Baca Gazı Arıtma Sistemleri

Ağır Metal Giderim Sistemleri

Yanma olaylarında ve yakma fırınlarındaki işlemler sonucunda genel olarak ağır metaller üretilir. Ağır metaller kanserojen, nörolojik, böbrek ve karaciğerde problemler gibi bir takım kronik ve akut toksik sağlık sorunlarına neden olurlar. Ağır metallerin genellikle yüksek konsantrasyonlarda toksik etkileri olur. Havadaki metal emisyonları, ağır metalin kaynağına göre çeşitlilik göstermektedir. Bu ağır metaller aşağıda detaylı bir şekilde verilmiştir:

Cıva ve cıvalı bileşenler

Cıva günümüzde hala evsel atık içinde bulunabilmektedir, özellikle de pillerde, termometrelerde, diş amalgamında, floresan lamba veya cıvalı anahtarda. Bunların ayrı toplanması evsel katı atık içerisindeki toplam yükü azaltabilir ama pratikte %100 toplama oranına ulaşılmaz.

Cıva oldukça yüksek bir toksik metaldir. Eğer yeterli hava kirliliği kontrolü yapılmazsa, cıvanın yakılarak bertaraf edilmesi havadaki emisyon oranını ciddi bir şekilde artırabilir.

Tehlikeli katı atıkların yakılarak bertaraf edilmesinde, yüksek konsantrasyonlarda cıva içeren birçok alıcı vardır;

  • Kok fabrikası kökenli katran
  • Klor alkalin elektrolizinden kaynaklı atık (amalgam işlemi)
  • Rafineriden kaynaklı kostik yağ çamuru
  • Cıva içeren kimyasallar

Cıva emisyonlarının formu baca gazının kimyasal çevresine bağlı olarak çeşitlilik göstermektedir.

Normalde metalik cıva ile cıva klorür (HgCl2) arasında bir denge oluşur. Eğer baca gazı içerisinde yüksek oranda hidrojen klorür (HCl) bulunursa, cıva baca gazı içerisinde cıva klorür (HgCl2) formunda bulunur. Cıvanın bu formu metalik cıva formuna kıyasla baca gazından daha kolay ayrılmaktadır. Eğer baca gazındaki hidrojen klorür (HCl) konsantrasyonu az ise (Kanalizasyon çamuru yakma ünitelerindeki gibi) bu durumda cıva metalik formunda bulunacaktır ve bunun kontrolü oldukça zordur.

Ayrıca yanma sıcaklığında cıva klorür (HgCl2) formunu etkilemektedir.

Metalik cıvanın suyun içindeki çözünürlüğü yok denecek kadar azdır. (25 °C’de 59 µg/l). Cıva klorür’ ün bu sıcaklıktaki çözünürlüğü ise çok daha fazladır, 73 µg/l. Metalik cıvanın ayrımı ileri baca gazı arıtımı gerektirirken, cıva klorür ıslak filtrasyon yöntemiyle kolayca ayrılabilir.

Kadmiyum ve talyum bileşenleri

Evsel atık yakma ünitelerine kadmiyum genel olarak elektronik eşyalardan (akümülatör), pillerden, bazı boyalardan ve kadmiyum sabitleştirilmiş plastiklerden gelmektedir. Talyum ise evsel atık içerisinde bulunmamaktadır.

Tehlikeli atık yüksek konsantrasyonlarda Cd ve Tl içermektedir. Bu metallerin önemli kaynağı arıtma sonucu oluşan çamur ve metal kaplama veya artıma işleminden çıkan atıklardır. Kadmiyum oldukça toksiktir ve toprağın içinde birikebilmektedir.

Diğer ağır metal bileşenleri

Bu gruba antimon, arsenik, kurşun, krom, kobalt, bakır, manganez, nikel, vanadyum, kalay ve bunların bileşenleri girmektedir. Avrupa Birliği ve birçok milli yönetmelik bu metalleri emisyon ölçümü gereksinimi için bir grupta toplamıştır. Bu gruplar hem arsenik ve krom (VI) gibi kanserojen metalleri ve bileşenlerini hem de toksik metalleri içermektedir.

Bu metallerin tutulması tozların etkili bir şekilde ayrılmasına bağlıdır çünkü bu metallerin bileşenlerinin baca gazında olduğu gibi buhar basıncı yüzünden tozlara bağlanmışlardır. (oksitler ve klor)

Cıva Emisyonunu Giderim Yöntemleri

Cıva oldukça uçucu bir metaldir dolayısıyla tamamen baca gazına geçebilir. Avrupa Birliği Standartlarına göre belirlenen sınır değer 0,05 mg/m3. Bazı Avrupa Birliği devletlerinde sınır değer günlük ortalama (devamlı gözetimle) 0,03 mg/m3 olarak ayarlanmıştır.

Metalik cıva baca gazından aşağıdaki yöntemlerle ayrılabilir;

  • Oksitleyici ekleyerek iyonik cıvaya dönüştürme ve sonra filtrasyonda toplanması
  • Doğrudan aktif karbon yüzeyinde, hücre fırında ya da zeolitde toplanması

Yüksek klor yüklemesi (yaklaşık olarak %4 kütle bazlı giriş), yüksek Cl2 yüklemesine o da cıvanın yüksek dozda klorlanmasına sebep olur ve cıva birikimi %100’e yaklaşır. Daha düşük klor yüklemesiyle beraber cıva birikimi hızlıca azalır.

Diğer ağır metal emisyonlarının giderim yöntemleri

Diğer ağır metaller atık yakma ünitesinde uçucu olmayan oksitlere dönüşürler ve baca küllerinde depolanırlar. Dolayısıyla bunların giderim yöntemleri, tozun giderilmesi yöntemi ile aynıdır. Ayrıca aktif karbon ağır metal emisyonlarının azaltılmasında kullanılabilir.

Yukarıda belirtildiği gibi Şantes ağır metallerin arıtılması için 2 çeşit yöntem sunmaktadır:

  • Kuru Baca Gazı Arıtım Sistemleri
  • Sulu Baca Gazı Arıtım Sistemleri

Kuru Baca Gazı Arıtım Sistemleri

Kuru Baca Gazı Arıtım Sistemleri iki aşamadan oluşur. Birincisi, aktif karbonun ağır metallerin arıtılması için doğrudan yanma hücresinde oluşan gaza uygulanmasıdır. Ayrıca, bu aşamada dioksin ve furan giderimi de gerçekleşir. İkinci aşama ise torba filtredir. Bu aşamada torba filtre reaksiyona girmeyen aktif karbon taneciklerini ve yanma gazının tehlikeli içeriğini tutar. Sonuç olarak, etkili bir ağır metal giderimi için, Şantes baca gazı arıtma sistemi 2 üniteden oluşmaktadır;

  • Reaktör
  • Torba Filtre

Reaktör:

Reaktör ağır metallerin, dioksinin ve furanların adsorpsiyon olması için aktif karbon kullanmaktadır. Dioksinler ve furanlar ikinci yanma hücresinde imha edildikten sonra soğutma işleminden dolayı ısı değiştirici yeniden oluşabilirler. Aktif karbon dioksinleri ve cıvayı tutsun diye kirece eklenir.

santes-reactor

Torba Filtre:

Kuru Baca Gazı Arıtma Sistemlerinde, aktif karbon reaktöre kuru toz olarak verilir. Aktif karbonun dozaj oranı sıcaklığa olduğu gibi reaktifin çeşidine de bağlıdır. Bu reaksiyonun ürünleri katıdır ve daha sonraki aşamada (normalde torba filtre) baca gazından toz şeklinde ayrılması gerekmektedir. Dolayısıyla, Şantes baca gazı arıtma sistemlerine bu filtreler yerleştirilir ki reaktif ağır metal ve reaktif olmayan aktif karbon giderimi gerçekleşsin.

Torba filtrenin Jet Pulse temizleme düzeneğinde, her bir torba filtre için diyafram vanalar kullanılır. Ayrıca, her bir filtrede zamanlayıcı ve basınç farkı düzeneği de bulunmaktadır. Bu düzenekler basınç farkındaki bilgiye göre Jet Pulse periyodunun takibini sağlar.

Bag_Filter

Sulu Baca Gazı Arıtma Sistemleri

Bazı ağır metallerin baca gazından giderimi sağlanabilir. Pratikte ağır metal giderimi verimliliği kuru filtrasyona göre daha azdır. Ama bazı durumlarda bu bileşiklerin giderimi için sulu sistemler kullanılmaktadır. Sulu sistemler baca gazında SO2 ve HCl gibi diğer kirleticilerin de bulunması durumunda kullanılmaktadırlar. Ağır metallerin gideriminde kullanılan 3 çeşit yöntem bulunmaktadır:

  • Sprey Kule,
  • Raflı Kolon,
  • Dolgulu Kule
TOP