Beton santrali, asfalt veya kömür gibi toz haline getirilmiş atık malzemeleri kullanarak elektrik üreten yeni bir yenilenebilir enerji kaynağıdır. Karbon ve nitrojen emisyonu ile geleneksel enerji kaynaklarına çekici bir alternatif sunar. Malzemeler toz haline getirilmeli ve su ve uçucu kül gibi katkı maddeleri ile karıştırılmalıdır.
Bu karışım daha sonra fırına yüklenen yakıt peletlerini oluşturmak için bloklar halinde sıkıştırılır. Bu fırınlar, buharın çıktığı ısıyı oluşturmak için topakları yakar ve motoru çalıştıran aşırı ısıtma olarak bilinen bir süreçte basınç oluşturur. Buhar daha sonra elektrik üretimi için bir elektrik jeneratörünü çalıştırmak için kullanılır.
Beton Santrali Avantajları ve Dezavantajları Nelerdir?
Beton santrallerinin diğer enerji santrallerine göre avantajları, verimlilikleri ve atık malzeme ile çalışabilmeleridir. Bu tesisler, çok çeşitli atıklarla çalışacak şekilde tasarlanabilir ve çıktı, sabit bir elektrik akışıdır. Emisyonlar ayrıca diğer enerji üretimi türleriyle ilişkili olanlardan daha az zararlıdır, yani çok az emisyon izniyle veya hiç emisyon izni olmadan gelebilirler.
Dezavantajları arasında yüksek inşaat maliyetleri ve kurulum zorluğu yer alır. Büyük hacimli atık malzemelerin olduğu veya nakliye maliyetinin yüksek olduğu bölgelerde inşa edilmelidirler. Ayrıca, tesisin yaşam döngüsü boyunca üretilen yüksek düzeyde atık vardır, bu da maliyetin elektrik üretiminde telafi edilmesi gerekeceği anlamına gelir.
Beton Santrali Çeşitleri Nelerdir?
İki ana tip beton santrali vardır: açık devre ve kapalı devre. Açık döngü beton santrali, enerji üretmek amacıyla atıkları 300 °C’ye kadar ısıtmak için yakma sürecini kullanır. Kullanılan en yaygın atık kömürdür, ancak çöplüklerdeki metan gazı ve plastik gibi diğer kaynaklardan da taşınabilir. Süreç, yüksek düzeyde enerji girdisi gerektirir; örneğin, kömür pelet haline getirilirse, jeneratörü çalıştırmak için gereken yanma miktarı %80’e kadar çıkar. Diğer bir atık türü de çimento fırını tozudur.
Bu, uçucu kül yerine kullanılabilir ve çimento fabrikalarından taşınır. Erimiş cüruf ve refrakter malzeme ile karıştırılarak tesiste kullanılabilecek peletler üretilir. Tesis, bir veya daha fazla öğütme değirmeni, homojenleştirici, kurutucu, taşıma cihazı ve karıştırıcıdan oluşur. Peletler daha sonra bir ısı eşanjörüne yüklenir ve burada 300 °C’ye ısıtılır ve gazlara ayrılır. Bu gazlar, atıklardan ve ısı oluşturmak için fosil yakıtların yakılmasından elektrik üreten türbini çalıştırmak için kullanılır.
Beton Santrali Nasıl Çalışır?
Beton Santrali basit bir termodinamik döngüde çalışır. Kazan, buhar türbini, kondansatör ve jeneratörden oluşur.
Beton Santrali şu şekilde çalışır:
- İlk adım, uçucu kül ve diğer bileşenlerin beton malzeme veya pelet yapmak için karıştırılmasıdır. Karıştırma, pelet üretmek için fırın tozunun erimiş cüruf ve refrakter malzeme ile karıştırıldığı çimento fabrikalarında yapılır. B. Uçucu kül daha sonra tesise taşınır ve kamyonlardan boşaltılır.
- Daha sonra beton yapılır ve peletler bir öğütücüde çok ince malzeme parçacıkları halinde öğütülür ve bunlar daha sonra bir motoru çalıştıran buhar jeneratörüne girmeden önce yaklaşık 300 °C’ye kadar ısınmak üzere yanma için fırına yüklenir.
- Sıcak gazlar, elektrik üretmek için türbini ve jeneratörü çalıştırmak için kullanılır. Buhar daha sonra kondenserde soğur ve kazana geri gönderilir.
- Bu, ne kadar enerjinin gerekli olduğuna bağlı olarak birkaç döngü için tekrarlanabilir.
Betonu Oluşturan Bileşenler Nelerdir?
Betonun iki ana bileşeni su ve çimentodur ve katılaştığında kolayca çatlamayacak güçlü beton yapmak için her ikisinden de yeterli miktarda eklenmesi önemlidir. Su içeriği genellikle karışımın yaklaşık %25’i kadardır. Bir tonluk bir beton yığını, yaklaşık iki buçuk ton çimento ve 0,5 ton kum alacaktır. Diğer bileşenler arasında çakıl, uçucu kül, kireç, polipropilen elyaflar ve silis dumanı bulunur.
Uçucu kül ve çimento gibi bu bileşenlerden bazıları diğer endüstrilerin yan ürünleridir. Örneğin, uçucu kül kömür türevli malzemelerden hazırlanırken, çimento üretimi klinkerin kalsinasyonunu ve ardından Portland çimentosu yapmak için öğütülmesini ve ısıtılmasını içerir. Silis dumanı, silikon dioksit ve diğer malzemelerin yüksek sıcaklıktaki bir fırında ısıtılmasıyla elde edilir. Silika dumanı beton karışımlarında kuma alternatif olarak kullanılabilir. Belirli bir yaşta gerekli mukavemeti elde etmek için karışıma portland çimentosu eklenir.
Beton Santrali Maliyeti Nedir?
Bir beton sistemin ana maliyeti santralin inşasıdır. Küçük tesisler için kilovat başına 1.000 ABD Doları ile 2.000 ABD Doları arasında değişen maliyetler yüksektir. Büyük sistemlerin maliyeti kilovat başına 100.000 ABD doları daha yüksek olabilir.
Somut enerji kaynaklarının geleneksel enerji kaynaklarına göre kullanılmasının temel avantajı, genellikle fosil yakıt ve nükleer enerji kaynaklarıyla ilişkilendirilen karbon ayak izinin azaltılmasında yatmaktadır. Ayrıca güneş enerjisi atmosfer tarafından emildiği için daha az güneş ışığı almakta ve bu durum 20 yıldan fazla dayanmadıkları için bakım gerektiren fotovoltaik panellerin kullanımını artırmaktadır.
Ayrıca beton santralleri, güneş panelleri veya rüzgar türbinlerinin aksine mobil oldukları için müşterilerin yakınına kolayca yerleştirilebilir. Bu, nakliye maliyetlerinin daha düşük olduğu ve inşa edilecek temiz enerji hatlarına gerek olmadığı anlamına gelir. Ayrıca nükleer santrallerde olduğu gibi radyasyona maruz kalma riskleri içermezler.
Bir beton santralinin bir başka avantajı da dünyanın herhangi bir yerinde inşa edilebilmesi ve çok az emisyon iznine sahip olması veya hiç olmaması, dolayısıyla daha az emisyonla veya sıfır emisyonla gelebilmesidir. Ayrıca, emisyon izni muafiyetleri, maliyetlerini diğer elektrik üretim sistemlerine kıyasla nispeten ucuz hale getirebilir.
Beton Santrallerinin bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Büyük miktarda ilk yatırım ve nakliye maliyeti nedeniyle inşa edilmeleri çok pahalı olabilir. Diğer bir dezavantajı ise kullanım ömürleri boyunca çok fazla atık üretebilmeleri ve uçucu kül veya fırın tozu gibi büyük hacimlerde atık malzemeye ihtiyaç duymaları nedeniyle her bölgeye uygun olmamasıdır.
Beton santralleri de diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına göre daha pahalıdır ve bunun nedeni beton santrallerinin üretim maliyetinin yüksek olması ve yüksek düzeyde bakım gerektirmesidir. Kömür ve gaza dayalı enerji santralleri, nükleer enerji santrallerinden yaklaşık 10 kat daha fazla karbondioksit yayar. Beton santralleri de karbondioksit yayar. Ancak beton santrallerinin en büyük avantajı sera gazlarını %50’ye varan oranlarda azaltabilmeleridir ve bu fosil yakıt veya nükleer enerji kaynakları ile mümkün değildir. Beton santrallerinin diğer bazı avantajları şunlardır:
Bir beton santrali, ülke çapında kolayca taşınabilen uçucu külün yanı sıra çimento fırını tozu kullanır. 1,5 milyon ton/yıl kapasiteli 10 MW’lık bir beton santrali yılda yaklaşık 43.000 ton uçucu kül ve yılda 7.000 ton çimento fırını tozu üretmektedir. Karışımdaki uçucu kül içeriği ortalama %30 olmak üzere %50 ile %40 arasında değişebilir. Uçucu kül çok yüksek bir termal iletkenliğe sahiptir ve üretim sürecinde karbondioksit üretmediği için onunla çalışmak kolaydır.
Klinker, minimum titreşim ve klinker yüklemesi için konveyör bantlar kullanılarak fırına beslenir. Ana ürünler uçucu kül ve çimentodur.
Klinker, ısı eşanjörleri yardımıyla yakıldığı fırına küreklenir ve daha sonra kalsinasyona tabi tutulur. Kalsinasyon, klinkeri beton üretimi için gerekli olan CaO’ya dönüştürür. Bu işlem 600°C ile 700°C arasındaki sıcaklıklarda, besleme hızına bağlı olarak yaklaşık 12 saat ile 2 gün arasında gerçekleşir. Klinker daha sonra boyutunu küçültmek ve susuzlaştırma sisteminden geçmek için öğütülür ve ardından kısa partikül elekten geçirilir, burada agrega tozu veya diğer uyumlu malzemelerle karıştırılarak karışım katkı maddeleri veya stabilize uçucu kül (SF) üretilir.
Karıştırma katkı maddesi müşteri isteğine göre kalker, balast veya diğer katkı maddeleri olabilir. Nihai ürün daha sonra kireç eklenerek 6,5 ile 7 arasında sabit bir pH değerinde tutulduğu çimento silosunda depolanır.
Beton santrali ile ilgili videolar
