Batı Anadolu linyitlerinin koklaşabilme özelliklerinin incelenmesi

Abstract

D Z E T t BATI ANADOLU LİNYİTLERİNİN KDKLAŞABİLME ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Bu çalışmada, Tunçbilek ve Soma Linyit kömürlerinin kağıt fabrikası atığı alan sülfit atık çözeltisi (KaİBiyum Lignin Sülfnnat (Ca-LS) veya Amonyum Lignin Sülfonat (NH,-LS) şeklindeki) yardımıyla metalurjik kok üretiminde değerlendirilebilme imkanları laboratuvar düzeyinde yapılan deneylerle araştırılmıştır. Önce biriketlemeye etki eden parametrelerden kömür ta ne iriliği, nem oranı ve biriketleme sıcaklığının kok sağlamlığına etkisi araştırılarak tesbit edilen en uygun koşullarda diğer denemeler yapılmıştır. İlk grup denemelerde Soma ve Tunçbilek kömürlerinin doğrudan form kok verebilmesine kullanılan bağlayıcı türü (Ga-LS ve 1/!H,-LS) ve miktarı ile biriketleme basıncının et kisi araştırılmıştır. Soma kömürüyle yapılan denemelerde elde edilen parça kokların, Ca-LS kullanılması halinde 13. B fePa'lık bir basınç dayanımı gösterdikleri ve sırasıy la %3B ve %45'lik bir gözeneklilik değerlerine sahip ol dukları tespit edilmiştir. Tunçbilek kömürlerinden elde edilen parça kokların ise Ca-LB kullanılması halinde 12.5 MPa ve l/IH, - LS kullanılması halinde de 15. S MPa'lık bir basınç dayanımına sahip oldukları ve sırasıyla %k3 ve %kZ değerlerinde gözeneklilik gösterdikleri saptanmıştır. Tunçbilek kömürleriyle yapılan bir seri denemelere göre de, kömürdeki kül oranının azalmasıyla kok sağlamlığının art tığı, kok gözenekliliğinin ise azaldığı gözlenmiştir. - i -İkinci grup denemelerde ise, Tunçbilek kömürlerine kı yasla daha az gözenekli parça kDk veren Soma kömürleri üzerinde durulmuş ve bu kömürlerin verdiği parça kokla rın gözeneklilikleri artırılmaya çalışılmıştır. Bu amaçla, Soma kömürü ya önceden HC1 çözeltisi ile yıkanmış yada kö müre biriketleme sırasında HC1, ZnCl`, MgCl` veya Ca(DH)` gibi kimyasal maddeler ilave edilmiştir. Kömürün HC1 ile yıkanmasının hem kDk sağlamlığını hemde gözenekliliği artır dığı tesbit edilmiştir. Kimyasal maddeler ilavesi ise be lirli konsantrasyon aralıklarında istenen yönde etkili ol muş ve HCl'in %0.B, ZnCl2 'ün %6,MgCl2'ün de %1 oranında ila vesiyle kok sağlamlığı ve gözenekliliği artış göstermiştir. Üçüncü grup denemelerle de, Tunçbilek ve Soma kömürle ri veya 55D ve 9DDDC'de elde edilen koktozlarmın Zongul dak kömürüne %1D-9D orasında değişen oranlarda karıştırıl dıktan sonra Ca-LS veya l/IH,-LS ile biriketlenip koklaştı- rılmasınm kok özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Yapılan bu deneyler sonucunda, sülfit atık çözeltisi katımaddesinin koklaştırmada etkin bir yardımcı madde ol duğu ve Soma veya Tunçbilek kömürlerinin doğrudan parça kok verme özelliklerini artırdığı tesbit edilmiştir. Tunç bilek kömürlerinden her türlü metalurjik proseste kullanı labilecek Bağlamlık ve gözeneklilikte parça kok elde etmek mümkün olmuştur. Soma kömürlerinden elde edilen parça kok ların ise, gözeneklilik yönünden yüksek fırın dışındaki diğer endüstri kollarında kullanılabileceğini söylemek mümkündür. Diğer taraftan sülfit atık çözeltisi katı maddesinin kullanılması durumunda Soma ve Tunçbilek kömürleri veya koktozlarmın %5D oranında Zonguldak kömürüne karıştırıla rak sağlamlık, gözeneklilik ve reaktivite yönünden uygun özelliklere sahip parça kokların elde edilebileceği tesbit edilmiştir. - ii -

ABSTRACT THE INVESTIGATION of CDKINEABİLÎTY PROPERTIES of WEST-ANATOLIA LIGNITES In this thesis work, the utilization possibilities of Tunçbilek and Soma lignites with the waste-solution rich in calcium lignin sulphonate (Ca-LS) or ammonium lignin sulp- honate (NH^-LS) from the SEKA Paper Factories for metalur- gical cokemaking were investigated on a laboratory scale. First, the effects Df the parameters such as coal par ticle size, moisture content and briquetting temperature on the coke strength were studied and, then the other experiments mere carried out under the optimum conditions determined. In the first group of experiments, the effects of the kind and amount Df the binder used (Ca-LS and NH.-LS) and the briquetting pressure on the direct formation of the form-coke from Soma and Tunçbilek coals uere investigated. In the experiments made with Soma coals, the following results mere obtained: A compressive strength of 13.5 MPa, a porosity value of %3S'in the case of Ca-LS and of NH.-LS As to Tunçbilek coals, the results were as follows: A compressive strength of 12.5 MPa, a porosity value of %k3 in the case Df Ca-LS, and a compressive strength of 15.6 MPa, a porosity value of %kZ in the case of l/IH, -LS. In another series of experiments made with Tunçbilek coals, it was observed that the coke strength was increased and the coke porosity were decreased with the increased ash content. In the second group of experiments, Soma coals which produce less porous form-cokes than Tunçbilek coals were - iii -studied and the possibilities of enhancing the porosities of the farm-cokes made from these edbIs were investigated. For this purpose, Soma coals were either washed with HC1 solution or the chemicals Such as HC1, ZnCl`, MgCl` or Ca(DH)2 were added tD the coals during briquetting. It was seen that the washing of the coals with HC1 increased both the coke strength and the porosity. The additions of the chemicals were found to be effective at the direction desired in a certain range of concentrations. The ad dition of 560. B of HC1,%6 of 2nCl2 and %1 MgCl2, increased the coke strength and porosity. In the third group of experiments, the coal mixtures obtained with the addition of Soma and Tunçbilek coals or the coke dusts obtained at the temperatures of 55D and 9DDDC into Zonguldak coals in the amounts changing between #10-90 were briquetted with Ca-LS or WH^-LS and the effects of coking on the coke properties were investigated. At the end of these experiments, it is concluded that the solid materials; in the sulphite waste solution were effective and helpful in coking process and increased the direct form-coke producing properties of Soma and Tunçbilek coals. It has been possible to obtain the form-cokes having strengths and porosities which are suitable in every kind of metalurgical process from Tunçbilek coals. On the other hand, it may be said that the form-cokes obtained from Soma coals, with respect tn their porosity properties, might be useful in other industries besides blast furnace. When used the solid material produced from sulphite waste solution. ît was determined that the form-cokes having the satisfactory strength, porosity and reactivity properties might be obtained by mixing Soma and Tunçbilek coals or coke dusts with Zonguldak coals in a ratio of %50. - iv -Bana doktora yapabilme olanağını sağlayan ve çalışma larımın her evresinde en iyi şekilde yardımcı olan Sayın Hocam Doç. Dr. Mehmet SAfiLAM'a ve çalışmalarımda yönlendirici katkıları bulunan Sayın Doç. Dr. Mithat YÜKSEL* e' içten say gı ve teşekkürlerimi sunarım. Teknik yardımlarını gördüğüm Dr. Seza YAZGAN'a, labo- ratuvar denemelerimde yardımcı olan Yük. Kimyager Musa KARA- DUMAN'a ve Teknisyen Celil TÎMURER'e, tezi büyük bir dikka- le daktilo eden Milgün AYDIN'a teşekkür etmeyi bir borç bilirim. Denemelerde kullanılan pik retortların dökümünde ve bazı denemelerin yapılmasında değerli yardımlarını gördüğüm İzmir Havagazı Fabrikası yetkili ve tüm çalışanlarına te şekkür etmeyi bir görev sayarım. Ayrıca kömür numunelerimin temininde yardımcı olan G.L.İ. Müessesesi Tunçbilek Bölge Müdürlüğüne, T.K.İ., E.L.İ Soma Bölge Müdürlüğüne, Türkiye Taşkömürü Kurumuna Sülfit Atık çözeltilerinin temininde yardımcı olan Îzmit-SEKA ka ğıt fabrikası yetkilileriyle KİMKATSAN' a ve basınç dayanım ölçümlerini yaptığım D.E.Ü. Müh. -Mim. Fakültesi.'fnşaat Mü hendisliği Bölümüne teşekkür ederim. - v *-