Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Katı Atıklardan Elektrik Enerjsi Üretimi

No description
by

merve turkay

on 4 January 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Katı Atıklardan Elektrik Enerjsi Üretimi

Metan Olu$umu Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde önemli bir yer tutan organik atık, hayvancılık ve zirai atık kullanımı sürdürülebilir kalkınma modelleri içerisinde çevre ve enerji optimizasyonu bakımından önem kazanmaktadır. Anaerobik arıtma teknolojisi yüksek performans, düşük maliyet, bir yan ürün olarak enerji elde edilebilmesi ve düşük biyolojik çamur üretimi gibi nedenlerle son yıllarda organik atıkların, endüstriyel ve evsel atık sularının, hayvan gübrelerinin, kanalizasyon ve arıtma tesis çamurlarının arıtımında yoğun olarak kullanılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan diğer arıtma yöntemlerine göre daha az enerji ve besin gerektirmesi, daha düşük işletme maliyetine sahip olması, mevsimsel işletim olanağı sunması ve üretilen metan gazının ısı ve elektrik enerjisi üretiminde kullanılması anaerobik yöntemleri daha çekici kılmaktadır. Metan gazı oluşumunu Mühendislik eylemleri ile denetlemek ve kontrol altına almak gerekir. Olayın yönlendirilmesindeki önemli mühendislik dizayn parametreleri ise ;

•Katı atıkların (biyo çöpün) ve diğer ayrışabilir maddelerin bekleme süresi,
•Katı madde yükü ve türü
•Sıcaklık,
•Uçucu katı madde,
•Yanma kaybı (organik madde) giderimi,
•Deponi, tank veya reaktör tasarımı. Dersin adı:Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve Biyokütle Enerji Dönü$üm Teknolojileri

Konu: Katı Atıklardan Elektrik Enerjisi Eldesi Anaerobik arıtma sonucu elde edilen biyogaz metan gazı olarak kazanlarda yakılmakla buhar üretiminde veya gaz motorlarında yakılarak elektrik üretiminde kullanılmaktadır. Gerek Avrupa Birliği ülkeleri gerekse diğer ülkelerde hayvansal atıklardan biyogaz üreten tesisler fizibil olarak çalışmakta ve kısa sürede yapılan yatırımı geri öder halde verimlidirler.
Gerek büyük baş, gerekse kanatlı hayvan üretimlerinin yoğunlaştığı Afyon, Kayseri, Çorum, Manyas, Bursa, Erzurum, Kars, Niğde, Ağrı, Edirne, Tekirdağ gibi illerin bulunduğu bölgelerde biyogaz tesisleri gerek enerji üretimi gerekse çevre korunumu açısından örnek bölgeler olarak kullanılabilir. Enerjiyi Çöpe Değil,
Çöpü Enerjiye Dönüştürelim! “Çöpten daha çok verim alınıyor.”
Çöp gazından elektrik üretimine ilginin daha çok olmasının en önemli sebebi verimliliktir.

Bunun sebebi ise:
20 MW kurulu gücünde bir rüzgâr santrali yıllık ortalama 50 milyon kW elektrik üretirken, aynı güçte sudan 60 milyon kW elektrik üretilir. Aynı kurulu güce sahip çöp deponi alanından ise 160 milyon kW elektrik üretiliyor. Bu sayede çöpten daha çok verim alınabilmektedir (Köktaş, 2009). Merve Türkay
2012FEY005 Metan oluşurken meydana gelen biyokimyasal reaksiyonlar;
Polisakkarid, disakkarid, monosakkarid gibi karbonhidratların parçalanması önce gerçekleşir
Proteinlerde ise hidroliz sırasında üre ve amonyağa, karbondioksit ve hidrojen sülfüre kadar parçalanırlar. Bu parçalanma sonrasında açığa çıkan amonyak çamur suyunda çözünür ve bakteriler tarafından yeni hücre sentezinde azot kaynağı olarak kullanılır. Bu nedenle bu sistemde azot kaybı gözlenmez. Çürümekte olan çamurda organik besin maddeleri bakteriler için ya çözünmüş olarak ya da katı fazda bulunurlar. Bakterilerin aktivite gösterebilmeleri ve yaşayabilmeleri için "yerleşim veya temas alanına ihtiyaçları vardır; yani sıvı içinde belirli miktarda katı maddeye " ihtiyaç duyarlar. Katı madde miktarı % 1 'den az olması halinde ayrışma mümkün olmayacaktır. Optimal katı madde miktarı ise yaklaşık % 2 - 9 arasındadır.
Çürümekte olan substrat organik maddeleri ile birlikte bakteriler için besi yeri oluşturmaktadır.
Anaerobik reaktörlerdeki metan oluşturucu bakteriler;
•Methanobacterium proponicum
•Methanobacterium soehngenii
•Methanobacterium suboxydans
•Methanobacterium ruminatium
•Methanobacterium formicium
•Methanobacterium omelianskii
•Methanococcus veniellii
•Methanococcus mazei
•Methanococcus barkeri
•Methanosarcina methanica Karbonat Reduksiyonu ile Metan Oluşumu:

4H2 + CO2-------> CH4+ 2H2O; G0 = -131 kJ/mol
Bazı metan bakterileri CO' uyu da metan dönüştürmektedir.
4 CO + 4H2O---------> 4CO2+ 4H2
CO2+ 4H2 ---------> CH4+ 2H2O
-------------------------------------------
4 CO + 2H2O --------> CH4+ 3CO2

Metanlaştırma yöntemi Çevre Teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Gerek çöplükler gerekse de arıtma tesisleri için çok önemli bir temel işlemdir. Metan bakterileri için uygun yaşam koşulları;
•Bakteriler için yeterli miktarda tutunma yüzeyinin bulunması gerekir,
•Yeni hücrelerin oluşturulması ve inşaası için yeterli miktarda azotun bulunması
•Reaktördeki pH değerinin 7,0 – 7,6 arasında olması gerekmekte
• Metan bakterileri için substrat sirke asidi (asetik asit) cinsinden organik asit olarak konsantrasyonu 500 - 1500 mg/l dolayında olmalı.
•Reaktörün sıcaklığı mutlaka 3 C’den büyük olmalı
•Karanlık ortam, ışık yaşamlarını felce uğratabilir
• Ortamda oksijen kesinlikle bulunmamalı
• Minimum su miktarı %50 olmalı
•Asitleştirme ve metanlaştırma fazının iç içe olmalı ve pH' sı asidik olmamalı
• Kükürt’ ün de miktarı 200 mg/l’ den büyük olmamalı
•Çürüme kademesinde elde edilen, parçalama ve metabolizma ürünlerinin konsantrasyonu metan bakterileri için yeterli düzeyde olmalı
•Substrat' daki besin maddesinin sunuluşu,
•Besin maddesi bakteri arasındaki temas sıklığı
• N/C oranı da önemlidir. Örnek;

1g ayrışabilir çamurun azot ihtiyacı 7mg olduğuna göre; 1 l çamurda 60g katı madde bulunduğunu kabul edersek, ayrıca da bunun ancak 15 g' ı ayrışabilir olursa bu şartlarda:

7 x 15 = 105 mg N ihtiyacı var demektir. N/P ise 7:1 olmalıdır.

Karbonun yanı sıra azot da mikroorganizmaların en önemli yapı taşlarından olduğu için; organik maddelerin parçalanması substrat da yeterli miktarda alınabilir azotun bulunmasına bağlıdır. N/C oranının önemi;

N/C oranı küçük olursa, N eksikliğinden dolayı mikroorganizmaların gelişmesi engellenir.

N/C oranı büyük olursa karbonlu maddenin parçalanması, enerji üretimi az olacağından engellenir. Azotun fazla bulunması, amonyak oluşmasına ve ortamın pH' sının artmasına neden olur. Azot en azından, 7mg N /g organik madde olarak bulunmalıdır. Belli başlı ayrışabilir organik maddeler tamamen ayrıştığı zaman organik kuru madde başına verebilecekleri biyogaz miktarı, metan oranları ve enerji içerikleri ise şu şekildedir: Gerçek değerler ise , pratikde bunun altındadır, çünkü organik maddelerin tamamı henüz parçalanmamıştır. Bugün 1 kg OKM (organik kuru madde ) 'den elde edilebilecek gaz miktarı organik maddenin bileşimine ve de işletmenin koşullarına bağlı olarak 0.2 ile 0.6 Nm3 /kg OKM arasında değişmektedir. Diğer bir deyişle de 1kg OKM den ancak 3.6 ile 16.0 MJ arasında enerji bekleyebiliriz. Biyogaz (deponigaz) verebilecek katı atıklar ise :

•Hayvan dışkıları, ağıl atıkları
• Bitkisel atıklar
• Kentsel atıklar
•Arıtma çamurları
•Organik ağırlıklı sanayii atıkları (Mezbahane atıkları, kâğıt sanayii atıkları, gıda sanayii atıkları v.d. )
•Özel bitkiler, algler v.b. Türkiye’ deki evsel çöplerden makul bir miktarda biyogaz elde edecek olsak, bunun bir yıllık enerji eşdeğeri petrol üzerinden:

7.7 x 109 MJ/Yıl:40.000 MJ/Ton = Yakl. 2x105 Ton/Yıl
200.000 ton x 3.000.000 T.L. = 600 x 109 TL/Yıl
( 1 ton fuel oil = 40.000 MJ )

Bugünki petrol fiyatı eşdeğeri üzerinden (1kg fuel oil: 3.000 TL) yılda 600 milyar liralık zorunlu olarak düzenli depolanacak olan organik ayrışabilir atıklardan deponi gaz üretimi beklenebilmektedir. Deponilerden Gaz Elde Etme Olanakları;
Bir top çöpten elde edilen gaz miktarı literatürlere göre 60-290 m3 gaz/ton çöp arasında değimektedir. Ancak mühendislik hesapları için bu değer 100m3 metan/ton. çöp; 20 yıl boyunca alınabilmektedir.
Çöpler depolandıktan bir müddet sonra yüksek miktarda CO2 üretilir, daha sonra yava yava metan üretimi artar. lk aylarda gaz miktarı ve bileimi kuvvetli salınımlar gösterir. Deponi gazında bulunan bile$enler Deponilerden metan oluşmasının yararları:
Bilindiği gibi metan önemli enerji kaynağıdır;

1 kg CH4 1.18kg Fuel Oil
1m3 CH4 1L Fuel Oil olarak kabul edilir.
1 kg çöpten 100L CH4 oluştuğu kabul edildiğinde, bunun % 40'nın geri kazanıldığı düşünüldüğünde,
Kişi başına üretilen çöp 0.75kg/gün varsayıldığında, buradan potensiyel metan üretimini buluruz. 75L/kişi.gün %40'ı yaklaşık olarak 30L yararlanabilir kısmı olacaktır. Ülkemizde Katı Atık Deponi Alanlarından Faydalanarak Elektrik Enerjisi Üreten iİller
istanbul Mersin
Ankara Çanakkale
Adana Malatya
Samsun Konya
Bursa Kırıkkale
Bolu izmir
Afyonkarahisar Denizli
Gaziantep Isparta Ankara Mamak Çöplüğünde;

Gazın elde edilmesinden sonra projenin ilk aşamasında 4,2 mW (Kasım 2006’da). Mayıs 2007’de ise 1,4mW daha devreye alınarak toplam kapasite 5,6mW’a çıkarılmıştır. Daha sonra aralıklı dönemlerde devreye alınan motorlarla beraber kapasite 2008 yılı sonu itibariyle 16 motorla 22,6mW’a ulaşmıştır. Tesiste dönüşümü sağlanan elektrik enerjisi 34,5kW seviyesine getirilerek hizmete sunulmaktadır. İstanbul Tuzlada;
Biyolojik Atık su tesisinden çıkan çamurdan biyogaz ve elektrik elde ediliyor. Enerji üretim sisteminin devreye girmesiyle bir yandan çamur miktarında azalma sağlanırken, diğer yandan da tesiste tüketilen elektriğin %70’i biyogazla elde edilmektedir.
Üretilen enerjiyle,
Taksim Levent Metrosu ile Kompost ve Geri Kazanım Tesisi’nin elektrik ihtiyacı karşılanacak.
Üretim sırasında çıkan ısı enerjisiyle Park Bahçeler Müdürlüğü’ne ait 12 000 m2'lik sera ısıtılacak. Artan enerji ise nakil hatlarına verilecek.
Tesisin 15 yıl süreyle 10 000 konutun elektrik ihtiyacını karşılamak mümkünür. İstanbul Kemerbugaz'da ise;

Çöpte oluşan metan gazının çevreye verdiği zararı önlemek ve elektrik enerjisi üretmek amacıyla inşa edilen “Çöp Gazından Elektrik Enerjisi Üretim Tesisi”, 58 hektarlık bir alana yayılmış olup 8,2 milyon metreküp çöpün rehabilite edilmesinin ardından, oluşan metan gazını elektrik enerjisine çevirimi sözkonusudur.

Eski Kemerburgaz deponi sahasından, metan gazını toplamak için 180 adet çöp gazını çıkarma kuyusu inşa edilmiş. Bu kuyulardan çıkan metan gazı ile de saatte 6MW elektrik üretimi yapılmaktadır. Üretilen elektrik, dağıtım hattı kiralanarak, belediyenin bazı hizmetlerinde kullanılmaktadır. Kısa bir istatistik;
Ankara'da günlük 4 bin ton, çöp üretilmekte,''Türkiye'de ise günlük teorik olarak 70 bin çöp üretimi söz konusu, bunun 40 bin tonuna ulaşmak mümkün. Bu açıdan bakıldığında Türkiye'nin çöpünün %14'ünü teorik olarak depolamak mümkün.
Türkiye'de günlük üretilen 70 bin ton çöpün 40 bin tonuna ulaşılabilmekte ve ulaşılabilir çöpten yılda 500-600 MW enerji üretilebilir.Bu da Türkiye'nin toplam elektrik üretiminin %2,5'u demek. Bu da doğal gaz ithalatının %5 oranında azalması anlamına gelmektedir (Kantur,2009). ...Teşekkürler... Katı Atık Nedir ? Kullanılma süresi dolan ve yaşadığımız ortamdan uzaklaştırılması gereken her türlü katı malzemeye katı atık denir. Katı atıklar evde, okulda, hastanede, endüstride, bahçelerde ve daha birçok yerde oluşabilir.

BİLEŞENLERİ
Ülkemizde çöp bileşenleri; %68 organik atık, %13 değerlendirilebilir katı atık, %19 diğer atıklardır.
Katı atık miktarı ve bileşimi, mevsimlere, bölgelerin coğrafik ve yaşayanların ekonomik ve kültürel seviyelerine göre değişmektedir. Katı atıklar oluştukları yerlere göre adlandırılırlar;
Evsel Katı Atıklar
Endüstriyel Nitelikli Katı Atıklar
Tehlikeli Atıklar
Evsel Nitelikli Endüstriyel Atıklar
Tıbbi Atıklar
Özel Nitelikli Katı Atıklar Çöplerin Depolanması veya İmhası;
Katı atıkların çevreyi mümkün olduğu kadar kirletmeden imha edilmesi için değişik teknolojiler geliştirilmiştir. Bu yöntemler içinde en yaygın olarak kullanılanlar;
Yakma
Kompostlaştırma
Düzenli depolama Avantajlar;
* Uygun arazi bulunduğu takdirde ekonomik yöntemdir.
* Ön yatırımı nispeten en az olan yöntemdir.
* Nihai imha metodudur. Her türlü çöp için uygulanabilir.
* Esnek bir metottur. Katı atık miktarına göre kapasite kolaylıkla arttırılabilir.
* Kullanılıp kapatılan araziden rekreasyon amacıyla istifade edilebilir.

Dezavantajlar;
* Kalabalık yörelerde, ekonomik taşıma mesafesi içinde uygun yer bulmak güçtür.
* Yerleşim yerlerine yakın deponi alanları için, halkın muhalefeti ile karşılaşılabilir.
* Tamamlanmış deponi alanlarında göçük ve yerel çökmeler olabileceğinden devamlı bakımı gereklidir.
* Sıvı ve gaz sızıntıları kontrol edilmezse, sakıncalı durumlar ortaya çıkabilir. Katı Atıklarla İlgili Önemli Bilgiler
•Uygun şekilde depolanmamış çöpler yeraltı ve yüzeysel su kirliliğine, haşerelerin üremesine, çevreye kötü kokuların yayılmasına, görüntü kirliliğine ve çeşitli hayvanlar vasıtasıyla taşıyıcı mikropların yayılmasına neden olmaktadır.
•Çöpü kaynağında azaltmazsak, bir gün çöp dağları arasında nefes alamaz hale gelebilriz.
•Ülkemizde ilk çöp faciası 28.04.1993 tarihinde İstanbul’un Ümraniye ilçesinde meydana gelmiştir. Yaklaşık 20 yıldır çöp dökümü yapılan sahada usulüne uygun bir döküm yapılmadığı için kayma olmuştur.
•Ülkemizde bulunan 3215 belediyeden sadece 11’inde düzenli depolama yapılmaktadır.
•Ülkemizde faaliyette olan bir kompost tesisi bulunmaktadır.
•Ülkemizde günde yaklaşık 65 bin ton çöp üretilmektedir. KAYNAKÇA
http://www.istanbulu-seviyorum.org/kampanyalar/kat%C4%B1at%C4%B1klar/KATI%20ATIK.html
http://www.renkliweb.com/soru-cevap-2/kati-atiklar-nedir-kati-atiklar-nelerdir.html#ixzz2GYPXqmfa
http://www.muhendisforum.net/index.php?topic=54.0
http://www.teknobook.net/copten-elektrik-uretimi-projesi.html#ixzz2Gd2l6XYl Avrupa Birliği ülkelerinde gelişmiş olan hayvansal atıklarından anaerobik arıtma yöntemleri ile biyogaz üretim teknikleri yerel enerji üretim kaynaklarına çok fazla katkıda bulunmakta olup tüm dünyada örnek tesisler olarak gösterilmektedir. Günümüzde Avrupa’da Almanya, Fransa, İsviçre, İtalya, Avusturya ve Danimarka'da biyogaz tesisleri ile hayvansal ve tarımsal atıkların arıtımı için anaerobik arıtımı kullanarak biyogaz üretmektimi yapılmaktadır. Danimarka, hayvan gübresini diğer organik atıklarla karıştırarak biyogaz üretiminde kullanan en başarılı ülkelerden biridir. Diğer ülkelerdekinin aksine Danimarka merkezi biyogaz tesisleri kurmuştur. Çiftliklerden toplanan atıkları merkezi biyogaz tesislerinde gaz üretiminde kullandıktan sonra, gazı merkezi doğal gaz şebekesine vermekte ve çıkan gübreyi tekrar çiftçilere dağıtmaktadır.Ayrıca bu ülkelerin arasında sadece Almanyada 300 den fazla biyogaz tesisi bulunmaktadır.
Çin ve Hindistan’da ve daha pek çok ülkede hayvansal ve tarımsal atıklar biyogaz tesislerinin yaygın olarak kullanıldığı bilinmekte ve bu konularda araştırma ve geliştirme faaliyetlerine hızla devam etmektedir. Güney Amerika’da ise biyogaz tesislerinin en yoğun olarak kullanıldığı ülke Brezilya’dır. Biyogaz Tesislerinin Faydaları
1.Biyogaz ile elektrik ve ısı üretiminde ekonomik kazanç elde edilmesini sağlar.
2. Arıtımdan çıkan atık gübre olarak kullanılabilir. Biyogaz üretiminden sonra elde edilen gübre daha kolay kullanılabilir.
3. Sera gazlarını azaltılır. Metan en kötü sera gazlarından biridir. Açığa atılan hayvansal atıklardan yayılan metan gazı aynı hacımdaki CO2’den 20 kat daha zararlıdır. Oysa biyogaz tesislerinde elde edilen metan yakılarak CO2’e dönüştürülür.
4. Çok ucuz ve çevreci atık çevrimi sağlar. Evlerde çıkan diğer katı evsel atıklar ve tarımsal atıklar da hayvansal atıklarla birlikte biyogaz üretiminde kullanılabilir.
5. Daha sağlıklı, hijyenik yaşam alanlarının yaratılmasını sağlar.
6. Özellikle ülkemizde hayvancılığın gelişmesine teşvik edici unsur olacaktır. Dolayısıyla suni gübreye bağımlılığı azaltarak sürdürülebilir kalkınmaya katkıda bulunur. Ayrıca ülkemizin dışarıya olan enerji bağımlılığını da azaltır. Organik ve hayvansal atıkların değerlendirilmesi için kurulacak olan biyogaz tesislerinin çalıştırılması ile elde edilebilecek kazançlar;
Elektrik ile kazanç
Isı ile kazanç
Atık kullanımı ile kazanç
Kesim evi
Şeker Fabrikası
Besin Sanayi Örnek Bir Entegre Katı Atık Yönetimi Tesisi Hayvansal ve Biyolojik Atıkların Arıtıldığı ve Enerji Üretilen Biyogaz Tesisi Katı Atıktan Elektirik Enerjisi Eldesi Bursa Hamitler Katı Atık Depolama alanı;

Katı Atık Depolama sahasında oluşan metan gazından 29 yılda yaklaşık 1 milyar kW saat enerji üretilmesi bekleniyor. Bu proje ile yaklaşık olarak 25bin konutun elektrik ihtiyacı karşılanabilecek.(Demirtaş, 2010) Konya Aslım Katı Atık Depolama Sahası;
Ürettiği elektrik 19 bin konuta yetiyor
4 üniteden oluşan tesisin toplam kapasitesinin saatte 6 megavat ve bunun da 100 bin nüfuslu bir kentin günlük elektrik ihtiyacını karşılayabilmesi anlamına gelmektedir.(Akyürek, 2012)
Full transcript