Küresel ısınmanın etkileri gün geçtikçe daha fazla hissedilmekte olup önlem olarak devletler enerji verimliliği ve emisyonlar hakkında yeni yasa ve yönetmelikler çıkartarak sınırlamalar getirmektedir. Demir-çelik sektörü enerji yoğun bir sektör olup dünya çapında sanayideki enerji tüketiminin yaklaşık olarak %15’ini kapsamakta ve bu kapsamda önem arz etmektedir. Demir-çelik sektöründe ergitme uygulamaları hariç 150°C-1300°C sıcaklık mertebeleri arasında ısıl işlem uygulamaları yapılmaktadır. Isıl işlem, endüstriyel fırınlar aracılığı ile gerçekleştirilmekte olup enerji kaynağı olarak fosil yakıtlar ile çalışan yakıcılar veya elektrik enerjisi ile çalışan rezistanslar tercih edilmektedir. Emisyon kaynağının büyük bir kısmını elinde tutan yakıcılar ise kendi için geleneksel, self reküperatif ve rejeneratif olarak üçe ayrılmaktadır. Self reküperatif yakıcı teknolojisi merkezi reküperatörlü geleneksel yakıcılı yakma sistemlerine göre %10-%20 enerji tasarrufu sağlamakta olup emisyon salınım miktarları daha düşüktür. Aynı zamanda self reküperatörlü yakıcılarda alev çıkış hızı artırıldığından fırın içinde ısının homojen dağılımını sağlamaktadır. Bu çalışmada 100 kW’lık self reküperatif yakıcının tam kapasite çalışma koşullarındaki alev ve emisyon karakteristikleri numerik olarak incelenmiştir. Numerik analizde yakıcının yandığı ortam bir flux odası şeklinde tasarlanmış ve analiz iki farklı ağ örgüsü yoğunluğu altında koşturulmuştur. Yakıcının performansının belirlenmesi için fırın duvar sıcaklıkları 400°C, 600°C, 800°C, 1000°C ve 1150°C olarak seçilmiştir. Farklı fırın duvar sıcaklıklarına göre alev boyunun 17-38 cm arası, yanma sonu gazlarının flux odasına giriş hızlarının 225,45-251,00 m/s, NOx emisyonlarının 6,87-25,85 ppm aralığında, egzoz sıcaklıklarının 831,94-994,44 K aralığında olduğu tespit edilmiştir. ORCID NO: 0000-0001-7139-6653
Anahtar Kelimeler: Enerji Verimliliği, Emisyon, NOx, Self Reküperatif Yakıcı
|
