistirma sonucunda, katilasma sonrasinda, yüksek volümetrik yogunluklu, yüksek sikistirma mukavemetli ve düsük su geçirgenligi olan bir toitu olusturulmaktadir.

Yogun bulamaç durumunda, kati malzemeye eklenen su miktari zayif bulamaç (ince bulamaç olarak da anilmaktadir) durumuna göre önemli ölçüde daha azdir. Bu baglamda, kati malzeme ve suyun kimyasal reaksiyonlari zayif bulamaçla kiyaslandiginda yogun bulamaç durumunda esas rol oynamaktadir.

Eger bir yöntemle yogun bulamaç malzeme karisimi olarak üretilirse, üretim prosesleri sirasinda üretilen çesitli malzemeler asagidaki sekilde ayirt edilebilmektedir: . Ürün fazi I- dogrudan karistirma ve Iletim (tasima) sonrasinda malzeme, yogun bulamacin kendisi; . Ürün fazi II - birkaç günlük depolama sonrasinda, yüzey suyu sizdiktan/buharlastiktan ve çimentolama prosesi basladiktan sonra çöken . Ürün fazi III - daha uzun süreli depolama sonrasinda (tipik olarak birkaç ay), çimentolama prosesi neredeyse tamamlandiktan sonra çöken malzeme: tortu.

(Malzemede belirli ek mineral dönüsümleri daha uzun sürebilmektedir).

Malzemenin baglama özelligi temelde yöntemde baz malzeme olarak kullanilan ham maddenin mineral bilesimine bagli olup, burada ilgili faktörler reaktif (serbest) CaO/MgO içerigi ve bunlarin silikat/alüminat bilesenlerine oranidir. Baglama özelligi ayrica, karistirma prosesinin kendisine bagli olup, burada agirlikça (kati/su) karistirma orani ve karistirma yogunlugu da önemli faktörlerdir. Karisim suyunun kalitesi de bir ölçüde iliskilidir.

WO 98/08596 A1, bir karisimin, örnegin bir yogun bulamacin üretimi için uyarlanan bir aparati tarif etmektedir. Bilinen aparat bir karistirma boslugu, toz veya granül haldeki malzemenin karistirma bosluguna gönderilmesine yönelik bir huni, sivinin karistirma bosluguna gönderilmesine yönelik bir giris borusu, karisimin bir kisminin karistirma bosluguna devridaimi için bir boru ve karisimin iletilmesine yönelik bir çikis borusu içermektedir. Bilinen aparatta bir üst karistirma boslugu ve bir alt karistirma boslugu birbirinin altinda düzenlenmekte olup, bunlar üst karistirma boslugununkinden daha dar olan bir enine kesite sahip bir iletim borusu ile birbirine baglanmaktadir. Aparat, alt karistirma boslugunun alt kisminda biriken karisimin bir kismini üst karistirma bosluguna iletmeye yönelik bir birinci devridaim devresine ve alt karistirma boslugunun alt kisminda biriken karisimin diger kismini alt karistirma boslugunun üst kismina iletmeye yönelik bir ikinci devridaim devresine sahiptir.

Bilinen çözümler, özellikle WO 98/08596 A1'de açiklanan aparat isiginda, toz veya granüler haldeki malzeme ve sividan olusan bir karisimin, özellikle bir yogun bulamacin üretilmesine yönelik bir yönteme ihtiyaç duyulmakta olup, bu üretim yöntemi WO 98/08596 A1'de açiklanan aparatin yardimiyla uygun kalitede, asiri hava içerigi bulunmayan ve tekdüze kalitesi olan bir karisim üretebilmektedir.

BULUSUN AÇIKLAMASI Bulusun esas amaci, teknigin bilinen durumunun çözümlerinin dezavantajlarini mümkün oldugu kadariyla tasimayan bir yöntem saglamaktir.

Bulusun bir baska amaci, çözünmemis kalsiyum oksit (CaO) partikülleri, gaz veya hava kabarciklari içermeyen veya yalnizca az miktarda içeren ve içerisinde lokal kimyasal reaksiyon meydana gelmeyen uygun biçimde homojen bir karisim, özellikle bir yogun bulamaç üretilebilmesini saglayan bir yöntem saglamaktir. Bu tür bir mevcudiyet çatlak olusumuna neden olacak ve tortunun su geçirgenligini artirarak zararli malzemelerin tortudan çikmasina neden olacaktir ve dolayisiyla tortu çevre kirliligi kaynagi haline gelebilecektir.

Bulusun amaçlari istem 1'e göre yöntemle elde edilmistir. Bulusun tercih edilen uygulamalari bagimli istemlerde tanimlanmistir.

SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Bulusun tercih edilen uygulamalari ekli sekillere atifla örnek olarak tarif edilecektir, Sekil 1, bulusa göre yöntem için kullanilan aparatin sematik görünümüdür, Sekil 2, oklarin yönüne bakacak sekilde, A-A düzlemi boyunca alinan Sekil 1'deki aparatin enine kesit görünümüdür, Sekil 3, oklarin yönüne bakacak sekilde, B-B düzlemi boyunca alinan Sekil 1'deki aparatin enine kesit görünümüdür, Sekil 4, bulusun bir uygulamasini gösteren bir kontrol semasidir, Sekil 5, bulusun bir baska uygulamasinin sematik görünümüdür, Sekil 6, bulusa göre yöntemin verimliligini gösteren bir grafiktir ve Sekil 7, bulusa göre yöntemle üretilen bir yogun bulamaç partikülünün sematik görünümüdür.

BULUSU UYGULAMA BIÇIMLERI Toz veya granüler halde malzeme ve sivi karisimi üretimine uyarlanan bulusa göre yöntem Sekil 1'de gösterilen aparat yardimiyla sunulmaktadir. Sekil 1'e göre aparatin konfigürasyonu WO 98/08596 A1'de açiklanana büyük ölçüde benzerdir; Sekil 1'e göre aparatta basinç ölçerler (26) alt karistirma boslugunun (12) yan duvarindaki alet saplamalarinda düzenlenmektedir.

Bulusa göre yöntemde, bir birinci karisim, toz veya granüler halde malzeme bir giris hunisinden (18) bir üst karistirma bosluguna (10) (üst karistirma basligi olarak da anilmaktadir) gönderilerek ve örnegin bir boru hatti (40) üzerinden üst karistirma bosluguna (10) sivi besleyerek üretilmektedir. Ardindan, üst karistirma boslugunun (10) alt kismini ve alt karistirma boslugunun (12) (alt karistirma basligi olarak da anilmaktadir) üst kismini birlestiren bir iletim borusu (16) üzerinden, birinci karisim alt karistirma bosluguna (12) gönderilmektedir ve bunun bir saptirma elemanina (20) çarpmasi saglanarak bir ikinci karisim üretilmektedir. Ardindan, ikinci karisim alt karistirma boslugunun (12) alt kisminda düzenlenen konik bir bosluk kismindan (14) tahliye edilmektedir ve Ikinci karisimi bölerek/ayirarak, bir birinci karisim kismi karisim malzemesi olarak tahliye edilmektedir, bir ikinci karisim kismi üst karistirma bosluguna (10) devridaim edilmektedir ve bir üçüncü karisim kismi alt karistirma boslugunun (12) üst kismina tasinmaktadir. Bulusa göre yöntemde, birinci karisim kismi ve ikinci karisim kisminin orani 1:1 ve 1:4 arasi bir degerde olacak sekilde seçilirken birinci karisim kismi ve üçüncü karisim kismi arasindaki oran 1:1 ila 1:5 arasinda bir degerde olacak sekilde seçilmektedir ve alt karistirma boslugunda ikinci karisim miktari, ikinci karisim yüzeyinin saptirma elemanindan (20) aralikli ve alt karistirma boslugunun silindirik bosluk kismi içerisinde olacak sekilde ayarlanmaktadir. Bulusa göre yöntemde dogru karistirmayi saglamak için, hem üst karistirma bosluguna hem de alt karistirma boslugunun üst kismina, tahliye edilen miktara göre daha büyük bir kisim devridaim yapilmaktadir. 1:4 veya 1:5'ten daha büyük bir oran kullanilmasi gereken büyük enerji girisi nedeniyle ekonomik degildir.

Sekil 1, bulusa göre yöntem esnasinda alt karistirma boslugunda (12) olan ikinci karisimin uygun maksimum seviyesini (21) ve uygun minimum seviyesini (23) göstermektedir. Sekil 1'de ikinci karisimin yüzeyinin dönme hareketinin neden oldugu parabolik sekil nedeniyle saptirma elemani (20) üzerine uzanabildigi, bununla beraber saptirma elemani (20) altindaki parabolik sekil kisimlarinin mesafeli olarak, yani saptirma elemanindan (20) aralikli olarak yerlestirilmesinin saglanmasi gerektigi gösterilmektedir. Seviye (23), muhtemelen dik bir parabolün en alt noktasinin yukaridan konik bosluk kismina degebilecegini, ancak alt karistirma boslugunda ikinci karisimin en alt noktasinin bundan daha düsük olmayabilecegini göstermektedir.

Elbette ikinci karisimin yüzeyinin daha az dik yükseltili bir parabol olmasi söz konusu olabilir. Bulusa göre yöntemde yüzeyin hiçbir kisminin konik bosluk kismi içinde olmamasi saglanmalidir.

Bulusun bir uygulamasinda birinci karisim kismi ve Ikinci karisim kisminin orani 1:1.5 ve 1:3 arasi bir degerde olacak sekilde seçilmektedir ve birinci karisim kismi ve üçüncü karisim kismi orani 1:2 ve 1:4 arasi bir degerde olacak sekilde seçilmektedir. Yapmis oldugumuz deneyler, oranlarin yukaridaki araliklarda seçildigi durumlarda karistirmanin en iyi oldugunu göstermistir. Birinci karisim kismi ve ikinci karisim kisminin yaklasik 1:2 orani özellikle tercih edilmektedir ve birinci karisim kismi ve üçüncü karisim kisminin yaklasik 1:3 orani özellikle tercih edilmektedir; bu oranlar, optimal karistirma ve karistirma malzemesi çiktisi saglamaktadir. Bulusa göre, ait karistirma boslugundaki ikinci karisimin yüzeyinin, ayrica borudan (34) tekrar gönderilen bilesen yüzünden bir parabolik dönme yüzeyi seklini aldigi da görülmüstür. Yüksek yogunluklu karistirma durumunda bu parabolün egimi de yüksek olabilmektedir. Parabolik yüzey nedeniyle, alt karistirma boslugunda klasik bir seviye kontrolü saglanamamaktadir, ancak kesintisiz akisi saglamak için özel seviye kontrolü uygulanmasi gerekli olmaktadir.

Karistirma aparatinda dogru bir tahliye saglamak için, alt karistirma boslugunun alt kisminin konik yapilandirmasi vardir. Uygun kalitede bir nihai ürün saglamak için, ikinci karisimin yüzeyinin bu konik bosluk kismi içerisine girmesinin önüne geçilmesi gerektigi görülmüstür. Alt karistirma boslugunun silindirik bosluk kismindaki seviyenin (bunun her noktasi, yani parabolün dönme yüzeyinin her bir noktasi, dolayisiyla en düsük noktasi da) korunmasi iki sebeple tercih edilmektedir. Bir yandan, eger yüzey konik bosluk kisminin içine çikinti yaparsa, tahliye edilen malzemenin hizlanan akisi nedeniyle alt karistirma boslugundan hava emilmesine neden olabilecektir. Eger bu sekilde hava karisim içine girerse, devridaimi, sorunsuz çalismayi ve iletimi bozabilecektir, bu da düsük kaliteli bir nihai ürüne yol açmaktadir.

Konik bosluk kismi içindeki dar kisim nedeniyle güçlü dinamik etkilerin sonucu olarak, klasik basinç ölçümüne göre seviye ölçümü de gerçeklestirilememektedir. Konik bosluk kismina uzanan parabolün sekli, gerçek seviyesi, yani yüzeyin en düsük noktasini uygun dogrulukla belirlemenin de mümkün olmayacagi ölçüde deforme olmaktadir. Bu nedenle, tercihen kauçuk kapaklarla donatilmis olan Sekil 1'e göre basinç ölçerler (26), silindirik bosluk kisminin yan duvarinda düzenlenmektedir ve konik bosluk kisminda düzenlenen bir basinç ölçer yoktur. Buna göre, eger ikinci karisimin yüzeyi konik yüzey kismina çikinti yaparsa, karisimi üretmeye yönelik yöntem kontrol edilemez hale gelecektir ve silindirik bosluk kisminin yan duvarinda bulunan basinç ölçer araciligiyla seviyenin uygun güvenirlikle belirlenmesi imkansiz olacaktir, dolayisiyla tahliye karisiminin kalitesi bozulabilecek ve sorunsuz çalisma mümkün olmayacaktir.

Basinç ölçer (26), eger birkaç basinç ölçer varsa en altta olani, konik bosluk kisminin üzerinde silindirik bosluk kisminin yan duvarinda maksimum 150 mm'de düzenlenmektedir. Tercihen, seviyenin daha hassas bir belirlemesi için, silindirik bosluk kisminin yan duvarinda birkaç basinç ölçer (26) düzenlenebilmektedir, ancak en alttaki basinç ölçerin kullanilmasi bulusa göre yöntemin dogru çalismasi için yeterlidir. Bulusa göre, ikinci karisimin yüzeyi silindirik bosluk kisminin yan duvarinda düzenlenen en az bir basinç ölçer araciligiyla belirlenmektedir. Basinç ölçer, alt karistirma boslugunun silindirik kismi içerisinde bulunan malzeme miktarinin belirlenmesine olanak saglamaktadir ve bu bilgiye göre ve giris verisinin yardimiyla ikinci karisimin yüzeyinin sekli ve dolayisiyla yüzeyin en alt noktasinin pozisyonu iyi bir dogrulukla hesaplanabilmektedir.

Ikinci karisimin yüzeyi, saptirma elemanindan (20) mesafesi olan, yani saptirma elemanindan aralikli olan bir pozisyonu isgal etmektedir. Bu, bulusa göre yöntemde saglanmalidir, çünkü eger yüzey saptirma elemanina (20) ulasirsa, bunun islevselligi büyük ölçüde kötüleserek saptirma verimliligini sert bir biçimde bozacaktir. Yani, bu durumda yukaridan gelen malzemenin “siçramasina”, yani duvarlar üzerine gelmesine neden olmak yerine, sadece saptirma elemanindan (20) asagi akacaktir.

Sekil 2'de gösterilen biçimde, boru hattinin (32) üst karistirma bosluguna (10) çikinti yapan ucu, ikinci karisimi çikaran dört nozula (24) (jet borusuna) bölünmektedir; söz konusu nozullar, karisim jetlerinin Sekil 1'de gösterildigi gibi iletim borusunun (16) sinirladigi bosluga dogru yönlendirilecekleri sekilde üst karistirma boslugunun (10) eksenine simetrik olarak bulunmaktadir. Bu nozul düzenlemesi, huniden (18) içeri akan toz veya granüler haldeki malzemeyi çevrelemektedir. Dolayisiyla üst karistirma boslugunda (10), tercihen 5-8 m/s hiza sahip olan, yüksek kinetik enerjiyle nozullardan (24) gelen karisim jetlerinin, karistirma için dogru sekilde belirlenen ve giris borusundan (40) gelen bir miktarda sivinin ve yerçekimi etkisi ile giren kati fazin yüksek yogunlukta karistirilmasi elde edilmektedir.

Birinci devridaim devresinde bir birinci devridaim pompasinin (28) ilettigi karisim miktari tercihen, karisim jetlerinin iletim borusunun (16) tüm enine kesitini dolduracagi sekilde seçilmektedir. Bu sekilde, toz veya granüler haldeki partiküllerden çökelen yüzen toz partiküllerinin karisim jetleri yönünde hareket etmesini ve dolayisiyla karisim akisi ile karismasini kolaylastirmak üzere üst karistirma boslugunda (10) karisim jetleri araciligiyla bir emme etkisi elde edilmektedir. Üst karistirma boslugunda (10), devridaim yapilan karisim jetlerinin ve yigin toz veya granüler halde malzemenin çarpismasindan sonra yüzer halde kalan toz partiküllerini karisim jetlerine yönlendiren bu ölçüde bir emme üretilmelidir. Iletim borusunda (16) karisimin akis hizi 6 ile 8 m/s arasinda oldugunda gösterilen ve tercih edilen uygulamada uygun bir emme etkisi elde edilmektedir. Bir emme etkisi olmadan, karisimla karismayan yüzen toz partikülleri karisim aparatinin iç yüzeyine yapisarak hava boslugunu ve karistirma bosluguna (10) giden huniyi (18) yavas yavas bloke etmektedir. Gösterilen uygulamada, emme etkisi ayrica asagi dogru daralan bir huni biçimine sahip karistirma boslugu (10) ile kolaylastirilmaktadir. Bu sekilde üretilen emme etkisi, huni seklindeki karistirma boslugunun (10) hava boslugunu, hava boslugunda sona eren huniyi (18) ve giris borusunu (40) vakum altinda tutmaktadir.

Karistirma boslugunda (10) saptirma ve emmenin sonucu olarak oldukça iyi bir karistirma elde edilebilmektedir. Ancak iletim borusundan (16) akan saptirilmis karisim yine de önemli miktarda kinetik enerjiye sahip olup, bu, daha iyi bir karistirma saglamak ve karisimdan gaz ve havayi uzaklastirmak için kullanilabilecektir. Bu kinetik enerji iletim borusu (16) altinda bir yerçekimsel hava bosluguna sahip alt karistirma boslugunda (12), iletim borusundan (16) asagi dogru akan karisimin saptirma elemaninin (20) yüzeyine çarpmasina neden olunacak sekilde kullanilmaktadir, böylece yogun karistirma sirasinda kinetik enerjisini kaybetmektedir, karistirma boslugunun (12) üst kisminda etrafa saçilmaktadir ve yerçekimsel akisla alt karistirma bosluguna (12) ulasmaktadir.

Boru hatti (34) tercihen, Sekil 3'te gösterildigi gibi alt karistirma boslugunun (12) üst kismina uygun sekilde teget yönde uygulanmaktadir. Teget yönde uygulanan karisim akisi daha büyük tanelerin parçalanmasini kolaylastirmaktadir ve bu sekilde üretilen santrifüj kuvveti sonucu olarak gaz ve hava kabarciklari karisimdan çikmaktadir. Boru hattindan (34) uygulanan karisimin hizi tercihen 5-8 m/s'dir. Bu amaçla, elbette yerçekimi alaninin kullanilmasi ve gazlarin ve/veya havanin karistirma boslugundan çikmasinin giderilmesi gerekmektedir. Bir baska uygulamada, sivi ayrica uygun sekilde teget yönde üst karistirma bosluguna uygulanmaktadir.

Sekil 4'te bulusa göre yöntemin bir uygulamasi gösterilmektedir. Bu uygulamada alt karistirma boslugu (12) tipik olarak konik bir alt kismi olan silindirik kap içinde olusturulmaktadir. Üst karistirma boslugu (10) bu kabin üstüne monte edilmektedir.

Yöntemin mevcut uygulamasinda, Sekil 4'te gösterildigi sekilde, bir uçucu kül silosundan (46) beslenen uçucu kül, üst karistirma boslugunda (10) gerekli miktarda su ile kontrollü biçimde karistirilmaktadir. Sekil 4, eklenecek uçucu kül, cüruf ve suyun gerekli miktarlarini uyumlu bir biçimde kontrol eden bir dizi kontrol modülünü (50, 52, 54, 56, 58, 62) göstermektedir.

Eklenecek su miktari valf (63) araciligiyla kontrol edilmektedir. Eklenecek su miktari valf (63) araciligiyla maksimize edilebilmektedir. Maksimizasyondan sorumlu modülün (64) girisleri kontrol modülleri (50 ve 58) vasitasiyla saglanmaktadir. Kontrol modülü (50) iletilen karisimin miktarini ölçerken kontrol modülü (58) girdi olarak alt karistirma boslugundaki (12) ikinci karisimin miktarini kontrol modülünden (56) ve bir karistirma aparatina (5) eklenen uçucu kül miktarini bunu kontrol eden bir ayar modülünden (61) almaktadir. Kontrol modülü (58) ayrica, girdi olarak cüruf bulamaci ve suyun iletiminden sorumlu olan pompalardan (63 ve 65) üst karistirma bosluguna (10) giren su ve cüruf bulamaci miktarini almaktadir. Bu nedenle, modül (64) maksimum gereken su akisi girisini belirlemektedir. Cüruf bulamacinin su içerigi karisim suyunun miktarina eklenecektir.

Bu nedenle, bu uygulamada toz veya granüler haldeki malzeme uçucu küldür. Hala kuru halde olan uçucu kül, karistirma boslugunun (10) üst plakasinda olusturulan huni (18) araciligiyla karistirma bosluguna (10) girmektedir.

Eklenen uçucu kül miktari, girislerine göre bir modül (60) tarafindan kontrol edilen bir ayar modülü (61) araciligiyla düzenlenebilmektedir. Modülün (60) girdileri kontrol modülleri (62 ve 52) tarafindan saglanmaktadir, yani uçucu kül silosundaki malzemenin seviyesi ve iletilen karisimin miktari modüle (60) sunulmaktadir.

Karisimi ileten bir pompa (36) kontrol modülü (54) araciligiyla kontrol edilebilmektedir.

Kontrol modülünün (54) girdisi alt karistirma boslugunda (12) ölçülen sivi seviyesidir.

Uçucu kül silosundan (46) üst karistirma bosluguna (10) gönderilen uçucu kül ayrica nozullardan (24) tasinan siviyla islanmaktadir; söz konusu sivi, Sekil l'e göre kati malzeme içeren önceden karistirilmis bir bulamaç olup, boru hattindan (32) nozullara (24) iletilmektedir. Nozullardan (24) gelen yüksek hizli jetler çesitli yönlerden gelen kuru uçucu külle karisip, olusmasi muhtemel olan ve tikaç olarak anilan büyük yiginlari ezmektedir. Üst karistirma boslugunun (10) alt kismi konik olarak daralmaktadir, bunun sonucu olarak Iletim borusu (16) içerisindeki su jetleri bir enjektör etkisi uygulamaktadir. Bu sekilde, karistirma basligi baski altinda çalismaktadir, bu da tozlanmayi önlemektedir.

Tipik olarak, alt karistirma boslugu (12) üst karistirma boslugunun (10) çapindan önemli ölçüde daha büyük bir çapa sahip silindirik bir kazan olup, bunun içine üst karistirma boslugundan (10) gelen bulamaç olan birinci karisim yukaridan akmaktadir.

Dikey olarak inen karisim örnegin konik bir plaka seklinde yapilandirilan saptirma elemanina (20) çarpmaktadir. Birinci karisim, sivi içerigi nedeniyle, saptirma elemani vasitasiyla ince bir film olarak yayilmaktadir. Üretilen film benzeri sivi tabakasi, alt karistirma boslugunun (12) silindirik duvarina çarptiktan sonra asagi dogru alt karistirma boslugunun (12) içine akmaktadir.

Kabin üst kisminda boru saplamalari, yani boru hattinin (34) saplamalari yer almakta olup, bunlar ikinci karisimin devridaimini saglamaktadir. Tercihen teget yönde yeniden yönlendirilen ikinci karisimin Üçüncü karisim kismi asagi dogru, alt karistirma boslugundaki (12) kabin kaplamasinin iç yüzeyi üzerine kivrilarak gitmektedir.

Karistirma boslugunda (12), üst karistirma boslugundan (10) gelen malzeme ile karismakta ve bu karisan malzeme karistirma boslugunun (12) alt kisminda birikmektedir.

Kabin tabaninda tercihen konik bir tahliye hunisi vardir. Bu konik sekil, ölü alanlarin olusumunu önlemektedir. Tahliye hunisi birden çok saplamadan olusabilmekte olup, bunlardan ikinci karisim pompalara (28, 30) akmaktadir.

Pompa (28), karistirma boslugunda (10) düzenlenen nozullardan beslenerek ön karistirma olarak anilan Islemi kolaylastirmaktadir. Pompa (30) ikinci karisimi alt karistirma bosluguna (12) devridaim etmekte ve ikinci karisimin birinci karisim kisminin tahliye edildigi, yani örnegin bir deponi alanina (depoya) iletildigi boru hattina (38) besleme yapmaktadir. Bu dogrultuda, bir çikis pompasi (36), nihai malzemeyi tasimak üzere pompanin (30) basinç tarafina veya dogrudan karistirma bosluguna (12) baglanabilmektedir.

Toz olusumunun önüne geçmek için, ikinci karisimi (yani bulamaci) havadan arindirmak ve köpük olusumu önlemek açisindan avantajli oldugundan alt karistirma boslugu (12) tercihen hafif bir vakum altinda tutulmaktadir. Tercihen 1-2 mbar olan baskinin yani sira uçucu külle birlikte gelen havanin uzaklastirilmasi, bir hava filtresi araciligiyla alt karistirma boslugunun (12) üst tarafinda olusturulan bir saplamaya (24) baglanan bir hava pompasiyla saglanmaktadir. Örnek olarak, iletim mesafesi çok uzun degilse pompalar (28, 30, 36) santrifüjlü bulamaç pompalari olarak anilan pompalar olabilmektedir veya ciddi mesafeler söz konusu oldugunda veya yüksek bir baslangiç basinci gerekli oldugunda pistonlu pompalar olabilmektedir.

Karisiminin üretilmesi için uygun olan aparat asagidaki gibi yardimci aparatlar içerebilmektedir: - ariza durumunda aparati ve buna ait boru hatlarini yikamaya yönelik ve çalismayan boru kesitlerine periyodik su enjeksiyonuna yönelik bir su tanki ve pompalar; . bir bulamaç ve su çukuru pompasi; . hiz kontrollü besleme ünitesi içeren bir yükseltilmis uçucu kül silosu; . örnegin bulamaç seviyesi, su ve bulamaç miktari, bulamaç viskozitesi/kivami, pompa basinci vb. ölçümler, sürekli ve sirali proses kontrolü için uzaktan ölçümler için yerel ve uzak cihazlar; . elektrik enerjisi iletim cihazlari; . eger aparat var olan bir bina içine takilmayacaksa hava kosullarina karsi çelik yapi ve kapak.

Bulusa göre yöntemle bilinen hidromekanik karistirma aparatinin çalismasi, kömür ve petrol koku yakitli firinlardan gelen yanma kalintilarinin (ABD standartlarina göre cüruf, Sinif F tipi uçucu kül ve Sinif C tipi uçucu kül), ayrica toz veya granüler malzeme olarak baca gazi kükürtten arindirma alçi tasinin islenmesini saglamaktadir. Sivi olarak mevcut sular (islenmemis su, endüstriyel su, kükürtten arindirma atik suyu) kullanilmaktadir.

Kati malzemelerin kalitesine ve sivi tiplerine bagli olan teknolojik tariflere göre, agirlikça 1/2 ila 2/1 arasinda, tercihen 1/1 ila 1.5/1 arasinda (kati/sivi) degisen bir karistirma orani ile kullanilip atilabilir bir yogun bulamaç üretilebilmektedir.

Bulusa göre yöntemle kullanilan hidromekanik karistirma aparati, partiküller yapismadan, yani tikanma tehlikesi olmadan sürekli çalisma modunda %60-100 çikis performansinda islevseldir.

ABD standardi Sinif F uçucu külün yogun bulamacinin puzzolanik bagi için gerekli olan alkalizasyon, hidromekanik karistirma aparatina monte edilebilen bir Ca(OH)2 çözme ve dagitma sistemi araciligiyla elde edilebilmektedir.

Yapi endüstrisi için uçucu kül indirimi nedeniyle yalnizca bir kükürtten arindirma tesisinin atik suyu ile yogun bulamaç halinde karistirilabilecek ve çökeltilebilecek olan miktarda uçucu kül kullanilabilir olursa, karistirma aparatina baglanabilen bir çözme ve dagitma sistemi araciligiyla klorür iyonlarinin baglanmasi için kimyasallarin (Ca(OH)2 ve Fe203 çözeltileri) eklenmesi gerekebilmektedir.

Bulusa göre bir karisimin üretilmesine yönelik yöntemde karistirilarak malzeme (toz veya granüler halde malzeme) tercihen, mümkün oldugunca yüksek bir oranda ancak agirlikça minimum %70 oraninda baglanabilir kuru uçucu küldür. Islatilmis olarak veya bulamaç biçiminde, örnegin yalnizca islak cüruf ve yikanmis islak kaba uçucu kül olarak katilan herhangi bir baska yanma kalintisi, baglama yetenegi açisindan inert malzemeler olarak düsünülebilmektedir, çünkü bunlarin camsi bir sekilde erimis granüller olarak yüzey tabakalari alkali ortaminda bile çözünmez olarak kalmaktadir. Bu nedenle, yukarida bahsedilen islak malzemelerin varligi dezavantajlidir, çünkü bulusa göre karisimdan üretilen bir tortu durumunda, nihai ürünün baglanabilen bir malzeme olmasi gerekli olacaktir. Çogu durumda baslangiçtaki malzemeler bir zayif bulamaç sisteminden geçebilmektedir. Böyle bir bulamaç sistemi yüksek miktarlarda tasima suyu ile çalisirsa, uçucu kül gibi baslangiçtaki malzemelerin karistirilmasi öncesinde, bunlarin su içerigi tercihen, bir çökeltici veya yogunlastirici araciligiyla karistirma prosesi için gereken su miktarinin (kuru/sivi orani 1/3) altina azaltilmaktadir. dogrudan karistirma aparatina kontrolsüz ve sinirlanmamis biçimde beslenmektedir. Elbette, beslenecek toplam miktar üstten sinirlidir ve karistirilan malzemenin homojenligi uygun seviyede tutulacaktir. Besleme ya sürekli olarak (örn. cüruf bulamaci) ya da periyodik olarak (örn. kükürtten arindirma alçi tasi bulamaci) yapilmaktadir. biçimde, toplam kati malzemenin agirlikça %30'una kadar tasinmaktadir.

Inert malzemeler - örn. cüruf - avantajli olarak asagidaki kriterlere uygun olarak karistirma aparatina beslenmektedir: Santrifüjlü çikis pompasi durumunda maksimum 25 mm partikül büyüklügü.

Daha büyük partikül büyüklügünde ham madde durumunda, cürufu geri kazanan atesleme taragindan sonra bir cüruf ezincinin takilmasi gerekecektir.

Karisim bir membranli pompa araciligiyla tasinirsa, ikincil ezici olarak anilan ek bir ezicinin takilmasi gerekecektir. Bu durumda, maksimum partikül büyüklügü 2.5 mm'dir. Membranli pompalar çesitli nedenlerle, mesela deponi alanindan mesafenin artirilmasi için, yani karisimin tasinacagi mesafe için kullanilabilmektedir. Ikincil ezici kati malzeme giris noktasindan önce takilmalidir. 2.5 mm olan maksimum partikül büyüklügünün kullanilmasi yapisal nedenlerden dolayi gereklidir. Bir taraftan, membran boslugundan giren yay kapama valfleri için sorunsuz çalisma saglanirken, diger yandan esik büyüklükteri daha büyük partiküller durumunda, cüruf etkisi olarak anilan etki yüzünden membran boslugundaki partikül ivmesi membranda hasarlara neden olabilecek ve bunun degistirilmesini gerekli hale getirebilecektir.

Inert malzeme miktari tercihen, uygulanan uçucu kül miktarina orantilidir; inert malzemelerin maksimum orani uçucu külün miktarinin agirlikça %30-70'ine Bir proses kontrol bilgisayari karisim oranini düzenlemekten sorumluysa, cüruf bulamacinin su içerigi ve kati malzeme içerigi ek kati malzeme içeriginde ve ek sivi içeriginde hesaplanmalidir.

Sekil 5, yukaridakini göstermektedir. Bu Sekilde, bulusa göre yöntemde kullanilan yanma kalintisini saglayan firin (66) gösterilmektedir. Bu malzeme ince uçucu külü kaba uçucu kül ve cüruftan ayiran filtreye (68), örnegin bir elektrofiltreye tasinmaktadir. Ince uçucu kül daha sonra elektrofiltreden (68) uçucu kül silosuna (46) tasinmakta olup, buradan da karistirma aparatina (5) beslenebilmektedir, bunun kullanimi bulusa göre prosesin gerçeklesmesini saglamaktadir. Kaba uçucu kül bir modül (69) üzerinden kismen bir konveyör bandi (70) üzerine ve kismen de uygun orana göre uçucu kül silosu (46) üzerine de iletilmektedir. Cüruf, modülden (71) tipik olarak su içeren bir kaba (73) hareket etmektedir. Bu kaptan (73) atesleme taragi konveyör bandi (71) kuru malzeme Içerigini tasiyarak bunu, tercihen ezici silindirlerle donatilan bir cüruf eziciye (72) beslemektedir. Cüruf eziciden çikan malzeme suyla karismak üzere bir tanka (75) hareket ederek cüruf bulamaci olarak anilan bulamaci olusturmaktadir.

Tanktaki (75) su tercihen kaptan (73) gelmektedir; tarik (75) tercihen kabin (73) tasma borusuna baglanmaktadir. Cüruf bulamaci bir pompa araciligiyla karistirma aparatina (5) tasinip, üst karistirma bosluguna (10) gönderilmektedir. Cüruf bulamacini ileten boru hatti, Sekil 1'e göre boruya (40) benzer sekilde üst karistirma bosluguna (10) baglanmaktadir. Sekil 5, kaba (73) ve üst karistirma bosluguna (10) tercihen ayni kaptan gelen suyun saglandigini göstermektedir. Sekil 5'te gösterildigi gibi üretim, karistirma aparatina (5) uygun partikül büyüklügünde kuru bir malzemenin beslenmesini saglamaktadir, yani bulusa göre proses için uygun baslangiç malzemeleri saglamaktadir.

Sekil 5, ikinci karisimi alt karistirma boslugundan (12) üst karistirma bosluguna (10) devridaim eden boru hattinin yani sira karisimi tahliye boru hattini göstermektedir.

Ayrica, Sekil 5'te deponi alani da gösterilmekte olup, burada karisim pompalar (74) araciligiyla boru hatlarindan tasinmaktadir.

Kömür yakitli güç istasyonlarinda, baca gazi kükürtten arindirma aparatlari çogunlukla çevre kirliligini azaltmak için kullanilmaktadir. Bu teknolojilerin çogu, baca gazlarinin sülfür dioksit içeriginin kalsiyum bilesikleriyle baglanabilecegi gerçegine dayanmaktadir; bu baglanma reaksiyonlari kalsiyum sülfit veya kalsiyum sülfat (alçi tasi) nihai ürününü üretmektedir.

En sik kullanilan kükürtten arindirma prosesi, %90 üzerinde olan çok yüksek bir verimlilik saglayan islak teknoloji olarak anilan teknolojidir. Islak teknolojilerin uygulanmasi tipik olarak iki farkli türde atik ürüne yol açmaktadir: . bir vakum filtresinden yönlendirilen, baca gazinda akan diger malzemelerle (örn. toz halde kömür) hafif kirlenmis olan %10-20 nem içerigine sahip alçi tasi ve metallerini (toplamda yaklasik 50mg/l), ayrica diger bilesikleri içeren yikama Cüruf, uçucu kül ve alçi tasi orani degisiklik gösterebilmekte olup, atesleme için kullanilan kömürün uçucu kül içerigi ve kükürt içeriginden de etkilenmektedir. Tipik olarak, alçi tasi miktari, toplam cüruf ve uçucu kül miktarinin dörtte biri ila beste biri arasindadir.

Tercihen baglanmayan ve %10-20 nem içerigine sahip olan alçi tasi büyük silolarda, güç istasyonu bölgesindeki tortu kaplarinda depolanmaktadir. Nadiren de yapi malzemesi olarak satilabilmektedir, siklikla kalici depolama gerektirmektedir. Bu depolama için, cüruf ve uçucu külün depolandigi ayni bulamaç alani (deponi alani) kullanilabilmektedir. Yikama cihazinin ati suyu kaplar içinde toplanmaktadir. Prensipte saflastirma seçenegi vardir; bununla birlikte, depolama için, yani kaplara yerlestirme için önemli ölçüde daha az maliyet gerektirmektedir. Tercihen, alçi tasinin suyla seyreltilmesi yoluyla (alçi tasi bulamaci), karistirma aparatina firin boslugundan gelen cürufla ayni sekilde beslenebilmektedir.

Düsük bir alçi tasi orani zararli degildir, aksine katiligin yani sira depolanan karisimin diger özelliklerini gelistirmektedir. Bu nedenle, toz veya granüler halde malzemenin maksimum alçi tasi içerigi tercihen agirlikça %20'dir, çünkü daha yüksek bir oran tortunun kalitesini azaltacaktir.

Yaptigimiz testlerde, temiz suya kiyasla çesitli kaynaklardan gelen atik suyun kullaniminin katilasma süresini artirdigini, bununla beraber katilasan tortunun ana özelliklerini iyilestirebilecegini gördük. Örnek olarak, karisimda konsantre Ca iyonu varliginin sonucu olarak kükürtten arindirma atik suyu ilk olarak alçi tasi olusumunun gerçeklesmesine neden olmaktadir, bu da parçalanarak etrenjit mineral yapisi olarak Simdiye kadar yaptigimiz testler, diger yari kuru veya kuru (Ca503 * 2H20) teknolojilerden gelen atik malzemenin karisima karistirilmasinin dezavantajli olmadigini da kanitlanmistir. Devridaim akiskani ve hibrit akiskan firinlarindan gelen taban külü ile büyük ölçekli endüstriyel deneyler yapilmis olup, burada teknolojinin karakterine göre kömüre ek olarak firina kireç tasi beslenmistir. Kireç tasi katkisinin taban külünün serbest kalsiyum oksit içerigini artirmis oldugunu ve dolayisiyla yogun bulamaç tortusunun fiziksel parametrelerini olumlu yönde etkiledigini gördük.

Ham maddeyi, baslangiçtaki girdi malzemesini saglayan firinin programli olarak durdurulmasi durumunda veya çalisan karistirma aparatinin uzun mesafeli boru hatti ile birlikte durduruldugu herhangi bir diger durumda, uzun mesafeli boru hattinin yikanmasi karistirma aparatinin yikanmasi ile birlikte gerçeklestirilmektedir. Bu noktada, uçucu kül beslemesi sonra erdikten sonra, karistirma aparatinda yikama için gerekli miktarda su karisim suyu borusundan saglanmaktadir, karistirma aparati bulusa göre yönteme benzer bir sekilde yukarida açiklandigi sekilde çalistirilmaktadir ve yikama suyu çikis pompasindan tahliye edilmektedir. Dolayisiyla, çikis pompasi kademeli olarak zayiflayan bir bulamaci, ardindan islenmemis suyu uzun mesafeli boru hattindan iletmektedir. Böyle bir durumda, devridaim pompalari (28, 30) da çalisirdir; bu nedenle, bu pompalar da ilgili boru hatlari ile birlikte yikanmaktadir.

Yikama prosedürü için gereken su miktarinin belirlenmesinde, yikama suyunun yogun bulamaç (karisim malzemesi) çiktisi ile ayni yogunluga sahip uzun mesafeli boru hatti boyunca hareket etmesi temel kriterdir, ancak güvenlik nedenleri yüzünden uzun mesafeli boru hattinin hacmini asan miktarda yikama suyu kullanilmasi tavsiye edilmektedir. Pratik tecrübelere dayanarak yikama suyunun miktari (VMV), uzun mesafeli boru hattinin hacminin (VTV) yaklasik olarak 1.5 katina esittir.

Bu dogrultuda, çikis pompasinin tasima kapasitesi gereken yikama süresini belirlemektedir.

Uzun mesafeli boru hattinin tekdüze olmayan egimi oldugu durumlarda, uzun mesafeli boru hattinin yikama sonrasinda derin noktalarda bosaltilmasi gerekmektedir. Su tasima amaçli uzun mesafeli boru hatlari ile ilgili olarak yürürlükte olan yönetmeliklere göre ek adimlar atilmalidir.

DSO [t/m3] yogunlugu ile karakterize edilen DSF [t/h] seklinde bir kütle akis hizina sahip kuru, kati malzeme belirli bir kati/sivi oraninda (RM) suyla tamamen karistirilirsa (DSW = 1t/m3), üretilen bulamaç karisimi asagidakilerle karakterize edilebilmektedir: . Yogunluk: DSL[t/m3], burada DSL = (RM+1)/(RM/DSO+1) . Hacim Akis Hizi: VSL[m3/h], burada VSL= (1/RM+ 1/DSO)*DSF . Kütle Akis Hizi: MSL[t/h], burada MSL= (1/RM+1)*DSF . Gereken karisim suyu akisi: VMW[m3/h], burada VMW = (1/RM)*DSF Kati malzemenin yogunlugu, hava da içeren bir yiginin yogunlugu olarak degil de, siki malzemenin yogunlugu olarak anlasilacaktir. Pratikte, kati malzemenin yogunlugu, 1 kg kuru malzemeye 1 kg su eklenerek ölçülebilmektedir ve tam karistirma sonrasinda karisimin hacmi belirlenmektedir. Yogunluk, sivinin hacminin artisindan çikarilabilmektedir: Uçucu kül ve cüruf için tipik veriler su sekildedir: DSO = 1.9-2.4t/m3.

Pratik olarak, karisim hava kabarciklari da içerebilmektedir, böylece yogunlugu tam karistirma modeline göre biraz daha düsüktür. Bu, ürünün gözenekliligini belirten bir indeksle (PSL) ifade edilebilmektedir, burada PSL : .i..`i.iiiiilli lio-'aiii Iiiuiilamii iiiiiliii: :i-i-~r~-Hil.uiiii : (VSP _ VSLVVSP Bunun isiginda, gözenekli malzemenin yogunlugu buna uygun olarak düzeltilmelidir.

Girdi verisi, yukaridakinden baska (örn. kati malzemenin yogunlugu bir yiginin yogunlugu olarak verilmistir) tanimlanabilmektedir veya ham maddenin girdi kütle akis hizi kuru malzeme yerine islak malzeme ile ilgilidir (örn. cüruf çikis konveyöründen sonra islak cüruf), bu da hesaplamalarda dikkate alinmalidir.

Karistirma prosesi ürününün, yani karisimin önemli bir özelligi, ölçülebilen ve viskoziteye benzer bir biçimde karakterize edilebilen kivamidir.

Belirli bir malzeme ile ilgili dinamik viskozite yogunluga güçlü bir biçimde bagliyken, karistiricida kaldigi esnada hala degismektedir.

Dinamik viskozite (ri) boyutu Pa*s'dir, kinematik viskozite v = n/p'dir, burada p yogunluktur [kg/m3]; kinematik viskozite boyutu [mZ/s]'dir. Yogun bulamaç için tipik bir deger p z 1400kg/m3, n z 0.3Pa*s, v z 2m2/s'dir. Ürün için belirtilen kalite özelliklerine erisildiginde ve parametreler kalici hale geldiginde karistirmanin tamamlanmis oldugu düsünülebilmektedir. Asagidaki faktörler önemli olabilmektedir: yogunluk, viskozite/kivam, sicaklik, Yogun bulamaç durumunda belirtilen parametrelerin elde edilmesi için gereken kalma süresi ham maddenin kimyasal bilesimine baglidir. Düsük serbest CaO, MgO ve 503 içerikli uçucu kül için pratik deger, burada sicaklik artisi önemsizdir, 3-5 dakika arasindadir. Yüksek serbest CaO içerikli malzemeler durumunda, daha uzun kalma süresi ve daha önemli sicaklik artisi kismen karistiricida ve uzun mesafeli bulamaç boru hattinda ve kismen de deponi alaninda dikkate alinmalidir ve yukarida bahsedilen hidratlanabilen diger bilesenlerin varliginda, yogun bulamacin mineralizasyonu karistirma aparatinda zaten baslayacak olup, bu ekzotermik bir prosestir. Kalma süresi, kati bir partikülün karistirma prosesinde kaldigi süre araligidir. Kalma süresi (TMD) asagidaki gibi tanimlanmaktadir: TMD :VM/VSL, burada VM, normal bulamaç seviyesinde net karistirici hacmidir.

Sekil 6, Sinif C uçucu külün hidrasyon semasini göstermektedir Semada hidrasyonun bulusa göre yöntem kullanildiginda oldukça hizli bir biçimde gerçeklestigi, hidrasyonun dakika sonra uygun degere ulastigi, bunun üzerine hidrasyon hizinin artik esasen degismeyecegi gösterilmektedir. Bu hidrasyon, karistiricida, uzun mesafeli boru hattinda ve/veya deponi alaninda gerçeklesebilmektedir.

Hidrasyon deponi alaninda sürmektedir ve kalsiyum silikat ve kalsiyum alüminat silikatin mineralizasyonu baslamaktadir, hidratli CSH ve CASH olusarak Sekil 6'da gösterildigi gibi 80 ile 90 gün süreyle sürekli isi gelisimini saglamaktadir.

Bulusa göre, ikinci karisimin yüzey pozisyonunu ölçen basinç ölçerler tercihen membranli basinç ileticileridir. Membranli basinç sensörü basliklari tercihen, asinmaya karsi koruma saglamak için kauçuk manson içinde sarilmaktadir (manson ve membranli sensör arasinda cihaz yagi ile doldurulmaktadir) ve tercihen bulamaç akisinin sensör yüzeylerine çarpmayacagi sekilde konumlandirilmaktadir. Basinç ölçer membranlari, kauçuk mansonlar veya kauçuk basliklar araciligiyla asinmaya dirençli yapilmaktadir.

Karistirma aparatinin alt karistirma boslugunda seviye ölçümü Için, dolayli basinç/yogunluk ölçümü prosesi asagida tarif edildigi gibi kullanilabilmektedir. Belirli ölçüm noktasinda alinan basinç degerinden, proses kontrol bilgisayari h=basinç/y0gunluk iliskisine göre ölçüm noktasinin üzerindeki seviye yüksekligini üretecektir. Akis hizi, asinmaya dirençli indüksiyonlu akis ölçerle ölçülebilmektedir.

Yogunluk basinç farkindan belirlenmekte olup, bu, devridaim boru hattinin (boru hatti (32)) dikey kesitine kurulan 1 m uzunlugunda kalibre iç boyut makro kesitinin girisinde ve çikisinda yerlestirilen membranli (kauçuk mansonlu) basinç farki sensörlerinin sinyalinden hesaplanabilmektedir. Bulamaç yogunlugu, ofset farkina ve bulamaç akis hizina göre basli basina bilinen bir sekilde bilgisayar tarafindan belirlenmektedir.

Kimyasal endüstrisinde (örn. boya kivami) kullanilan ölçüm cihazlari viskozite/kivam ölçerler olarak kullanilabilmektedir.

Karistirma prosesi, düzenleme, kontrol, gösterim ve müdahale gibi fonksiyonlari olan, karistirma aparatinin parçasi olan proses kontrol bilgisayari tarafindan kontrol edilmektedir. Karistirma prosesinin kontrol edilmesine ek olarak, proses kontrol bilgisayari cüruf/uçucu kül toplama, depolama, iletim proseslerini kontrol edebilmektedir.

Karistirma aparatina ait ilgili bir kontrol edilen degisken, kati/sivi orani olup, burada kati malzeme miktari dagiticinin dönüs hizindan hesaplanan bir veridir ve su miktari, eklenen diger atiklarin (örn. cüruf veya cüruf bulamaci) su içerigini içeren ölçülmüs bir degerdir. Diger kontrol edilen degiskenler, bulamaç yogunlugunu ve karisim kivamini (viskozite) veya bununla orantili olan ölçülebilir bir fiziksel parametreyi, mesela devridaim pompasinin güç tüketimini içerebilmektedir. Yukarida detaylari verilen kontrol edilen degiskenlerin iliskileri Sekil 4'te gösterilmektedir.

Düzenlemede yer alan esik parametre, iletilen yogun bulamacin minimum degeri olup, bunun uygun seçimi partikül ayrimi ve boru hattinin tikanmasi ile sonuçlanan düsük bulamaç hizini önleyebilmektedir. Karisim suyunun miktari, Sekil 4 ile baglantili olarak detaylari verildigi sekilde karisim suyu düzenleme valfi araciligiyla düzenlenmektedir.

Karistirma aparatindaki devridaim hizi (üst karistirma bosluguna ve alt karistirma boslugunun üst kismina devridaim hizi) önemli bir planlama verisi olmasina ragmen, devridaimin sürekli düzenlenmesi gerekli degildir. Bununla beraber, düsük yükte, enerjiden tasarruf saglamak için hiz/frekans düzenlemesi ile devridaim azaltilabilmektedir. Ancak, karistirmayi saglayan nozulun çikis hizinin 5 m/s altina düsmemesi gerektiginden ve karistirma aparatinin boru sistemindeki akis hizinin daha büyük boyutlu partiküllerin çökelmesini önlemek üzere 1.2 m/sn. altina düsmemesi gerektiginden bu yalnizca sinirli bir ölçüde olmaktadir.

Karistirma kapasitesi, bölge/firin yüküne bagli olan girdi kati malzemenin kütle akisi ile belirlenmektedir. Tercihen, uçucu kül, dogru düzenleme için gereken ortalama süreyi saglamak üzere üst karistirma bosluguna girmeden önce bir siloda depolanmaktadir. olunmasi da tercih edilmesine ragmen, uçucu küle kiyasla maksimum %30 olan düsük oranlari düsünüldügünde bunlar atilabilmektedir.

Kapasite düzenlemesi, uçucu kül silosundaki seviyeyi sabit degerde tutarak gerçeklestirilebilmektedir. Bu durumda, karistirma kapasitesi esasen uçucu külü saglayan firinin kapasitesini otomatik olarak izleyecektir.

Kontrol edilen bir degisken olarak, uçucu kül silosunun seviyesi (tercihen bunun süre ortalamasi) bu durumda seçilmektedir. Bir müdahale olarak, silonun çikis besleme ünitesi hizi kontrol edilebilmektedir, yani uçucu kül miktarinin düzenlenmesinden sorumlu olan ayar modülünü (61) kontrol ederek müdahale edilebilmektedir. (bkz. Sekil Düzenlemede bir esik parametre yer almaktadir: iletim borusundaki yogun bulamaç basinci (karistirma kapasitesinin üst kismini sinirlamak üzere). Eger karistirma kapasitesi çok yüksek olursa, örnegin bir yedek boru hattina, çalisan bir boru hattinda kisa süreli çikis pompasi kapamasina veya kisa süreli uçucu kül döner besleme ünitesi kapamasina geçis yapmak mümkündür.

Kapasite izlemesi diger yönlerle geçici olarak iptal edilebilmektedir, böylece uçucu kül silosunun depolama kapasitesinden faydalanilmaktadir.

Giris kati malzemesinin ve karisim suyunun miktarlari ve çikis yogun bulamacinin miktari arasindaki denge, karistirma kazaninin sivi seviyesini sabit degerde tutarak saglanabilmektedir. Bu ayni zamanda, çikis pompasinin hiz/frekans düzenlemesi vasitasiyla çikis yogun bulamacinin miktari degistirilerek elde edilebilmektedir.

Bu nedenle kontrol edilen degisken, karistirma kabinda (alt karistirma boslugunda) ölçülebilen malzemenin seviyesidir. Bir müdahale olarak, çikis pompasinin dönüs hizi degistirilebilmektedir.

Tercihen, bulusa göre yöntemde, çesitli korumalar, blokeler de asagidaki gibi kullanilabilmektedir.

. Eger tahliye boru hattinda, hiz belirli bir minimum degerin (1.5 m/s-2 m/s) altina düserse, karistirilacak suyun miktari karistirma kalitesi düzenlemesinin referans girdisini artirarak artirilmalidir.

. Eger tahliye boru hattinin ilk basinci belirli bir maksimum degerin üzerine çikarsa (çalisma basincinin yaklasik 1.3 kati), giren uçucu kül miktari tercihen azaltilmalidir.

. Eger karistirma aparati öncesinde bulunan uçucu kül silosunun seviyesi minimum degere düserse, karistirma aparati durmakta, yikama programi baslamakta ve tahliye sona ermektedir.

. Eger karistiricida sivi seviyesi minimum degere düserse (öyle ki ikinci karisimin yüzeyi alt karistirma boslugunun silindirik kisminin tabanina deger), ilk önce yardimci su girisi artirilmalidir (kalite düzenlemesini iptal ederek), ardindan basarili olunamazsa, uçucu kül/cüruf girdisi durdurulmalidir, buna karsilik yikama programi baslamaktadir, ardindan tahliye sonra ermektedir.

. Eger karistiricida sivi seviyesi maksimum degere çikarsa (yüzey saptirma elemanina degecektir), ilk önce tahliyenin çikis kapasitesi maksimum degere artirilmalidir, ardindan eger basarili olunamazsa, uçucu kül girisi durdurulmalidir ve yardimci su girisi azaltilmalidir ve son olarak karistirma aparati durdurulmalidir.

. Eger karistirma aparatinda yogunluk/basinç degeri maksimum degere (çalisma basincinin 1.2 kati) çikarsa, uçucu kül girisi durdurulmalidir, öte yandan yardimci su girisi (kalite düzenlemesini iptal ederek) artirilmalidir.

Karistirma aparatinin sürekli çalismasi sirasinda, karisim karistirma aparatinda kalmaktadir veya karistirma proseslerinde yer almaktadir (devridaim, nozul ivmesi ve çarpisma, ejeksiyon kap bölümünde santrifüj spiral seyrini etkilemektedir). Bunun bir sonucu olarak, bilesenlerde önemli bir hidrasyon hizi halihazirda aparat içinde veya uzun mesafeli boru hatti içerisinde gerçeklesmektedir.

- CaSO4 anhidrit 100 %60'a azalma - serbest kireç CaO portlandite - etrenjit olusumu 12 %21'e artma Yukaridaki sonuçlar karistirma verimliligine yönelik gösterimlerdir. Kisa karistirma ve tahliye süresine ragmen, mineral olusumu için gereken kireç hidrasyonu temelde, bulamaç çikis borusunun ucunda deponi alaninda halihazirda saglanmaktadir.

Kati partiküllerin karistirma prosesi ve hidrasyonu, karisimin yüksek hizli akis oraninin (2-2.5 m/s) sonucu olarak boru hattinda gerçeklesmeye devam etmektedir.

Asagida, karisim içindeki klorür baglama mekanizmasi tarif edilmektedir. Çimento içeren mineral yapilarina benzer sekilde, karisim suyu olarak FGD (baca gazi kükürtten arindirma) atik suyu ile birlikte yogun bulamaca dönüsen klorür iyonlari (CaClz veya MgClz), alkali ortaminda uçucu kül C3A (burada C3A = 3CaO * Al203 + 10 HzO) içerigi ile baglanarak C3A * CaClz * Hio (Friedel tuzu) olusturmaktadir.

Sinif F uçucu külünde serbest CaO yoktur ve FGD atik suyunda yalnizca agirlikça %1-2 oraninda bulunmaktadir, bu nedenle yogun bulamacin (karisimin) karistirilmasi tercihen gereken miktarda sönüm kireç veya kireç dagitilarak gerçeklestirilmektedir. Dagitma orani, önceki mineral hesaplamasina göre, ardindan test karistirmasi ile belirlenmelidir.

Uçucu külde, aktif alüminyum ve cam fazinda olan (hizli erime ve katilasma yüzünden) silikat mineralleri Ca(OH)2 ortaminda reaksiyona girmektedir, ardindan çesitli doygunluktaki kalsiyum-alüminat hidrat ve kalsiyum-silikat hidrat mineralleri olarak olustuklari jel fazina ulasmakta, ayni zamanda kalsiyum ve magnezyum klorürleri baglamaktadir.

Yukaridakine karsilik gelen belirli bir uçucu külün puzzolanik aktivitesi, bir kireç baglama prosesiyle, örnegin doymus kalkerli ortamda eskimesinin 28. gününde 1 gram uçucu külle baglanabilen CaO miktari ölçülerek belirlenebilmektedir.

FGD atik suyunda (CaClz, MgCIz) bulunan CI'nin mineral yapisina baglanmasi asagidaki gibi gerçeklesmektedir.

Teknoloji: Sinif F uçucu kül/FGD atik suyunun 1:1 oraninda bulusa göre yöntemde kullanilan karistirma aparatinda karistirilmasi, ardindan CaO eklenerek yogun bulamacin üretilmesi ve son olarak çöktürme.

Katki maddesi: yanmis alçi tasi CaO (çözünmüs CaOH'nin FGD atif suyu içine dagitilmasi).

CI baglama türü: puzzolanik.

Buradan itibaren, basitlestirilmis kimyasal semboller asagidaki gibi kullanilacaktir: C = CI baglamasi için kimyasal reaksiyonlar asagidaki gibidir: a) C3A * CaClz * Hio b) C3F * CaCIz * Hio C3A ve C3F, uçucu kül partikülünün (silikat bazli) cam fazinda Sekil 7'de görüldügü gibi düzenlemeyi almaktadir. Sekil 7'de gösterildigi gibi silikat bazli uçucu kül partikülleri (76), C35, C3A, C3AF, C3ACS'den olusan ince bir cam yüzey içinde sarilmaktadir. Uçucu kül partikülleri (76) arasindaki girintiler, tercihen bir kükürtten arindirma prosesinden gelen, Ca(OH)2 de içeren alkali (pH 2 11-12) atik suyunu (78) ihtiva etmektedir.

(CSH kristalizasyonu için) puzzolanik baglanma için, Sinif F uçucu külünkine benzer bir bilesime sahip Macar güç istasyonlarindan gelen uçucu kül maksimum 1009 CaO/ 10009 uçucu kül baglama kapasitesine sahiptir.

Kimyasal hesaplamalar, CaO'nun dagitilmasi ile FGD'nin CaCIz ve MgClz içerigini baglamak için gerekli olan Ca iyon fazlasinin ayarlanabildigini ortaya koymustur.

Bu, asagidaki inceleme adimlari ile gerçeklestirilmektedir: . Sinif F uçucu külün puzzolanik baglama kapasitesinin belirlenmesi, ardindan . karistirma deneylerine göre optimum katki maddesi miktarinin belirlenmesi.

Teknolojik veya diger faktörler yüzünden, kuru cüruf veya kuru taban külü kabi veya islak cüruf kabi, uçucu kül kabindan daha büyük bir mesafede kurulabilmektedir. Bu tür durumlarda, yanma kalintilarindan gelen yogun bulamaç üretimi tavsiye edilir biçimde seri olarak bagli iki karistirma aparati araciligiyla gerçeklestirilmektedir. Birinci karistirma aparatina gönderilen uçucu kül, örnegin 1.16kg/dm3 yogunlugunda daha zayif bir uçucu kül bulamaci olarak üretilmekte, bu, ikinci karistirma aparatina bir kaldirma pompasi araciligiyla aktarilmakta ve bunu basinç artisi araciligiyla ikinci karistirma aparatina gönderilen cüruf veya taban külü ile karistirarak planlanan yogunlukta yogun bulamaç üretilmektedir. Bunun ardindan, yogun bulamaç, bagli uzun mesafeli boru hatti üzerinden deponi alanina çikis pompasi araciligiyla tasinmaktadir.

Elbette, bulamaç içermeyen karisim suyu da ikinci karistirma aparatina eklenmektedir.

Bulusa göre yöntemde kullanilan karistirma aparati homojen bir yogun bulamaç üretmek için enerji tasarruflu ve oldukça etkili biçimde çalistirilabilmektedir. Karistirma aparatinda, cüruf ve uçucu kül partikülleri (bulamaç halinde oldugunda ikincisi esasen cüruf partiküllerinin homojenize tasima ortamidir) aparatin çesitli noktalarindaki karistirma prosesi sirasinda birbirine karismaktadir: . devridaim pompalari ve boru hatlarinda, . devridaim yapilan bulamaç giris nozullarinda ve söz konusu nozullardan çikan bulamaç jetlerinin hiz enerjisinin çarpismali tahribati ile kap içinde bulunan koni yüzeyine çarparak, . son olarak, kabin alt konik kismi içindeki santrifüj alaninin hiz vektörünün ivmesinin yani sira partiküllerin dikey ivmesi ve kabin koni yüzeyine çarpma ile.

Bulusa göre yöntemde kullanilan karistirma aparati, hafif bir vakum saglamak amaciyla bunun karistirma kabina (ait karistirma bosluguna) baglanabilen bir gaz veya hava emme sistemi içeren kapali sistemli bir aparattir.

Karistirma aparati, tercihen nozullarin ve boru sistemin iç yüzeyine kauçuk veya seramik kilif takilarak asinmaya dirençli hale getirilebilmektedir.

Karistirma aparatinin kendi kendini temizlemesi, teget yöndeki girisleri saglamak için devridaim giris portlarini düzenleyerek kolaylastirilmaktadir (bkz. Sekil 3). Bulamacin yapismasi, iç yüzeylerde dikey yönde dönen spiral bulamaç akisi ile giderilmektedir.

Bulusa göre yöntem yeni ve var olan güç santrali teknolojilerine uyarlanabilmektedir.

Yeni güç santralleri için, asagidaki sekilde kullanilmalidir. Geri kazanim noktalarinda, yanma kalintisinin büyük bir kismi kaba uçucu külün (eko uçucu kül, hava isitici uçucu kül olarak anilan kül) yani sira ince uçucu kül içeren kuru kati malzeme olarak mevcuttur. Güç verilen kömür yakitli firinlarin atesleme alanindan gelen yanma kalintilari genellikle çok sicaktir ve çok kabadir, bu nedenle bunlar çogunlukla cüruf atesleme taragi su havuzlarinda sogutulmakta ve daha sonraki tasima öncesinde ögütülmektedir. Akiskan firinlari durumunda, taban külü kül sogutucuda sogutulmakta ve ardindan gerekirse ögütülmektedir.

Kuru toz benzeri malzemeler ayni zamanda bulusa göre yöntemle kullanilan karistirma aparatina pnömatik olarak tasinabilmektedir.

Bulus, elbette, yukarida detayli olarak tarif edilen tercih edilen uygulamalarla sinirli olmayip, diger varyasyonlar, kombinasyonlar, modifikasyonlar ve gelistirmeler istemlerin belirledigi kapsam içerisinde mümkündür.

Claims (1)

1. ISTEMLER . Toz veya granüler halde malzeme ve sivi karisimi üretilmesine yönelik bir yöntem - toz veya granüler halde malzemenin bir giris hunisinden (18) bir üst karistirma bosluguna (10) tasinmasi ve sivinin üst karistirma bosluguna (10) beslenmesi ile bir birinci karisimin üretilmesi, - birinci karisimin üst karistirma boslugunun (10) alt kismini ve bir alt karistirma boslugunun (12) üst kismini birlestiren bir iletim borusundan (16), silindirik bir bosluk kismina ve konik bir bosluk kismina sahip olan bir alt karistirma bosluguna (12) gönderilmesi ve bunun bir saptirma elemanina (20) çarpmasi saglanarak bir ikinci karisimin üretilmesi, - ikinci karisimin alt karistirma boslugunun (12) alt kisminda düzenlenen konik bosluk kismindan tahliye edilmesi ve ikinci karisimin bölünmesi ile - bir birinci karisim kisminin karisim malzemesi olarak tahliye edilmesi, - bir ikinci karisim kisminin üst karistirma bosluguna (10) devridaim edilmesi ve - bir üçüncü karisim kisminin alt karistirma boslugunun (12) üst kismina tasinmasini içerir, burada üçüncü karisim kismi teget yönde alt karistirma boslugunun (12) üst kismina gönderilerek alt karistirma boslugunda ikinci karisimin dönme hareketine neden olur, burada birinci karisim kismi ve üçüncü karisim kisminin orani 1:1 ve 1:5 arasi bir degerde olacak sekilde seçilmekte olup, ayirt edici özelligi - birinci karisim kismi ve ikinci karisim kisminin oraninin 1:1 ve 1:4 arasi bir degerde olacak sekilde seçilmesidir, ve - alt karistirma boslugunda (12) ikinci karisimin miktarinin, ikinci karisimin parabolik yüzeyinin - parabolik yüzeyin en alt noktasi dahil olmak üzere alt karistirma boslugunun (12) silindirik bosluk kismi içerisinde ve - saptirma elemanindan (20) aralikli olacak sekilde ayarlanmasidir, ve - alt karistirma boslugunda (12) seviye ölçümü için, basinç degerinin silindirik bosluk kisminin yan duvarinda düzenlenen en az bir basinç ölçer (26) araciligiyla alinmasidir, burada en alt basinç ölçer (26) maksimum 150 mm kadar konik bosluk kisminin üzerinde bulunur. . Istem 1'e göre yöntem olup, özelligi birinci karisim kismi ve ikinci karisim kisminin oraninin 1:1.5 ve 1:3 arasi bir degerde olacak sekilde seçilmesi ve birinci karisim kismi ve üçüncü karisim kisminin oraninin 1:2 ve 1:4 arasi bir degerde olacak sekilde seçilmesidir. . Istem 2'ye göre yöntem olup, özelligi birinci karisim kismi ve ikinci karisim kisminin oraninin 1:2 olmasi ve birinci karisim kismi ve üçüncü karisim kisminin oraninin 1:3 olmasidir. . Istem 1'e göre yöntem olup, özelligi sivinin üst karistirma bosluguna (10) teget yönde gönderilmesidir. . Istem 1'e göre yöntem olup, özelligi kauçuk bir manson içinde düzenlenen bir basinç ölçerin (26) kullanilmasidir. . Istem 1'e göre yöntem olup, özelligi toz veya granüler halde malzeme olarak uçucu kül kullanilmasi ve uçucu külün, bir uçucu kül silosundan beslenmesidir. . Istem 6'ya göre yöntem olup, özelligi uçucu külün agirlikça en az %70 kuru uçucu . Istem 1'e göre yöntem olup, özelligi cüruf bulamacinin da üst karistirma bosluguna (10) beslenmesidir. . Istem 1'e göre yöntem olup, özelligi toz veya granüler halde malzemenin agirlikça maksimum %20 alçi tasi içerigi ile kullanilmasidir.