Kömürdeki kükürtün giderilme teknolojisi

Thread Content

Bu gönderi en son 2018-9-3 11:18 tarihinde liaifeng tarafından düzenlendi. Kömürdeki kükürtün giderilmesi teknikleri Kömür, dünyanın en bol bulunan fosil yakıt kaynağıdır ve dünya genelindeki fosil yakıt rezervlerinin %70’inden fazlasını oluşturmaktadır. Günümüzde kömür, dünya’nın birincil enerji tüketiminin yaklaşık %30’unu oluşturmaktadır. Dünya Enerji Konferansı’nın tahminlerine göre, kömürün birincil enerji kaynakları arasındaki önemi uzun bir süre boyunca değişmeyecektir; 2020 yılında kömürün dünya birincil enerji tüketimindeki payının %33,7 olması beklenmektedir. Çin, kömür üretimi ve tüketimi açısından büyük bir ülkedir. Şu an kömür, ülkemizin birincil enerji ihtiyacının %75’ini karşılamaktadır ve öngörülebilir gelecek on yıllar boyunca da kömür, ülkemizin başlıca birincil enerji kaynağı olmaya devam edecektir. Enerji kaynağı olarak kömür, insanlığın gelişimine büyük katkılarda bulunmuştur; ancak kömürün çıkarılması ve kullanımı sürecinde bir dizi kirlilik sorunu da ortaya çıkmıştır. Özellikle yanma sırasında oluşan dumanların yarattığı görünür ve potansiyel tehlikeler, ekolojik dengeyi ve insan yaşamını tehdit etmektedir. 　　Küresel ölçekteki 4 büyük kirlilik: hava kirliliği, asit yağmurları, sera etkisi ve ozon tabakasının bozulması, hızlı ekonomik gelişmeyle birlikte insanların yaşam koşullarını ciddi şekilde etkilemektedir. Atmosfer kirliliği, enerji üretimi ve kullanımıyla doğrudan ilişkilidir; özellikle kömürün çıkarılması ve kullanımı, duman, asit yağmurları ve sera etkisinin başlıca nedenleridir. Ayrıca ozon tabakasının bozulması da kömür çıkarma sürecinde salınan metan (CH4) ile büyük ölçüde ilgilidir. 　　Aslında kömür de doğal gaz ve petrol gibi kendi başına bir kirlilik kaynağı değildir; sadece temiz kullanım ve dönüşüm teknolojilerinin geri kalmış olması nedeniyle kömürün ana enerji kaynağı olarak kullanılması **çevre kirliliğine yol açmaktadır. Kömürün doğrudan yakılmasından kaynaklanan çevre sorunları için bugüne kadar etkili bir çözüm bulunamamıştır. Bu nedenle, kömür kullanım oranının düşük olması ve ciddi kirliliğin temel çözümü, kömür kaynaklarını makul, temiz ve verimli bir şekilde kullanmak ve temiz kömür teknolojilerini yoğun bir şekilde geliştirmek ve uygulamaktır. Hatalı! Atıf kaynağı bulunamadı. Duman arıtma teknolojilerini tartışmak ve analiz etmek son derece önemli ve gereklidir. 　　1.1 Kömür kullanımının çevre üzerindeki etkisi 　Kömür, kullanım sürecinde ülkemizin hızlı ekonomik büyümesine katkıda bulunmuştur; ancak kömürün kullanım verimliliği oldukça düşüktür ve bu da çevre üzerinde belirli olumsuz etkilere neden olmaktadır. Qu Xiao’e, Çin’de 1990–2009 yılları arasındaki çevre kirliliğini değerlendirmiş; endüstriyel SO2 emisyonları, endüstriyel duman emisyonları ve endüstriyel toz emisyonları gibi kirlilik göstergelerini inceleyerek, kömür odaklı enerji tüketim yapısının ekonomik gelişmeyi desteklerken aynı zamanda ciddi çevre kirliliğine de yol açtığını tespit etmiştir. 　　Çoğu bilim insanı, kömür kullanımının atmosferik çevre üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Bazı bilim insanları niteliksel bir yaklaşımla araştırma yapmaktadır. Dong Xueling ve Liu Daman, kömür yakımından kaynaklanan dumanın içinde büyük miktarda potansiyel olarak zararlı madde bulunduğunu, özellikle de 10 μm’den küçük boyutlardaki solunabilir parçacıkların atmosferin görüş mesafesini azaltarak hava ortamını kirlilediğini düşünmektedirler. Lu Zhongxian ve Tang Yongshun, kömürün çıkarılma sürecinde büyük miktarda kömür tozu ve tozun oluştuğunu, yanma sırasında yayılan zararlı gazların ise atmosferi kirlettiğini düşünüyorlar. Xu Ruilin ve Wang Tijian, Jiangsu eyaletindeki hava kirliliğinin linyit tipi kirlilik olduğunu düşünmektedirler. Ayrıca Jiangsu’daki şehirlerin hava kalitesini istatistiksel olarak inceleyerek, kirleticilerin yoğunluklarına göre sıralamasının toz miktarı, toplam askıda parçacıklar, SO2 ve NOX şeklinde olduğunu belirtmişlerdir. Sun Nan, kömür kullanımının karbondioksit konsantrasyonunun artmasına ve böylece küresel iklimde değişikliklere yol açacağını düşünüyor. Liu Haibin ve Guo Zhengquan, karbondioksit emisyonlarının artmasının ülkemizin kömür kaynaklarını daha fazla kullanmasını gerektirdiğini düşünüyor. 　　1.2 Kömürde Kükürt Giderme Tekniklerine Genel Bakış 　　1.2.1 Gerekçe 　　Çin’deki kömürün yaklaşık yarısı elektrik üretimi için kullanılırken, %30’u endüstriyel kazanlarda ve %6’sı evsel yakıt olarak kullanılmaktadır. Luo Jiaoing, ülkemizde kömür kullanımının esas olarak doğrudan yakma yoluyla gerçekleştiğini, kömür yakımının büyük miktarda duman, SO2, CO2, NOX gibi zararlı kirletici gazlar ürettiğini ve bunun da atmosfersel çevreye ciddi kirlilikler yarattığını belirtti. 　　“2013 Çin Çevre Durumu Raporu”na göre, 2013 yılında yağışın izlendiği 473 şehir arasında asidik yağmur görülen şehirlerin oranı %44,4 iken, asidik yağmur sıklığının %25’in üzerinde olduğu şehirlerin oranı ise %27,5’ti. Bunlar arasında, yağışların pH ortalaması yıllık olarak 5,6’nın altında olan (asidik yağmur), 5,0’ın altında olan (daha şiddetli asidik yağmur) ve 4,5’in altında olan (şiddetli asidik yağmur) şehirlerin oranları sırasıyla %29,6, %15,4 ve %2,5’tir. Ülke genelindeki asit yağmuru bölgeleri, Yangtze Nehri boyunca ve onun orta-alt kısımlarının güneyinde yoğunlaşmaktadır; bunlar arasında özellikle Jiangxi, Fujian, Hunan ve Chongqing’in büyük bir kısmı ile Yangtze Deltası, Pearl River Deltası ve Sichuan’ın güneydoğu bölgeleri yer almaktadır. Asit yağmuru bölgelerinin yüzölçümü, ülkenin toplam yüzölçümünün yaklaşık %10,6’sını oluşturmaktadır. Çin’deki asit yağmurları sülfürik asit türündedir; kömürle çalışan elektrik santralleri gibi yüksek seviyelerden salınan SO2, atmosfer aracılığıyla daha uzak bölgelere ulaşarak asit yağmurlarının oluşmasına neden olur. Yüksek kükürtlü kömürlerin yoğun şekilde yakılması, güneybatı ve orta-güney bölgelerindeki asit yağmuru kirliliğinin başlıca nedenidir. Asit yağmurlarının çevreye verdiği zararlar arasında ormanların bozulması, göllerin asitlenmesi, balık ölümleri, su canlıları türlerinin azalması, tarım arazilerindeki toprakların asitlenmesi ve verimsizleşmesi, zehirli ağır metallerin kirliliğinin artması, gıda, sebze ve meyve üretiminde büyük ölçüde düşüş, binaların, köprülerin ve tarihi eserlerin hasar görmesi yer alır. 　　1.2.2 Yeterlilik 　　SO2 emisyonlarını kontrol etme teknikleri esas olarak, yanma öncesi kükürt giderimi (kömür yıkama tekniği), yanma sırasında kükürt giderimi (fırın içi katı kükürt giderimi) ve yanma sonrası kükürt giderimi (duman gazı kükürt giderimi, Flue Gas Desulfurization, FGD) olarak ayrılabilir. Yanmadan önce yapılan desülfürizasyon, kömürdeki organik olmayan kükürtün büyük bir kısmını ortadan kaldırabilir; ancak organik kükürt üzerinde etkili değildir. SO2 emisyonlarının çevre standartlarına ulaşabilmesi için diğer desülfürizasyon teknikleriyle birlikte kullanılmalıdır ； Yanma sırasında kükürt giderimi, arıtma işlemlerini basitleştirir ve ısı kullanım verimliliğini artırır; ancak kükürt giderim verimi düşüktür, toz emisyonları artar ve katı kükürtten oluşan sülfatlar, kömür buharlı kazanların yüksek sıcaklıklarında parçalanır ； Yanma sonrası duman desülfürizasyonu, nispeten olgun, stabil ve verimli bir teknolojidir; günümüzde atmosferdeki SO2 emisyonlarını kontrol etmede en etkili ve en yaygın olarak kullanılan desülfürizasyon tekniğidir. 　　2. Kömürdeki kükürtün yanmadan önce ayrılması teknolojisi: Kömürün yanması veya dönüştürülmesinden önce, kömürdeki kükürt bileşenleri belirli bir yöntemle ayrılır. Böylece yanma sürecindeki kükürt miktarı azaltılır ve bu da kömürün yanmasından kaynaklanan kükürt dioksit kirliliğinin azalmasını sağlar. Kullanılan yöntemler sırasıyla fiziksel yöntemler, kimyasal yöntemler ve mikrobiyal yöntemlerdir. 　　2.1 Fiziksel desülfürizasyon teknolojisi  Şu ana kadar fiziksel desülfürizasyon tekniği, endüstriyel olarak kullanılan tek kömür arıtma yöntemidir. Ülkemizde yaygın olarak kullanılan jigleme yöntemi, ağır ortamlı kömür seçimi yöntemi ve flotasyon yöntemi de fiziksel arıtma yöntemlerine dahildir. Ürünlerin atık malzemelerden ayrılmasını sağlayan ayırma işlemi, kömürün fiziksel arıtılmasının merkezi adımıdır. Fiziksel yöntemlerle ham kömürden toprak, şist ve piritten sülfür uzaklaştırılabilir. Kömürün öğütülmesi yoluyla, kimyasal bağlarla birleşmemiş safsız maddeler kömürden ayrılır. Daha sonra, kömürü oluşturan organik maddelerin (kömürün temel mikro yapısı) ve yoğunluğu daha yüksek olan mineral safsızlıkların özgül ağırlıkları arasındaki farklardan yararlanılarak, bazen de her ikisinin yüzey ıslanabilirliği, manyetik özellikleri ve iletkenliklerindeki farklılıklardan yararlanılarak ayrım yapılabilir. Başlıca yöntemler şunlardır: modern flotasyon yöntemi, ağır sıvı zenginleştirme yöntemi, manyetik ayrıştırma yöntemi, elektrostatik ayrıştırma yöntemi, koagülasyon yöntemi, ince taneli kömür için ağır ortam siklonu ayrıştırma yöntemi vb. 　　Şekil: Kömürün fiziksel arıtma sistemi 　　2.2 Kimyasal desülfürizasyon teknolojisi 　　Kimyasal desülfürizasyon teknolojisi, kömürdeki kükürtün giderilmesi için güçlü alkali maddeler, güçlü asitler ve güçlü oksitleyicilerin kimyasal indirgeme, azot ekstraksiyonu, termal parçalanma gibi işlemler yoluyla kullanılmasını içerir. Yaygın olarak kullanılan yöntemler arasında Meyers yöntemi, CaCl2 oksidasyonu, NaOH eritme yöntemi, (NH4)2O yöntemi ve H2O2 oksidasyonu yer alır. Kimyasal yöntemler, kömürdeki neredeyse tüm inorganik kükürtleri ve birçok organik kükürtü giderse de, işlem koşullarının karmaşık olması ve maliyetlerin yüksek olması gibi sorunlar vardır. Bazen belirli asit-baz koşullarında, bazen ise yüksek sıcaklıklarda uygulanması gerekebilir. Koklaştırma kömürü açısından, kömürün özelliklerini büyük ölçüde etkiler; örneğin kömürün yapışkanlığını azaltır ve ısı değerini düşürür. Şu an sadece laboratuvar araştırmalarıyla sınırlıdır. 　　2.3 Biyolojik desülfürizasyon teknolojisi Mikrobiyal desülfürizasyonun prensibi, bazı asit sever ve ısıya dayanıklı bakterilerin büyüme sürecinde Fe3+ ve So gibi maddeleri sindirip emmesi özelliğinden yararlanarak piritin oksidasyonunu ve parçalanmasını teşvik etmektir; kükürtün giderilme oranı %90’ın üzerindedir. Mikrobiyal desülfürizasyon yöntemleri arasında yığın leaching yöntemi, yüzey oksidasyonu yöntemi ve leaching yöntemi gibi yöntemler bulunmaktadır. Ancak desülfürizasyon reaksiyonu uzun sürer ve endüstriyel desülfürizasyon ihtiyaçlarına uyum sağlamak zordur. Fiziksel ve kimyasal yöntemlere kıyasla, mikrobiyal yöntemler daha düşük yatırım maliyetine ve işletme maliyetlerine sahiptir; kömürde çok ince şekilde dağılmış sülfürleri özgün bir şekilde ortadan kaldırabilir. 　　2.4 Özet 　　Fizikokimyasal ve mikrobiyal desülfürizasyon yöntemleri arasında endüstride yaygın olarak kullanılan yöntem, maliyeti düşük olan fiziksel yöntemdir ； Mikrobiyal yöntemler yurt içinde ve yurt dışında geniş çapta ilgi görmüştür; ancak endüstride kullanılabilmesi için hâlâ önemli miktarda teknik araştırma ve geliştirme gerekmektedir ； Kimyasal yasalar laboratuvarlarda daha sık kullanılır. Gelecekteki gelişimde, farklı kömür kalitelerine göre bu üç yöntemin etkili bir şekilde birleştirilmesi, bence iyi bir gelişim yönü olacaktır. 　　3. Fırın İçi Kükürt Giderme Tekniği Bu işlemin prensibi, yakıt ve emici olarak kullanılan kalsiyum karbür tozunun aynı anda yanma odasına gönderilmesidir. Hava akımı, yakıt parçacıklarını, kalsiyum karbür tozunu ve külü bir araya getirerek döngüsel akışlı yatakta şiddetli şekilde karıştırır ve böylece yanma odasını doldurur. Kalsiyum karbür tozu, yanma odasında kalsiyum okside dönüşür; kalsiyum oksit ise kükürt dioksit ile birleşerek kalsiyum sülfat oluşturur. Reaksiyonun en iyi şekilde gerçekleşmesi için kazanın yanma odası sıcaklığının 850-900°C civarında tutulması gerekir. 　　Genellikle döngüsel akışkan yataklı (CFB) sistemler kullanılır; bu sistemin prensibi, yakıt ve desülfürizasyon maddelerinin fırın duvarlarındaki yanma odalarının alt kısmından verilmesi, birincil havanın fırın tabanındaki hava dağıtım plakalarından verilmesi ve ikincil havanın ise yanma odalarının orta kısmından verilmesidir. Kömür taneleri ve hava güçlü bir şekilde karışarak “akışkanlaştırılmış” yanma oluşur. Fırın çıkışında bulunan siklon separatörleri ve geri besleme cihazları sayesinde ayrılan malzemeler tekrar fırına gönderilerek malzeme döngüsü sağlanır. Böylece yanma ve desülfürizasyon süreleri uzatılır ve tam yanma ile desülfürizasyon sağlanır. Duman gazları da kömür tozu fırınlarında olduğu gibi arka ısıtma yüzeylerine gönderilir. 　　Döngüsel akışkan yatak fırınlarında kömürün desülfürizasyon sürecindeki ana reaksiyonlar, CaCO3’ün parçalanması ve CaO ile SO2 arasındaki sülfürleşme reaksiyonudur. CaCO3’ün parçalanması durumu, desülfürizasyon ajanının aktivitesini doğrudan etkileyecek ve sonuç olarak desülfürizasyonun etkinliğini etkileyecektir. Şu an kireçtaşının pişirilerek ayrıştırılması üzerine yapılan araştırmalarda, ayrışma sürecinin hangi kimyasal reaksiyon mekanizmaları tarafından kontrol edildiği ve nasıl kontrol edileceği konusunda henüz kesin bir sonuca varılamamıştır. 4 Yanma sonrası (duman gazı) kükürt giderme prensipleri ve teknikleri 　　4.1 Genel bakış 　　Duman gazı kükürt giderme işlemleri, ıslak, kuru ve yarı kuru olmak üzere üç farklı tipe ayrılabilir. Islak desülfürizasyon, duman gazlarını sıvı bir emici ile yıkayarak duman gazlarındaki SO2’yi emme işlemidir ； Kuru yöntemle kükürt giderimi, gaz akışındaki SO2’yi katı haldeki toz veya taneli emici, adsorban veya katalizörler kullanarak ortadan kaldırma işlemidir ； Yarı kuru yöntem, ıslak ve kuru yöntemler arasında yer alan bir desülfürizasyon yöntemidir. Aşağıda, endüstride yaygın olarak kullanılan ve son yıllarda araştırmalarla geliştirilen yeni duman desülfürizasyon teknikleri anlatılmaktadır. 　　4.2 Çeşitli duman gazı desülfürizasyon süreçleri 　　4.2.1 Kireçtaşı/kireç-kalsiyum sülfat ıslak yöntemi 　　Kireçtaşı/kireç-kalsiyum sülfat yöntemi, ıslak duman gazı desülfürizasyon teknolojisinin temsil edici süreçlerinden olup endüstride en yaygın olarak kullanılanıdır. Bu teknikte, kireçtaşı veya kireç slurry’si kullanılarak ıslak yıkayıcılar içinde dumandaki SO2 emilir. Meydana gelen ana reaksiyonlar şunlardır:
Kireç yöntemi: SO2 + CaO + H2O → CaSO3·H2O
Kireçtaşı yöntemi: SO2 + CaCO3 + H2O → CaSO3·2H2O + CO2
Reaksiyondan sonra elde edilen sıvı havaya püskürtülerek CaSO3, CaSO4’e dönüştürülür ve böylece yan ürün olarak alçı oluşur. 　　Bu işlem, bol miktarda hammadde kaynağına sahip olması, düşük maliyeti, güvenilir çalışması, basit kullanımı, yüksek kalsiyum kullanım oranı (>%90) ve yüksek kükürt giderme verimliliği (>%90) gibi avantajlara sahiptir ve günümüzde endüstriyel kükürt giderme tesislerinin %85’ini oluşturmaktadır. Bu işlemde elde edilen alçı, ikincil kirliliği önlemek amacıyla etkili bir şekilde kullanılabilir. SO2’nin emilimini ve kirecin çözünmesini teşvik etmek için, desülfürizasyon oranını artırmak, kireç kullanımını azaltmak ve kalsiyum-kükürt oranını düşürmek amacıyla katkı maddeleri kullanılabilir. Ucuz ve kolayca temin edilebilen organik asit tuzlarının katkı maddesi olarak kullanıldığı sülfür giderme deneyleri, organik asitlerin veya buna karşılık gelen sodyum tuzlarının kireçtaşı/kireç-kireçtaşı yöntemini güçlendirdiğini, kükürt giderme oranının belirgin şekilde arttığını, sistemlerin stabil çalışma süresinin uzadığını ve slurry’nin emilim kapasitesinin yükseldiğini göstermiştir. Sıvı-gaz oranı, kükürt giderme sisteminin performansını etkileyen önemli bir parametredir; kireçtaşı-kireç yöntemiyle yapılan ıslak kükürt giderme sürecindeki kükürt giderme oranını, slurrydaki kireçtaşı miktarını ve konsantrasyonunu etkileyebilir. Du Qian ve arkadaşları, kireçtaşı-kireç yöntemiyle yapılan ıslak kükürt giderme sürecindeki kükürt giderme oranını incelemek için paralel akışlı düzenli film tipi ıslak kükürt giderme cihazlarını kullanmışlardır. Aynı sıvı-gaz oranında kükürt giderme oranının yükseklik arttıkça arttığı, ancak bu artış hızının yükseklik arttıkça azaldığı sonucuna varmışlardır ； Farklı sıvı-gaz oranlarında, desülfürizasyon oranı sıvı-gaz oranının artmasıyla birlikte artar. 　　4.2.2 Deniz Suyu Kullanılarak Kükürt Giderme Süreci Deniz suyu kullanılarak kükürt giderme süreci, doğal deniz suyunun duman gazlarındaki SO2’yi gidermek için kullanıldığı bir ıslak tip duman gazı kükürt giderme yöntemidir. Bu yöntemin prensibi, duman gazlarındaki SO2’nin deniz suyu tarafından emilmesi ve yıkama sıvısında hidroliz ve oksidasyona uğramasıdır. Daha sonra yıkama sıvısı aeration tankına aktarılır; böylece pH değeri yükseltilerek SO2 gazının dışarı sızması engellenir. Aeration tankına hava üflenerek SO32- iyonları SO42- iyonlarına dönüştürülür. Deniz suyu desülfürizasyon işlemi, desülfürizasyon amacına ulaşırken aynı zamanda emisyon standartlarını da karşılar ve deniz çevresi üzerindeki etkisi düşüktür; bu nedenle kıyı bölgelerindeki işletmeler için deniz suyu desülfürizasyonunu mümkün kılar. 　　Deniz suyu desülfürizasyonunun temel işlem akışı: Çin Deniz Üniversitesi’nden Wang Qingzhang ve arkadaşları tarafından bağımsız olarak geliştirilen bu yöntemde, alkali üretim tesislerinden elde edilen beyaz çamur (ana bileşenleri CaCO3 ve Mg(OH)2) ile elektrik santrallerinde yarı kuru yöntemle kullanılan duman desülfürizasyonu atıkları (ana bileşenleri Ca(OH)2 ve CaSO3O), alkali miktarını artırmak için yardımcı madde olarak kullanılır. Böylece dumanlardaki SO2 gazı uzaklaştırılır. Desülfürizasyondan sonra deniz suyu, doğal havalandırma yoluyla oksitlenerek veya entegre arıtma tanklarında havalandırılarak standartlara uygun hale getirilerek deşarj edilir. Bu işlemde SO2 emilimi hızlıdır, deniz suyu kullanımı azdır ve ikincil kirlilik oluşmaz. Farklı kükürt içeriklerine sahip kömürler için uygundur ve atığı değerlendirme özelliğiyle diğer deniz suyu kükürt giderme işlemlerinden açıkça üstündür. 　　Huang Zonghan da, Shenzhen’in batısındaki elektrik santralinin 4 numaralı ünitesinde (300 Mw) kullanılan deniz suyu ile kükürt giderme sisteminin uygulama deneyimlerini inceleyerek, yabancı tasarım ve yerli/uluslararası işletme deneyimlerinden tam anlamıyla yararlanarak bu cihazları daha da geliştirdi ve iyileştirdi; böylece elektrik santralinin çevre koruma çalışmalarına daha büyük katkılarda bulunulmasını sağladı. Bunlar arasında, deniz suyu desülfürizasyon sürecinin daha da geliştirilmesi için önerilen yollar şunlardır: Havalandırma havuzlarının alanının yaklaşık %20 oranında daha da azaltılması ； Emiş kulesi daha küçük hale geliyor ； Ünite çalışırken desülfürizasyon sisteminin mutlaka çalışmasını sağlamak için bypass kapaklarının kaldırılması veya hatta bypass baca sisteminin hiç kullanılmaması; ya da kapakların esnekliğini ve güvenilirliğini sağlamak amacıyla bypass kapaklarının düzenli olarak değiştirilmesi. 　　Duman deniz suyu kükürt giderme işlemi, orta-düşük kükürtlü kömür yakan kıyıdaki elektrik santralleri için oldukça uygundur. Bu işlem oldukça basittir; yatırım ve işletme maliyetleri düşüktür ve kükürt giderme verimliliği yüksektir. Ancak deniz suyu desülfürizasyonunda kullanılan büyük miktardaki atık deniz suyunun deniz ekosistemi üzerinde herhangi olası olumsuz etkiler yaratıp yaratmadığı şu an hâlâ belirlenememiştir. Kıyı bölgelerindeki elektrik santrallerinin deniz suyu desülfürizasyon teknolojisini büyük ölçekte kullanıp kullanamayacağı konusunda sürekli tartışmalar yaşanmaktadır. 　　4.2.3 Döner püskürtmeli kurutma yöntemiyle kükürt giderme işlemi Döner püskürtmeli kurutma yöntemi, yarı kuru yöntemle duman gazlarından kükürt giderme teknolojisinin tipik bir yöntemidir ve ıslak ile kuru yöntemler arasında yer alan bir kükürt giderme tekniğidir. Yarı kuru yöntemli kükürt giderme sistemi, ıslak yöntemli kükürt giderme sistemine kıyasla hamur üretim sisteminden tasarruf eder ve ıslak yöntemli sistemdeki Ca(OH)2 sulu çözeltisinin püskürtülmesi yerine CaO veya Ca(OH)2 tozu ile su sisinin püskürtülmesini kullanır ； Kuru desülfürizasyon sistemlerine kıyasla, fırın içi kalsiyum püskürtme yönteminin düşük SO2 ve CaO reaksiyon verimliliği ve uzun reaksiyon süresi gibi eksikliklerinin üstesinden gelerek desülfürizasyon ajanının kullanım verimliliğini artırmıştır. Bu işlemle üretilen kuru katı atıkların hacmi küçüktür, işlenmesi kolaydır ve oldukça iyi gelişim potansiyeline sahiptir. 　　4.2.4 Biyolojik desülfürizasyon süreci  Mikroorganizmaların kullanılarak desülfürizasyon yapılması konusundaki araştırmalar, mikroorganizmaların maden işlemede kullanılmasıyla ilgili araştırmalarla birlikte başlamıştır. 1947 yılında Colmer ve Hinkle, kemotrof ototrof bakterilerin kömürde bulunan piritlerin oksidasyonunu ve çözünmesini teşvik edebileceğini keşfettiler ve bunu doğruladılar; bu olay, biyolojik ıslak metalurji araştırmalarının başlangıcı olarak kabul edilir. 　　Biyolojik yöntem, yeni geliştirilmiş bir duman desülfürizasyon tekniğidir ve diğer yöntemlerle kıyaslanamayacak avantajlara sahiptir; oda sıcaklığı ve basıncında çalışabilir, düşük yatırım maliyetine sahiptir, enerji tüketimi azdır ve ikincil kirlilik oluşturmaz. Mikrobiyal duman desülfürizasyonunun prensibi, duman içindeki SO2’nin su filmi toplayıcıları veya emiş kuleleri aracılığıyla suda çözünerek sülfit ve sülfatlara dönüşmesidir. Anaerobik ortamda ve eklenen karbon kaynağı bulunan koşullarda, sülfat indirgeyici bakteriler sülfit ve sülfatları sülfürlere indirger. Daha sonra aerobik koşullarda aerobik mikroorganizmaların etkisiyle sülfürler elementel küküre dönüştürülerek kükürt sistemden uzaklaştırılır. 　　Mikrobiyal desülfürizasyon işlemleri, doğrudan yöntem, dolaylı yöntem ve iki aşamalı yöntem gibi türlere ayrılabilir. Bunlar arasında, doğrudan yöntemle yapılan mikrobiyal desülfürizasyon işlemi yalnızca düşük konsantrasyondaki SQ’nin giderilmesi için uygundur ； Dolaylı yöntemle mikrobiyal kükürt giderme işlemi, nispeten ekonomik ve kullanımı kolay olması, düşük işletim maliyetleri gibi özelliklere sahip olup Çin’in koşullarına oldukça uygundur. Cork ve arkadaşlarının araştırdığı iki aşamalı desülfürizasyon işlemi, oksijensiz solunum ve sülfat indirgeyici bakterilerin fotosentezi yoluyla sülfat/sülfürleri elementel kükürt haline dönüştürmeyi içerir. İlk adım, katı anaerobik koşullar altında, asetat sülfat indirgeyici bakterisi (Desulfobacter postgateii) kullanılarak sülfat iyonlarının H2S’ye dönüştürülmesidir ； İkinci adımda, H2S, katı anaerobik fototrofik mikroorganizma olan Cblorbium limicola aracılığıyla elementel kükürt haline dönüştürülür. Aerobik olmayan karıştırmalı reaktörlerde denitrifikasyon bakterileri (T. denitrificans) kullanılarak H2S giderim oranı %97’ye kadar çıkabilir. Dasu ve Lens gibi araştırmacıların mikrobiyal desülfürizasyon süreçleri üzerine yaptıkları adım adım çalışmalar, bu alandaki gelişimi ve ilerlemeyi daha da teşvik etmektedir. 　　İşletme gazlarının desülfürizasyonunda mikrobiyal yöntemlerin şu avantajları vardır: Yüksek sıcaklık, yüksek basınç veya katalizöre gerek yoktur; tüm işlemler oda sıcaklığı ve basıncında gerçekleştirilir. İşletme maliyetleri düşüktür, ekipman gereksinimleri basittir. Ototrofik mikroorganizmalar kullanılarak desülfürizasyon yapıldığı için besin gereksinimleri azdır ve ikincil kirlilik oluşmaz. Bu nedenle, mikrobiyal duman desülfürizasyonu, pratik uygulamalara sahip ve yenilikçi bir biyoteknoloji yöntemidir; çekici perspektiflere ve potansiyele sahip olduğundan dikkate alınmalı ve geliştirilmesi hızlandırılmalıdır. 　　Mikrobiyal duman desülfürizasyon teknolojisinin geliştirilmesi oldukça potansiyel taşımaktadır. Wang Yanjin ve diğerleri, gelecekteki araştırmalarda hızlı büyüyen ve mükemmel desülfürizasyon performansına sahip bakteri türlerinin seçilmesinin temel bir araştırma konusu olması gerektiğini düşünmektedirler. Ayrıca, bazı desülfürizasyon bakterilerini modern genetik mühendisliği teknikleri kullanarak modifiye ederek dönüşüm yeteneklerini güçlendirmenin, hızlı büyüyen, yüksek aktiviteye sahip ve geniş sıcaklık ve pH aralıklarına uyum sağlayabilen çok plazmitli, yüksek verimli bakteriler elde etmenin; aynı zamanda daha yüksek uyum ve stabiliteye sahip desülfürizasyon bakterilerinin seçilip geliştirilmesinin de gelecekteki araştırmalarda çok önemli bir nokta olduğunu düşünüyorlar. 　　Biyoteknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte, mikrobiyal duman desülfürizasyon teknolojisi kesinlikle daha büyük ilerlemeler kaydedecektir. 　　4.3 Gelecekteki Gelişim Yönleri Zhang Jungang ve arkadaşlarının geliştirdiği Venturi tipi yıkayıcılar, kömür yakma sırasında oluşan dumanın tozunu ve kükürt dioksitini aynı anda etkili bir şekilde arıtabilmekte; böylece toz giderme ve kükürt giderme işlemleri tek bir sistemde birleştirilmiş olmaktadır. Bu da ülkemizin mevcut kömür yakma sırasında oluşan dumanların arıtılması konusundaki gelişim yönleriyle uyumludur. Bunlar arasında, kömür yakma sonucu oluşan dumanlardaki toz giderme verimliliği %90–95 arasındadır; SO2 konsantrasyonu 1200 ppm’in altındaki dumanlarda kükürt giderme verimliliği ise yaklaşık %90’dır. Yıkayıcının toplam direnci ise sadece 1078 Pa veya 10 mmH2O olup teknik özellikleri mükemmeldir. Toz giderme ve kükürt giderme entegre teknolojisi başarıyla geliştirildi ve daha önce uygulanan kükürt giderme ve azot giderme entegre teknolojisiyle birlikte kükürt giderme teknolojisinin araştırılması ve geliştirilmesi teşvik edildi. 　　5 Kömürün desülfürizasyon teknolojisinin mevcut durumu ve geleceği Yabancı FGD teknolojisi ve diğer desülfürizasyon teknolojileriyle karşılaştırıldığında, ülkemizin mevcut yerli desülfürizasyon teknolojileri yalnızca endüstriyel kazanlar ve fırınların duman gazlarının desülfürizasyonu ile sınırlıdır; ayrıca desülfürizasyon verimliliği düşük ve otomasyon seviyesi de azdır. Kükürt geri kazanımı konusunda ise tamamen bir boşluk var. Daha da ciddi olanı, ülkemizin büyük kömürle çalışan elektrik santrali kazanları konusunda henüz olgun, ekonomik ve yaygın şekilde uygulanabilir yerli kükürt giderme teknolojisine sahip olmamasıdır. 　　Kendimizden beklentilerimizi azaltamayız, ancak daha da kötümser olmamalıyız. Kükürt giderme teknolojilerinin araştırılması ve geliştirilmesi konusunda **politika açık: 1. Yerel kaynak koşullarına uygun ve kükürt kaynaklarını geri kazandırabilen teknolojilerin araştırılması ve geliştirilmesi teşvik edilmektedir.** ； 2. Dumanın hem kükürtten hem de azottan aynı anda arındırılmasını sağlayan teknolojilerin araştırılması ve geliştirilmesi teşvik edilmektedir ； 3. Kükürt giderme yan ürünlerinin işlenmesi, bertaraf edilmesi ve kaynak haline getirilmesine yönelik teknolojilerin ve ekipmanların araştırılması ve geliştirilmesi teşvik edilir. 　　Bu nedenle, şu an mevcut gelişmiş teknolojileri özümsemek ve onları işlemek için çaba göstermeliyiz ve ülkemizin endüstriyel gerçeklerine uygun olarak kendi fikri mülkiyet haklarına sahip gelişmiş kükürt giderme teknolojileri geliştirmeliyiz