Türkiye’de oldukça geniş alanlarda üretimi yapılan ve ekonomik değeri oldukça fazla olan fındık ve çeltik bitkisinin atıklarının bunun yanında geçmişte çok yaygın olan ve son
dönemlerde gerek dünyada gerekse Türkiye’de üretimi artış gösteren kenevir bitkisinin atıl durumda olan sapları saf ve (%30, %50, %70 ) karışım oranlarında karıştırılarak pelet haline getirilmiş, daha sonra elde edilen peletlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri ile elemantal içerikleri analiz edilmiş ve pelet sobasında yakılarak yanma sonucu oluşan baca gazı emisyon değerleri belirlenmiştir.
Peletlenerek elde edilen biyokütle artıklarının katı yakacak formunda değerlendirilmesi amacıyla yürütülen bu çalışmada elde edilen sonuçlar ve öneriler aşağıda verilmiştir:
Yapılan çalışmada kurutulup-öğütülmüş hammaddelerin nem içerikleri % 9–13 arasında saptanmış ve bu nem aralığındaki hammaddeler mevcut pelet makinesinde yüksek kalitede peletlenebilmiştir.
Hammaddelerin yığın yoğunluğunun 138,8 - 258,3 kg/m3 arasında değiştiği belirlenmiş ve elde edilen peletlerin hacim yoğunlukları ise 511,9 - 730,5 kg/m3 arasında değişmiştir.
Atıkların hammadde yoğunlukları ve peletlenme sonucunda yoğunluklarına bakıldığında sıkıştırma oranlarının yaklaşık olarak en düşük fındık zurufunda 2,8 olarak ve en yüksek ise karışım 3 ve kenevir sapı peletinde 4,1 olarak meydana geldiği belirlenmiştir. Böylece atık ürünlerin taşınmasında ve büyük depolama alanlarına ihtiyaç duyulan atıkların depolama alanı ihtiyaçları peletlenme yapılarak azaltılmış olacaktır.
Peletlerin dayanıklılık dirençleri %94,01-99,09 arasında değişmiştir. En yüksek dayanıklılık direnci fındık zurufu peletinde saptanırken en küçük dayanıklılık direnci ise kenevir sapı peletinde ölçülmüştür. Peletlerin kırılma direnci oldukça yüksek çıkmıştır ve peletlerin uzunlukları arttıkça kırılmalar oluşmuştur, bu kırılmalar kayıp olarak alınmamıştır.
Peletlerin sıkıştırma dirençlerinin 2003,9 - 3274,3 N arasında değiştiği belirlenmiştir. En yüksek sıkıştırma direnci fındık zurufu peletinde saptanırken en küçük dayanıklılık direnci ise karışım 6 peletinde belirlenmiştir. Karışım peletlerinde kenevir sapı oranının azalmasıyla peletlerin sıkıştırma dirençlerinde artmalar oluştuğu belirlenmiştir.
Nem alma direnci testi sonucunda kenevir sapı ve karışım 6 peletinde diğerlerinden daha fazla su emmenin gerçekleştiği saptanmıştır. Bünyesine daha az su emen peletler ise karışım 3 ve çeltik kavuzu peleti olmuştur.
Fiziksel testler sonunda peletlerin oldukça yüksek kaliteli olduğu görülmüş ve düşük olan kalite değerleri karışım peletleri oluşturularak iyileştirilebilmiştir.
Peletler depolama süresince çevre ve oda şartlarından çok az etkilenmiştir. Bu ise ortamın düşük nem koşullarında peletlerin oldukça yüksek kalitede depolanabileceğini göstermektedir.
Peletlerin iyi bir şekilde ambalajlanması ile yakılmasına kadar geçen sürede herhangi bir olumsuz durumla karşılaşmadan oldukça yüksek kalitede taşıma, nakliye ve depolama işlemleri gerçekleştirilebilecektir.
Materyallerin peletleme işlemi sonrasındaki nem içeriklerinin %3,65 - % 7,25 arasında değiştiği belirlenmiştir. En düşük nem içeriğine kenevir sapından elde edilen pelet sahipken, en yüksek nem içeriği ise -karışım 5 peletinde belirlenmiştir.
Peletlerin ısıl değerlerinin 3810,3 - 4455,3 cal/g arasında değiştiği belirlenmiştir. En düşük ısıl değer çeltik kavuzunda iken en yüksek ısıl değer ise kenevir sapı peletinde belirlenmiştir. Çalışmada kullanılan tüm atıkların ısıl değerlerinin linyit kömürü ısıl değerinden daha yüksek olduğu saptanmıştır.
Yanma sonucunda ölçülen baca gazı emisyon değerleri, odunun baca gazı emisyon değerleriyle karşılaştırıldığında bu değerlerin odunun emisyon değerlerinden daha düşük olduğu belirlenmiştir.
CO içeriğine bakıldığında en düşük emisyon değeri 150,3 ppm kenevir sapı peletinde ölçülmüş, en yüksek CO içeriği ise 2781ppm değeri ile fındık zurufunda ölçülmüştür. Karışım peletlerine bakıldığında kenevir oranının artığı pelet örneklerinde CO oranın düştüğü tespit edilmiştir. Bütün peletler için yapılan baca gazı analiz ölçümlerinde SO2 içeriği 0 çıkmıştır.
Tüm atıklar için ölçülen baca gazı emisyonlarının Isınmadan Kaynaklanan Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliğinde belirtilen sınır değerlerin altında kaldığı belirlenmiştir.
Genel olarak materyallerin elementel analiz sonuçları incelendiğinde saf ve karışımlara bağlı olarak karbon yüzdesinin %38-55 (kuru ağırlık bazında) arasında, hidrojen yüzdesinin %5-6,5 aralığında ve oksijen yüzdesinin ise %32-35,5 aralığında değiştiği görülmektedir.
Materyallerin Azot içeriği tamamen organik yapıyı temsil etmekte ve en yüksek değeri % 1,409 N ile fındık zurufu peletinde, en düşük değeri % 0,363 N ile kenevir sapı peletinde belirlenmiştir. Baca gazı emisyon değerlerinde NO ve NOx bileşenlerine ilişkin bulunan sonuçlarda bu sonuçları desteklemektedir.
Yapılan testler sonucunda fiziksel ve kimyasal analiz değerleri göz önüne alındığında ticari anlamda en uygun ve kaliteli peletin kenevir sapı peleti olduğu sonucuna varılmıştır. Kenevir sapının içinde bulunduğu karışım peletlerinin saf haldeki özelliklerine göre kalitelerinin artığı belirlenmiştir.
Öneriler
Ülkemizde çıkarılan linyit kömürünün % 90'ından fazlasının ısıl değerinin 3000 kcal/kg değerinden düşük olduğu saptanmıştır. Yapılan araştırmalar tarımsal atıkların ve çalışılan örneklerin, ısıl değer yönünden daha yüksek değere sahip olduğunu göstermiştir.
Ayrıca biyokütlelerin baca gazı emisyon değerleri ve kül oranlarının düşük olmaları nedeniyle de linyit kömürlerinden daha kaliteli katı yakıt özelliklerine sahip olduğu ve çevreye olumsuz etkilerinin de çok daha düşük olduğu belirlenmiştir. Tarımsal atıklar, yalın halde tek başlarına kullanılabildikleri gibi yakıt özellikleri açısından kaliteyi artırabilmek amacıyla karışım yapılarak da katı yakıt olarak kullanılabilecektir. Bu durumda daha kaliteli ve daha yüksek ısıl değere sahip atıklar, düşük ısıl değere sahip atıklarla kullanıldıklarında karışımın ısıl değerinin yükselmesine neden olmaktadır.
Miktar olarak az, ancak ısıl değer ve kül yönünden kaliteli tarımsal atıklar, miktar olarak fazla ve ısıl değeri düşük olan tarımsal atıklarla gerek % 50 oranında ve gerekse daha düşük oranlarda karıştırılarak kullanıldıklarında fazla miktarda atığın katı yakıt olarak kullanılmasına imkân vermektedir.
Biyokütle peletlerinin fiziksel, mekaniksel, ısısal ve kimyasal açılardan kalitelerini arttırmaya yönelik çalışmaların yapılması; özellikle son 5-6 yıldır büyük gelişim gösteren biyokütle pelet alanında çalışan özel sektöre de faydalı olacak ve mevcut satılan peletlere de yakıt kalitesi daha yüksek olan bir alternatif üründe ortaya çıkarılabilmesi sağlanabilecektir.
Böylece, özellikle son yıllarda ülkemizde gittikçe gelişen ve şimdiye kadar genelde kömür için kullanılmakta olan gazlaştırma teknolojilerinin biyokütlenin gazlaştırılmasında kullanımı sağlanabilecektir. Özellikle, akışkan yatak prensibine göre çalışan gazlaştırma sistemlerinde kullanılan yakıtın homojen boyutlarda olması ve buna ek olarak yakıt kalitesinin önceden bilinmesi önemli faktörlerdir. Ayrıca araştırmalar kapsamında, üretilen saf
ve karışım peletlerde kullanım zamanına kadar oluşabilecek deformasyon, mekanik dayanım azalması, nem çekme ve toz haline gelme gibi olumsuz değişimlerin incelenmesi gerekmektedir. Gerek üretim tekniği açısından gerekse pelet karışım oranları ve bileşenleri açısından bu olumsuzluklara çözüm getirilmesinin, bu alanda çalışanlara, pelet üreticileri, pelet sobası, pelet makine ve yan sektörlerdeki üreticilerine en önemlisi kullanıcılara fayda
sağlayacağı açıktır.
Bu tür çalışmaların özellikle bölgesel bazda farklı ürünler için de yapılması gerekmektedir. Ülkemizin enerjide dışa bağımlılığın bir miktarda olsa azaltılması ve yerli kaynakların enerjiye yönlendirilmesi için atıkların değerlendirilmesi konularında daha çok çalışmaların yapılarak dikkat çekilmesi gerekmektedir. Ayrıca tarıma dayalı sanayi kuruluşlarına, atıklarının farklı değerlendirme alternatifleri araştırılarak yardımcı olunmalıdır.
Atıkların işletmelerde ham halde depolanması büyük depolama alanları ihtiyacı ve yangın tehlikesi oluşturduğundan bunlar büyük bir problem olarak görülmektedir. Bu tür atıkların peletlenmesi bu işletmelerin kendi ısıl ihtiyaçları için kendi üretim atıklarını kullanma düşüncelerinin önünde büyük engel teşkil eden depolama sorunlarını ve risklerini ortadan kaldırabilecektir.
Özellikle tarımsal atıkları toplayıp peletleme ve briketleme gibi işlemlerden geçirerek odun ve kömüre alternatif yakıt piyasasının oluşturulması için yatırım yapacak girişimcilerin devlet tarafından desteklenmesi ve teşvik edilmesi gerekmektedir. Ayrıca, atıkların daha modern yakma sistemlerinde yakılarak enerjiye dönüştürülmesinin yapılan analizler sonucunda kârlı olacağı düşünülmektedir. Bu tür yatırımların ve araştırmaların diğer bölgeler
için de yapılması gereklidir.
Tarımsal atıkların enerjiye dönüştürülmesi olanakları konusunda yapılacak olan her araştırma, bu konular üzerindeki belirsizlikleri ortadan kaldıracak ve dikkatleri üzerine çekecektir.