Ogutme teknolojileri

  • Published on
    14-Jun-2015

  • View
    3.904

  • Download
    2

Embed Size (px)

Transcript

<p>TME TEKNOLOJLER ZET tme, imento endstrisinin en fazla enerji tketen birim ilemidir. Enerji denklii anlamnda ar verimsiz olan tme ilemlerinde atlacak kk admlarn ne denli yararl olaca aktr. Bu balamda, konu zerinde ok uzun bir sredir pekok sayda sistematik aratrma yaplmaktadr. Bu paralelde, zellikle son 20 ylda, imento tmeseparasyon ilemlerinde % 40'lara varan enerji kazanmlar salanmtr. Bu not, Bilyal Deirmenler dnda kalan Dik Deirmenler, Yksek Basnl Merdaneli Presler, Dey oklu Krclar/Deirmenler, CKP n tcler ve Horomill'in geliimi ve uygulamalar hakknda bir derlemedir. 1. Giri Kat taneciklerin elastik snrlarn aacak dzeydeki gerilmeler sonucu yenilerek daha kk boyutlara indirgenmesi, bir dier deyile yeni yzeylerin olumas ufalama, ufalamann da son aamas tme olarak tanmlanmaktadr. ou kez fiziko-mekanik bir ilem olarak alglanan ufalama znde fiziko-kimyasal bir ilemdir (1). Konu zerinde 1867'de Rittinger (2) ile balayan kuramsal almalar ok youn olmasna karn tme, halen somut temellere oturtulamam, ampiriklikten ya da iyimser bir tanmla yar kuramsallktan kurtarlamamtr. Gnmzde tm dnyada retilen toplam elektrik enerjisinin %5 kadar tmede harcanmaktadr (3, 4). Yalnzca imento endstrisi gz nne alndnda bu rakam %2'dir (4). Bilindii gibi tme ok verimsiz bir ilem olup, deirmene giren toplam enerjisinin ancak %1 kadar yeni yzey oluumunda harcanmakta; geriye kalan kesimi ise; s, ses, titreim, srtnme v.b. enerji trleri olarak kaybolmaktadr. Bu nedenle, tme etkinliini az da olsa arttracak bir gelimenin ekonomik deeri aktr. imento endstrisi en byk enerji tketici endstrilerden biridir (5). retimin en arlkl ilemlerinden biri olan tmede kullanlan elektrik enerjisi, harcanan toplam elektrik enerjisinin % 60'ndan fazla olup, imento retim maliyetinin %30-40na kar gelmektedir. Tipik bir imento fabrikasnda harcanan elektrik enerjisinin yaklak dalm ekil 1 'de verilmektedir (6) .</p> <p>70'li yllarn petrol okundan sonra artan enerji fiyatlar, artan rn kalite standardlar ve yksek kapasiteli imento fabrikalarna olan talep art, tme makinalar ve uygulanan</p> <p>ekil 1. Tipik Bir imento Fabrikasnda Harcanan Elektrik Enerjisinin Yaklak Dalm proseslerin gelitirilmesi ve optimizasyonu konularnda youn almalara neden olmutur. zellikle son 20 yldaki gelimeler imento endstrisini yeni kuru tme teknolojileri gelitirme ve bunlar uygulama ynnde lider endstri konumuna getirmitir. Konvansiyonel yntemler olarak tanmlayabileceimiz bilyal ve dik deirmenlerde yaplan gelimelere ek olarak, 1985 ylnda yksek basnl merdaneli presler ve yine ayn ylda, yksek verimli separatrler endstriyel uygulama bulmu(7, 8); sonraki yllarda CKP n tcleri, dey oklu krclar/deirmenler ve son olarak da Horomill gelitirilerek enerji tketimleri ok nemli oranlarda drlmtr (9,10,11). Bu notta bilyal deirmenler dnda kalan tme sistemleri hakknda bilgiler derlenmi ve konuya ilikin gelimeler verilmitir. 2. Dik Deirmenler Dik deirmenlerin orijini antik alara uzanmaktadr. Bu alarda tatan yaplm silindirik tme elemanlar, yine tatan yaplm bir silindirin dz yzeyinde dndrlmekte ve zellikle tahl, zeytin ve hatta baz minerallerin tlmesinde kullanlmaktaydl. Anadolu'da halen kullanlmakta olan benzer bir deirmen ekil 2'de verilmitir. Gnmz dik deirmenleri ekil 2'de grlen tcnn, temel prensipler asndan, mekanik olarak gelitirilmesinden baka birey deildir. ekildeki ilkel deirmende malzeme tc silindir altna beslenmekte; ve arzulanan incelie bal olarak, silindir,</p> <p>malzeme zerinden birka kez geirilmektedir. Nemli malzemelerin tlmesi iin tme tablas diyebileceimiz alt silindirin yan yzeyi oyulmu ve bu oyukta ate yaklmas imkan salanmtr. Yaklan ate ile alt silindir yzeyi stlmakta ve malzeme kurutulmaktadr. Yeteri incelie ulat kabul edilen malzeme sprlerek tme yzeyinden dar alnmaktadr. Bu rn, istenirse, elenerek elek st malzeme tekrar tlmek zere silindir altna beslenebilir.</p> <p>ekil 2. lkel Ta Deirmeni Bu sistemin en belirgin dezevantaj kesikli almasdr. Sistemi srekli klmann yolu malzeme naklini srekli klmakla mmkndr. st silindir yerine alt silindirin dndrlmesi buna olanak salayacaktr. Bu durumda, dnen silindirin merkezine beslenen malzeme merkezka kuvveti etkisinde da doru hareket edecek ve bu srada alt ve st silindirler arasndan geerken tlecektir. te bu basit fizik kuram, modern dik deirmenlerin gelitirilmesinde ana parametre olmutur. ekil 3'de gnmz dik deirmenlerinden bir rnek grlmektedir. tme ortam bir hazne iine alnm, valslerin st tarafna da bir separatr yerletirilmitir; tme tablas etrafna yerletirilen bir enjeksiyon halkas sayesinde de deirmen iine hem pnmatik tamay yapacak hem de malzemeyi kurutacak havann/gazn gnderilmesi salanmtr. tme tablasnn zaman iinde nasl deierek gnmzde kullanlan hale geldii literatrde bulunabilir. Ancak belirgin deiiklikler tme tablasnn dzlemesi ve vals eksenlerinin yatayla yapm olduklar ann dmesidir.</p> <p>ekil 3. Tipik Bir Dik Deirmeni Kesiti tme valslerindeki bu gelimeler paralelinde, valslerin yaylarla bastrlmas sistemleri de gelitirilmitir. Loesche deirmenlerinin ilk modellerinde herbir vals, kavrama kolu ve deirmen gvdesi arasna yerletirilen ayr bir elik yay ile bastrlmakta idi. tme anann dzletirilmesi, daha byk apl valslerin kullanlmas ve valslerin artan dey hareketleri nedenleriyle, valsler arasndaki kuvvetlerin dengelenerek basn yata zerinde sabit bir ykleme yapmas arzulanmaktayd. Bu nedenle, vals bana bir yay kullanlmas yerine, valsler kombine bir yay sistemi ile irtibatlandrlmtr. Bu yolla, valslerin tme yata zerindeki pozisyonlarndan bamsz olarak, tme kuvvetlerinin dengelenmesi mmkn olmutur. Statik santrifjl snflandrclarn yerine dinamik sepet snflandrclarn kullanlmas ile daha ince, daha homojen ve daha kontrollu tme yaplabilmi ve daha byk kapasitelere eriilmitir. 1960'Iara gelindiinde imento hammaddesi tlmesinde ulalan kapasiteler 50 ton/saat'e ulamtr. Bu yllarda imento sektrnde n stmal dner frnlarn gelitirilmesi ile frn kapasiteleri 1500 ton/gn'e kmtr. Bu paralelde tlmesi gereken farin miktar kademeli olarak 80 ton/saat, 100 ton/saat ve 120 ton/ saate artmtr. Frn n stc eksoz gazlar ve s ierii ve hacmsal miktarlar asndan dik deirmen tlmesinde gerekli olan scak gazlara ok uyumlu olduundan, n</p> <p>stclarn uygulanmas dik deirmenlerin kapasite artnda ana itici g olmutur. Dier nemli bir parametre de, kukusuz, dik deirmen kontrolunun ok hzl bir ekilde yaplabilmesidir. Dik deirmenlerdeki kapasite art, daha byk apl valsler ve daha byk apl tme tablas anlamndadr. Byk valsler, doal olarak, daha gl yay sistemleri gerektirmitir. Belli bir aptan sonra yay bask sistemleri, gerekli yklerin ve igal ettikleri hacmn ok byk olmasndan dolay baedilemez hale gelmitir. 1961 ylnda Loesche firmas tasarm mhendisleri ilk kez hidropnmatik yay sistemini gelitirerek bu sorunu amlardr (12).</p> <p>ekil 6. Hidropnmatik yay sistemi ekil 7. Loesche Modl Sistemi ekil 6'da hidropnmatik bir yay sistemi grlmektedir. Bu sistem ksa srede kabul grm ve daha sonra kurulan dier dik deirmen reticisi firmalar tarafndan da uygulanmtr. 1970'li yllarda, imento retim teknolojisinde bir byk adm daha atlm ve nkalsinatrl frnlar kullanlmaya balanm, bal olarak deirmen kapasiteleri 120 ton/saat mertebesinden 240 ton/saat mertebesine ulamtr. Bu gelime Loesche firmasnn modler deirmen tasarmasna neden olmutur. Modler sistemde, ayn deirmende 2, 3 veya 4 valsin kullanlmas mmkn olmutur (ekil 7). Gelime imalat avantajlar yannda spesifik yatrm maliyetlerini de nemli lde drmtr (13).</p> <p>3. tme Prensibi tme tablas dili bir sistemle dey eksen etrafnda dndrlmektedir (ekil 8). Sabit pozisyonlarda yerletirilmi tme valsleri tabla zerine elastik bir ekilde bastrlmaktadr. tlecek malzeme, dnen tme tablas zerine, merkezi olarak, ya deirmenin st ksmna yerletirilmi separatr ortasndan veya deirmen yan kenarndan ieri giren bir besleyiciden beslenir. Tabla zerine den malzeme merkezka kuvveti etkisi ile tabla kenarna doru hareket eder ve tabla ile valsler arasndan geerken valslerin uygulad ezme kuvvetleri nedeniyle tlr. tlen malzeme tablay evreleyen hava enjeksiyon halkas blgesine ulatnda,hava kaynandan gelen yukar ynl scak gaz akmna kaplarak separatre tanr. Scak gaz ile temas eden malzemenin nemi buharlar ve malzeme kurur. Gazn scakl malzemenin nemine bal olarak 70-150C arasnda deiebilir. Bu deirmenlerde nemlilii %22'ye varan malzemelerin tlebildii bilinmektedir</p>