REDUCING FOSSIL FUEL CONSUMPTION IN CEMENT INDUSTRY: MODELING OF GAS EMISSIONS AND INNOVATIVE SOLAR CALCINER APPROACH
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Kimya Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Hande Havva CEBECİ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hasan Sadıkoğlu
Eş Danışman: Özgün Yücel
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bölüm 1, çimento kalsinatöründeki alternatif ve fosil yakıtların emisyonlarını değerlendirmek için NASA-CEA ve Chemkin-Pro simülasyonlarını önermektedir. Mevcut sistemde, çimento fabrikasının kalsinatöründen ölçümler alındı ve bu veriler NASA-CEA ve Chemkin-Pro simülasyonları kullanılarak doğrulandı. Mevcut sisteme ek olarak, kalsinatör ve ana brülöre beslenen alternatif yakıtlar(atıktan türetilmiş yakıt, lastikten türetilmiş yakıt, atık yağ) ve fosil yakıtların (petkok, linyit) oranlarını değiştirerek 15 senaryo geliştirdik.Nihai ve yakın analiz sonuçlarına dayanarak, yakıtların adyabatik alev sıcaklıklarını ve yanma gazı bileşimini hacim yüzdesi olarak hesaplandı. Mevcut sisteme en yakın kalorifik değere sahip alternatif modeller seçildi (Senaryo 1, Senaryo 2, Senaryo 5, Senaryo 12 ve Senaryo 13) ve CO2, NOx, SOx ve H2O (nem) gibi emisyonlar karşılaştırıldı, yakıt türlerine göre enjeksiyon noktaları belirlendi ve literatürle doğrulandı. Bölüm 2, geleneksel çimento üretim sürecinin hibrit bir modda işletilmesini önerilmektedir. Önerilen sistem, konvansiyonel üretimden ön ısıtma, kalsinasyon ve döner fırın süreçlerini korudu ancak kalsinasyon sürecini gerçekleştirmek için bir güneş kalsinatörünü bir güneş enerjisi santrali ile entegre edildi. Farklı senaryolar altında, Türkiye'nin farklı illerindeki yıllık doğrudan normal radyasyon (DNI) dağılımını dikkate alarak CO2 emisyonları hesaplandı ve CO2 azaltma potansiyelini değerlendirildi. %100 güneş enerjili bir kalsinatör kullanılması, CO2 emisyonlarını %20'ye kadar azaltırken, alternatif yakıtların kullanımının artırılması CO2 azaltımlarını %16'dan %24'e kadar çıkarmaktadır. Mersin ve Şanlıurfa, solar kalsinatörler için en etkili sonuçları sunarak daha yüksek CO₂ azaltımları (yüzde 24'e kadar) elde etti. Heliostat sayılarını optimize etmenin sistem performansını artırdığını ve çimento üretiminde CO2 emisyonlarını azalttığı kanıtlanmıştır.