Uçucu kül, toz haline gelmiş kömürün yakılması ile termal enerji santrallerindeki enerji üretimi sırasında elde edilen ince ince parçalanmış atıklardır. Her sene, dünyada 900 milyon tonun üzerinde uçucu kül üretilir. Yaklaşık %43’ü çimento üretiminde, Portland çimentoyu elde etmek adına geri dönüşümde kullanılır. Uçucu külün geri dönüştürülmesi, bu endüstriyel atığın çevresel ve ekonomik açıdan önemli olmasından dolayı, son yıllarda herkesi ilgilendiren bir mesele haline gelmiştir.

Uçucu külün temel kaynağı:

Uçucu kül, kömürün yakılması ile elde edilen elektrik santrallerinde üretilir. Genellikle, kömür, toz haline getirilir ve uçucu kül olarak bilinen erimiş mineral atığını kaçınılmaz bir şekilde üretmek için ateşleme odasına hava ile koyularak yakılır. Kazan tüpleri, sertleşmeleri ve kül formu almaları için erimiş mineral atıklarının oluşumuna sebebiyet vererek ve baca gazlarını soğutarak kazandan sıcaklık elde ederler. Altta kalan kül ya da cüruf olarak da bilinen büyük kül parçacıkları ateşleme odasının tabanına düşerler ve uçucu kül olarak isimlendirilen daha hafif ve ince parçacıkları baca gazı içinde kalırlar. Baca gazının salınmasından önce, uçucu kül, elektrostatik hızlandırıcılar ya da kumaş filtreli torbalı süzgeç odaları gibi iri parçacıklı emisyon kontrol cihazları tarafından ayrıştırılır.

Uçucu Külün Sınıflandırılması ve Oluşumu

F sınıfı ve C sınıfı uçucu kül olarak bilinen uçucu külün iki sınıfı vardır. F sınıfı uçucu kül C sınıfı uçucu külden daha çok izotop oranı içerir. F sınıfı, C sınıfından genelde %15’in altında bir oranla daha az kireç içerir ve %70’in üstünde bir oranla silisyum dioksit, alüminyum ve demir karışımı içerir. C sınıfı uçucu kül normalde, genelde %30’a kadar, %15ten daha fazla bir oranda kireç oranı içeren bir kireç üretebilecek kömürlerden gelir.

Uçucu kül Portland çimentosundan ve kireçten daha incedir. Uçucu kül genellikle 10 ve 100 mikron arasında değişen genelde küre şeklinde kireç boyutunda parçacıkları içerir. (Bakınız: Şekil 2). Bu küçük can küreler karışımın akışkanlığını ve işletilebilirliğini arttırır. İncelik otoyollardaki en yaygın kullanımına katkıda bulunan en önemli özelliklerinden biridir. Uçucu kül öncelikli olarak silikon, alüminyum demir ve kalsiyumun oksitlerinden oluşur. Magnezyum, potasyum, sodyum, titanyum ve sülfür ise daha az bir oranda yer alır.

Uçucu kül, kimyasal ve mineral içeriklerine bağlı olarak ten renginden koyu griye kadar renk alabilir. Ten rengi ve açık renkler yüksek kireç içeriği ile tanınırlar. Kahverengimsi renk genellikle demir içeriği ile ilişkilendirilirler. Koyu griden siyah renge kadar olan renklerde yükseltilmiş yanmamış karbon içeriği ile ayrıştırtılırlar. Uçucu kül rengi genellikle her bir enerji santrali ve kömür kaynağı için oldukça tutarlıdır.

Dünya Genelinde ve Türkiye’de Yıllık Uçucu Kül Üretimi:

Dünya genelinde, sadece 2001 yılında 61 milyon metre tonun üzerinde uçucu kül üretilmiştir. Son yıllarda enerji alanında artan talepten dolayı, uçucu külün üretimi önemli derecede artmıştır ve sadece 2010 yılında Amerika’da yaklaşık 67 milyon ton üretilmiştir. Türkiye’de ise yıllık üretim ortalama 13-14 milyon ton civarındadır.

İnşaat Endüstrisinde Uçucu Külün Kullanım Alanları:

Bugünlerde, 20 milyon tonun üzerinde uçucu kül yıllık olarak farklı mühendislik alanlarında kullanılmaktadır. Genel otoyol mühendisliği uygulamaları şunları içerir:

  1. Portland çimento t betonu (PCC)
  2. Zemin ve yol bazlı stabilizasyon
  3. Akıcı dolgu harçları
  4. Yapısal dolgu ve asfalt dolgusu

Uçucu külün çevresel yararları:

İnşaat endüstrisinde uçucu külün kullanımının önemli ve zorunlu çevresel etkileri vardır.

  1. 1 ton çimento üretmek 1 ton karbondioksit üretir fakat 1 ton çimento üretmek yerine 1 ton uçucu kül üretilirse atmosfere giden 1 ton karbondioksit engellenebilir.
  2. Enerji kullanımında ve sera gazında ve uçucu kül çimento üretiminde ve sönmüş kireç üretiminde kullanıldığı zaman çıkar diğer bütün kötü hava emisyonlarında net bir düşüş sağlar,
  3. Arazi doldurmalarında ıskarta edilmesi zorunlu olan ürünler tarafından kömür tutuşmasının miktarında düşüş sağlar.

 

  1. Uçucu kül plastik olmana bir maddedir.
  2. Çoğu uçucu kül genel olarak %60 ile %90 arasında 75 mikrometreden geçer. (No. 200 sieve).
  3. İncelik. Mineral dolgu için standart bir inceliği yoktur.
  4. Özgül ağırlık. Uçucu külün özgül ağırlığı yanaktan kaynağa değişir fakat genel olarak 2.0 ve 2.6 arasındadır. Çoğu uçucu olmayan kül mineral dolgularının özgül ağırlıkları 2.6 ve 2.8 arasında değişir.

Sonuç:

Uçucu kül hakkında bu makaleyi yazmadaki amaç, çimentonun azaltılmasıyla karbondioksitin azaltılmasında ve çevreye katkıda bulunmayı garanti edecek, üretilen çimentonun miktarında önemli bir azalma yaşanacağı inşaat endüstrisinde kullanılması mümkün olabildiği ve uçucu külün endüstriyel bir atık alarak kullanabilmesinden dolayı küresel ısınmayı engellemek adına karbondioksitin yaklaşık %7’sini üreten çimento endüstrisi ile alakalı dünyanın büyük kaygılarını gidermek adına gelecekteki mühendislerin farkındalığının yaratılmasıdır.

 

Hazırlayan: İslam Aslam

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz
Lütfen adınızı giriniz