Bazı Türk linyitlerinden kül ve kükürdün birlikte giderilmesinde optimum şartların belirlenmesi

Abstract

Ill ÖZET Bu çalışmada, iki Türk linyitinden (Beypazarı ve Tunçbilek) kül ve kükürdün birlikte giderilmesinde hidrojen peroksit ile liç(leaching) yönteminin etkinliği araştırılmıştır. Sıcaklık, zaman ve konsantrasyon gibi proses parametrelerinin kül ve kükürt giderimindeki etkinlikleri incelenmiş, işlemler sulu ortamda veya 0.1 N sülfürik asit ortamında yürütülmüştür. Deneylerde peroksit konsantrasyonu % 5' den % 30' a, sıcaklık 1 5 °C den 45 °C ye ve işlem süresi ise 1 5 dk' dan 1 20 dk' ya kadar değiştirilmiştir. Ayrıca, leaching yönteminin kükürt gidermedeki etkinliği karbo- nizasyon yönteminin etkinliğiyle kıyaslanmıştır. Karbonizasyon işlemleri 600 °C ve ya 900 °C de yapılmıştır. Hidrojen peroksit konsantrasyonunun % 1 5' e kadar artırılmasının hem kül ve hem de kükürt uzaklaştırılmasını artırdığı, yüksek derişimlerde ise daha ileri bir giderme sağlamadığı tesbit edilmiştir. Aynı şekilde sıcaklığın 30 °C ye kadar ve reaksiyon süresinin ise 60 dakikaya kadar artırılmasının olumlu olduğu daha sonra ise reaksiyonun çok yavaşladığı gözlenmiştir. Her iki linyitin üç işleminde 0.1 N sülfürik asit içindeki % 1 5 hidrojen peroksit çözeltisi 30 °C sıcaklık ve 60 dk ekstraksiyon süresi optimum şartlar olarak tesbit edilmiştir. Bu şartlar altında Beypazarı linyitinde toplam kükürtte yaklaşık % 50, külde % 60, Tunçbilek linyitin de ise toplam kükürtte % 65, külde ise % 25 giderim sağlanmıştır. Karbonizasyon şartlarında yapılan deneylerde sıcaklığa bağlı olarak toplam kü kürtte % 24-33 giderilme sağlanmıştır. Ancak önemli miktarda uçucu madde kaybı nedeniyle bakiye külce zenginleşmiştir. Karbonizasyonun bu linyitler için etkinliği detaylı incelenmemiş olmakla beraber yanabilir uçucu madde kaybî nedeniyle ısı kayıplarının yüksek olduğu anlaşılmıştır. Sonuç olarak, peroksit leaching yöntemi ile düşük kaliteli linyitlerin kalitelerinin önemli derecede artırılabileceği ve işlem sırasında yanabilir madde kaybının da çok az olduğu kanaatine varılmıştır. Anahtar kelimeler: Linyit, leaching, demineralizasyon, desülfürizasyon

IV ABSTRACT In this work, the effectiveness of leaching by aqueous hydrogen peroxide for simultaneous demineralization and desulfurization of two Turkish lignites (Beypaza rı, Tunçbilek) have been investigated. The effects of the process parameters such as temperature, time and concentration on the extent of ash and sulfur removal have also been examined. Leaching was carried out by using the solutions of per oxide in water or in 0.1 N sulfuric acid. In these experiments, peroxide concentra tion ranged from 5 % to 30 %, temperature ranged from 1 5 °C to 45 °C and leaching period ranged from 1 5 minute to 1 20 minute. In addition, leaching was compared with carbonization in regard to their effectiveness for desulfurization. The carbonization was carried out at 600 °C or 900 °C. The result indicated that increasing concentration of hydrogen peroxide up 1 5 % increases the reduction in ash and sulfur, but higher concentrations do not en sure a further reduction. Similarly, increasing the temperature and time up to 30 °C and 60 minutes increase the extent of the reductions, but thereafter the rate of reduction gets slower. Based on these result, the concentration of 1 5 % hydro gen peroxide in 0.1 N sulfuric acid, extraction period of 60 minute and temperature of 30 °C were determined as the optimum conditions for leaching of both lignites. Under these conditions, the attained reductions in total sulfur and ash are 50 % and 60 % for Beypazarı lignite, 65 % and 25 % for Tunçbilek lignite, respectively. A total sulfur removal ranging from 24 % to 33 %, was attained depending on temperature, under carbonization conditions. Due to release of substantial amount of volatile matter the residue enhriched with respect to mineral matter. Although the effectiveness of carbonization for desulfurization of these lignites were not studied in detail, it was estimated that their heating values decreased appreciably due to combustible volatile material loss. It may be stated as a conclusion that the peroxide leaching process may be used efficiently in the upgrading of these lignites, and combustible material loss during the process is minor. Key words: Lignite, leaching, demineralization, desulfurization