Enerji ve ekserji analizi ile etimaden Kırka bor işletme müdürlüğü bünyesindeki bir fabrikanın enerji verimliliğinin incelenmesi

Abstract

Enerji verimliliği çalışmalarının yapılması, yüksek miktarda enerji harcamaları bulunan tesisler için kritik öneme sahip olduğundan bu çalışmada öncelikle farklı sektörlerde uygulanan enerji ve ekserji analizleri ile ilgili bilgilere değinilmiş ve sonrasında yapılan literatür taramalarında dünya genelinde daha önce bir boraks pentahidrat üretim tesisinde ekserji ve enerji analiz çözümlemelerinin yapılmadığı görülmüştür. Bunun neticesinde ülkemizin Eskişehir ilinde bulunan Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğüne bağlı olan Kırka Bor İşletme Müdürlüğü bünyesinde çeşitli üretim kapasitelerindeki boraks pentahidrat ürünü üretebilen fabrikalarından birisi, termodinamiğin birinci ve ikinci yasaları uyarınca ekserji ve enerji hesaplamaları yapılması amacıyla seçilmiştir.İnceleme için seçilen fabrikanın tinkal madeninden nihai ürün olan boraks pentahidrat elde edilene kadar geçen süreçte üretimin gerçekleştirildiği çözme, tikner, kristal ve kurutma bölümleri değerlendirilmiştir. Bu çalışmanın içeriğinde, farklı sektörlerde yapılan enerji ve ekserji çalışmalarına ikinci bölümde değinilmiştir. Üçüncü bölümde bor sektörü ile ilgili genel bilgiler verilmiş ve dördüncü bölümde boraks pentahidrat üretim sürecinin nasıl gerçekleştiğine değinilmiştir. Beşinci bölümde gerekli hesaplamalar için kullanılan denklem ve yöntemden bahsedilmiştir. Altıncı bölümde, boraks pentahidrat üretim sürecindeki incelemesi yapılan fabrikanın kütle denkliği hesaplamaları yapılmıştır. Yedinci bölümde kütle denkliği ve kullanılan denklemler ile fabrikanın dört ana bölümünün ayrı ayrı enerji ve ekserji hesaplamaları yapılmıştır. Son bölümde ise her bölüm sonunda elde edilen veriler sunularak enerji ve ekserji verimlilikleri ortaya konulmuş, sonuçlar neticesinde proses üretim sürecinin ilgili bölümlerinde yapılması gereken değişiklik ve iyileştirmeler ile enerji ve ekserji verimliliklerinin nasıl arttırılabileceği tavsiyelerinde bulunulmuştur. Bu çalışma, boraks pentahidrat üretim prosesinde enerji ve ekserji verimlilik analizlerinin nasıl yapılabileceğini ve bu türdeki bir üretim prosesi için nasıl bir model oluşturulması gerektiğini ortaya koymuştur.

For facilities with high energy expenditures energy efficiency studies are critical importance, so in this study, first of all information on energy and exergy analyzes applied in different sectors was mentioned and then in literature research, it has been observed that exergy and energy analysis analyzes have not been carried out in a borax pentahydrate production facility worldwide before. For this reason, in Eskişehir in Kırka Boron Operations Directorate dependent to the General Directorate of Eti Maden Operations, one of the factories that can produce borax pentahydrate products in various production capacities has been selected in order to make exergy and energy calculations in accordance with the first and second laws of thermodynamics.In the factory selected for the examination, in the production process of borax pentahydrate that the final product from untreated tincal, solving, thickening, crystal and drying departments, where the production is made, were evaluated. In the second part of this thesis, energy and exergy studies in different sectors are mentioned. In the third section, general information about the boron sector is given, and in the fourth section, how the borax pentahydrate production process takes place is mentioned. In the fifth section, the equation and method used for the necessary calculations are mentioned. In the sixth section, the mass balance calculations of the factory, which were examined in the borax pentahydrate production process, were made. In the seventh section, the energy and exergy calculations of the four main parts of the factory are made separately with the mass balance and the equations used. In the last section, the data obtained at the end of each section are presented, energy and exergy efficiencies were revealed, as a result of the analysis, recommendations were made on how to increase energy and exergy efficiencies, with necessary changes and improvements in the relevant parts of the production process. This study revealed how energy and exergy efficiency analyzes can be made in the borax pentahydrate production process and how a model should be created for such a production process.