Zonguldak kömürlerinin yüksek sıcaklık karbonizasyon ürünlerinin incelenmesi

Abstract

Türkiye' de Demir-Çelik Fabrikalarımda metahırjik kok üretimi için gerekli oka kömür ihtiyacının yurdumuzdaki mevcut taşkömürlerinin metahırjik kok üretimine kazandırılması sonucu ithalat ile karşılanan miktarın azaltılması sağlanıp, Türk ekonomisine bu yolla katkıda bulunulabilir. Bu sebeple, Zonguldak kömürlerinin yakıt olarak kullanılması yerine, kül miktarının düşürülerek metahırjik kok üretiminde kullanılması sağlanmalıdır. Ayrıca, koklaşma yeteneği az olan Armutçuk ve koklaşma yeteneği olmayan Amasra kömürlerinin de bu amaç için kazandırılması gereklidir. Bu çalışmada, Zonguldak Bölgesi Üzülmez işletmesi Sulu, Çay ve Nasıfoğlu damarları, Kozlu işletmesi Sulu, Çay ve Büyükkılıç damarları, Karadon işletmesi Sulu, Çay ve Akdağ damarları, Armutçuk işletmesi Büyük ve Amasra istetmesi Çınarlı damarları taşkömürleri 1050°C sıcaklıkta Jenkner yüksek sıcaklık karbonizasyon cihazında karbonize edilerek, kok, katran, kok gazı, bozunma suyu, hafif yağ ve hidrojen sülfür verimleri hesaplanmış ve bu ürünlerin kimyasal yapılan incelenmiştir. Damar bazında yapılan deneylere ilave olarak, Üzülmez, Kozlu ve Karadon kömürlerinin Armutçuk ve Amasra kömürleri ile çeşitli oranlarda harmanlarının karbonizasyon deneyleri de yapılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, kömürlerin kül içeriklerinin metahırjik kok üretimi için yüksek olmasından dolayı, öncelikle yüzdürme-batırma deneyleri uygulanarak kül miktarlarının düşürülmesi sağlanmış ve yüzen kömürler karbonizasyon deneylerinde kullanılmıştır. Kömürlerin yapıları kimyasal analiz, elementel analiz, dilatasyon, FT-IR spektroskopisi, petrografik analiz ile incelenmiş, metahırjik kok kömürü üretimine uygun özelliklere sahip olduğuna karar verilmiştir. Petrografik yapılarının bilinmesi ile karbonizasyon öncesi kokların mukavemetleri hesaplanarak kömür karışım oranlarının belirlenmesi sağlanmıştır. Damar ve karışım kömürleri koklarının yapıları kimyasal analiz, elementel analiz ve FT- IR spektroskopisi ile aydınlatılmıştır. Damar kömürlerinden ve bunların farklı oranlardaki kömürlerinden elde edilen katranların yapıları arasındaki benzerlik ve farklar fbresans spektroskopisi ve FT-IR spektroskopisi ile incelenmiştir. Yapısının daha ayrıntılı incelenebilmesi için, katran çözücü ekstraksiyonu ile ah fraksiyon ürünleri olan yağ, asfalten ve preasfâlten ürünlerine ayrılmıştır. Asfalten fraksiyonunun yapısı FT-IR spektroskopisi ile aydınlatılmaya çalışılmıştır. Yağ fraksiyonuna ise kolon kromatografisi uygulanarak hekzan eluatı (alifatikler), toluen eluatı (nötral aromatflder) ve metanol ehıatı (polar aromatikler) olarak adlandırılan kısımlarına ayrılmıştır. Eluatlann yapıları elementel analiz, FT-IR spektroskopisi ve 'H-nunLr. spektroskopisi üe incelenerek, mukayese edilmiş ve kanşımlardaki etkileri belirlenmiştir.Kok gazının bileşimi de gaz kromatografisi ile aydınlatılarak, farklı kimyasal özelliklere sahip kömürlerin gaz bileşimine etkileri incelenmiştir.