Daha önceki yazımda gazlaştırma nedir ve gazlaştırmanın tarihçesini yazmıştık. Bu yazımda gazlaştırma çeşitleri üzerine olacak.
Sabit Yataklı Gazlaştırıcılar
Bu tip gazlaştırıcılar karşıt akımlı bir reaktöre sahiplerdir. Kömür reaktörün üstünden, hava veya oksijen İse alt taraftan reaktöre girer. Böylece kömür yavaşça reaktör boyunca aşağıya iner ve bu esnada gazlaşır. Kalan kül ise reaktörün altından dışarı atılır. Karşı akışlı reaktörün dizilişinden dolayı gazlaştırma reaksiyonundan gelen ısı kömürün gazlaştırma reaksiyonu bölgesine girmeden önce ön ısıtmasında kullanılır. Dolayısıyla, Syngas’ın gazlaştırıcıdan çıkış sıcaklığı, kömürün dönüşümünü tamamlaması için gerekli olan sıcaklıktan önemli ölçüde düşüktür.
- Düşük oksitleyici gereksinimi,
- Üretilen gazda oldukça yüksek metan içeriği,
- Hidrokarbon sıvılarının üretimi, Örn; katran, yağ gibi,
- Hidrokarbon sıvılarının ısıl değerinden dolayı “Soğuk gazın” yüksek termik verimi,
- Kömürün işlenip kullanılabilmesi için özel gereksinimlere ihtiyaç duyar.
Akışkan Yataklı Gazlaştırıcılar
Yeni kömür parçacıkları ile eski parçacıkların, kısmen ve tamamen gazlaşan parçacıkların sürekli karıştırıldığı İyi karışımlı bir reaktöre sahiptir. Karışım aynı zamanda yatak boyunca düzgün sıcaklık dağılımını teşvik etmektedir. Reaktör içindeki gaz akışı (oksidantlar, buhar, geri kazanılmış syngas) kömür parçacıklarının yatak içerisinde batmadan yüzmesi için elverişli olmalıdır, fakat yatak dışına sürükleyecek kadar da yüksek olmamalıdır.
- Katılar için kapsamlı geri dönüşüm
- Düzenli ve orta ölçülü sıcaklık
- Orta ölçülü oksijen ve buhar gereksinimi
Sürüklenmeli Akışlı Tip (Entrained Flow)
İnce öğütülmüş kömür oksitleyiciler ile birlikte eş yönlü akışa enjekte edilir. Kömür hızlıca ısınır ve oksitleyiciler ile reaksiyona girer. Sürüklenmeli akışın gazlaştırıcıda kalma süresi saniyeler mertebesindedir. Kısa geçiş süresininnedeni, bu tip gazlaştırıcılar yüksek sıcaklıklarda yüksek karbon dönüşümünü başarırlar. Bundan dolayı, bu tip gazlaştırıcılar havadan ziyade oksijen kullanırlar ve kömürün cüruf sıcaklığının üzerinde çalışırlar.
İşletme parametlerine göre gazlaştırıcı tipleri:
Kömür Özelliklerinin Gazlaştırmaya Etkileri
a) Nem: Sabit yataklı gazlaştırıcılarda nem %35 ve kül içeriği %10’u geçmemek koşuluyla gazlaştırma işlemi uygulanmamaktadır. Kömürün nem içeriği bu değeri aştığında bir ön kurutma gerekmektedir. Sürüklenmeli yatak sistemlerinde yüksek oranda nem içeriği gazlaştırma için verilen su buharına yardımcı olmaktadır. Fakat bu durumda sisteme ısı verilmesi gereklidir.
b) Kül: Yüksek miktarda kül bırakan kömürler gazlaştırma sırasında problem yaratmaktadır. Kül içeriği arttıkça, yanıcı ve gazlaştırılacak madde miktarları azalmakta; buna bağlı olarak, gazlaştırma verimi düşmektedir.
- Kül içeriği arttıkça, kömürün gazlaşması güçleşmekte, belirli bir kül oranında imkansızlaşmaktadır.
- Fazla kül, reaktörlerin kapasitesinin düşmesine neden olmaktadır.
c) Uçucu madde: Kömür gazlaştırma süreçlerinde uygulanan ısıtma işleminde, kömür önce uçucu içeriğini kaybeder. Süreçte üretilen gazlarla karışan uçucu maddeler, toplam gaz ürün miktarının artışına sebep olur. Yüksek basınçlı (5 bar) süreçlerde, uçucu madde içeriğindeki hidrojen, kömürdeki karbon ile birleşip metan ve hatta etan oluşturabilir. Katran ve yağlar da, sürecin verimini arttırabilirler.
d) Külün erime sıcaklığı: Sabit yataklı gazlaştırıcılarda yanma bölgesinin en yüksek sıcaklığı külün erime sıcaklığının altında olmalıdır
Gazlaştırıcıların İşletme Koşulları Açısından Karşılaştırılması:
