Bu bölümde kömür, kömürün tanımı ve sınıflandırılması, kömür ile ilgili terimler hakkında kısaca bilgi verilmiştir.
KÖMÜRÜN TANIMI ve SINIFLANDIRILMASI
Kömür; çoğunlukla karbon, hidrojen ve oksijenden oluşan, az miktarda kükürt ve nitrojen içeren, kimyasal ve fiziksel olarak farklı yapıya sahip bir maden ve kayaçtır. Diğer içerikleri ise kül teşkil eden inorganik bileşikler ve mineral maddelerdir. Bazı kömürler ısıtılınca ergir ve plastik hale gelirler. İşlemler sonucunda katran, likör ve çeşitli gazlar eldeedilebilmektedir.Kömürleşme süreci ve yataklanma, nem içeriği, kül ve uçucu madde içeriği, sabit karbon miktarı, kükürt ve mineral madde içeriklerinin yanı sıra jeolojik, petrografik, fiziksel, kimyasal ve termik özellikler yönünden kömürler çok çeşitlilik gösterirler. Bu durum birçok ülkede kömürlerin birbirine benzer özellikler ve yakın değerler temelinde sınıflandırılmasınızorunlu kılmıştır.
Kömür üretimi, kullanımı ve teknolojisinde ileri ülkeler öncelikle kendi kömürlerinin özelliklerine göre bir sınıflama yaptıkları gibi uluslararası genel bir sınıflama için ortak standartlar da geliştirmişlerdir. Değişik tipte kömürlerin kullanım amaçlarına göre uluslararası sınıflandırılmasında; ilk olarak 1957 yılında çeşitli ülkelerden üyelerin oluşturduğu Uluslararası Kömür Kurulu’nca birçok ülkeden temin edilen numuneler üzerinde yapılan çalışmalar, Uluslararası Standartlar Örgütü (ISO) tarafından da desteklenerek genel bir sınıflama yapılmıştır. Bu sınıflamada; kalorifik değer, uçucu madde içeriği, sabit karbon miktarı, koklaşma ve kekleşme özellikleri temel alınarak, kömürler sert (taşkömürü) ve kahverengi (alt-bitümlü ve linyit) kömürler olarak iki ayrı sınıfa ayrılmıştır:
1- Sert Kömürler (Taşkömürü-Hard Coal): Nemli ve külsüz bazda 24 MJ/kg (5700 Kcal/kg) üzerinde kalorifik değere haiz olan kömürdür. Uçucu madde içeriği, kalorifik değer ve koklaşma özelliklerine göre alt sınıflara ayrılır.
2- Kahverengi kömürler (Brown Coal): Nemli ve külsüz bazda 24 MJ/kg (5700 Kcal/kg) altında kalorifik değere haiz olan kömürdür. Toplam nem içeriği ve kalorifik değere göre alt sınıflara ayrılırlar.
Kömür üretimi ve ticaretinde IEA/OECD tarafından bu iki kategori kullanılmaktadır. IEA/OECD kömür istatistiklerinde 1978 yılından itibaren kömür pazar analizleri ve tahminlerinde bu iki kategori alt sınıflara bölünmektedir.
Taşkömürü:
Koklaşabilir Kömür: Yüksek fırınlarda kullanılabilir kalitede koklaşma özelliğine sahiptir. Metalurjik kömür olarakta adlandırılır.
Diğer bitümlü kömürler ve Antrasit: Koklaşabilir kömür olarak sınıflandırılmayan taşkömürüdür. Buhar kömürü (steam coal) olarak da adlandırılır. Şlam, mikst ve düşük kalitede diğer ürünler de bu sınıfa dahildir.
Kahverengi kömürler (Brown Coal):
Yarı bitümlü kömür: 17-24 MJ/kg (4.165-5.700 Kcal/kg) arasında kalorifik değere haiz olan kömürdür.
Linyit: 17 MJ/kg (4165 Kcal/kg) altında kalorifik değere haiz olan kömürdür.
Uluslararası kömür sınıflamasında kabul edilen diğer bir sınıflama işlemi ise Kömür Rank Sınıflamasıdır (Kömürleşme Derecesi sınıflaması). Bu sınıflamada karbon içeriği temel değişkendir. Yüksek kömürleşme derecesine sahip kömürlerde uçucu madde içeriği, düşük kömürleşme derecesine sahip kömürlerde ise kalorifik değer baz alınarak sınıflandırma yapılmıştır.
KÖMÜRÜN KULLANIMI ve TEKNOLOJİSİ
Kömür, termik santrallerde elektrik enerjisi üretiminde, konutlarda, sanayide, ulaştırmada ve ısınma amaçlarıyla kullanılır. Ayrıca, kömürlerden asilleştirme ve teknolojik yöntemlerle bir çok ürün elde edilebilir. Bu yöntemlerden başlıcaları; koklaştırma, sıvılaştırma ve gazlaştırmadır.Kömürün İçerdiği Safsızlıklar
Kömürün içerdiği ve gerek kullanım gerekse kömür yıkamada önem taşıyan safsızlıklar üç grupta toplanmaktadır: Nem, Kül, Kükürt.
Nem: Kömür, yerindeyken, kuru ve yağlı gözükmesine karşın, su ile doygundur. Bu nem varlığı, yatak nemi olarak adlandırılır. Nem, kömürün yüzeyinde olduğu gibi, kömür içindeki çatlak ve gözeneklerde de bulunabilir. Taşkömürleri, orijinal bazda, genellikle % 10'un altında nem içerirken, linyitler, kalitesine bağlı olarak % 55'lere kadar ulaşan oranlarda nem içerebilirler.
Kül: Bütün kömürler organik olmayan maddeler içerirler. Kömürün yanmasından sonra, yanmayan maddelerden oluşan artığa kül denir. Külün büyük bir kısmı kimyasal bileşim olarak silisyum, alüminyum ve demir oksitlerinden ibarettir.
Kömürlerde iki türlü kül bulunur: Bünye külü ve harici kül (istihsal külü – üretim külü).
Bünye külü, kömürü oluşturan bitkilerden gelen inorganik maddelerdir ve kömürdeki toplam külün % 2-3' ünü oluştururlar. Harici kül ise, kömürü oluşturan bitkilerin dışında kömüre karışan yabancı maddelerdir. Bu maddeler, kömüre, kömürleşme esnasında karışabileceği gibi, kömürleşmeden sonra da kömür damarları içindeki çatlak ve kırıklar boyunca girebilir. Bu yabancı maddeler kil, şist, kumtaşı, kireçtaşı ve benzerleri olabilir. Bunlar, kömür içinde mikroskopik parçalar halinde bulunabileceği gibi, damarlar ve/veya tabakalar halinde de bulunabilir. Yabancı maddeler, tüvenan kömüre, üretim esnasında tavan ve taban yantaşlarından da karışabilir. Bunların hepsi harici külü oluştururlar. Bünye külü, kömürden, yıkama yöntemleriyle uzaklaştırılamazken, harici kül, kömür yıkama yöntemleriyle belli bir oranda azaltılabilir.
Kükürt: Bütün kömürler az miktarda da olsa, kükürt içerirler. Kömürlerde bulunan kükürt üç formda olabilir: Organik, inorganik ve sülfat kükürtü. Bunlara ek olarak bazı kömürlerde elemanter kükürtle karşılaşılmıştır. Organik kükürt, kömürün organik materyalinin bir parçasıdır. Bu nedenle, kömürden fiziksel yöntemlerle uzaklaştırılması mümkün değildir. Sülfat kükürtü, kömürde toplam kükürtün çok az bir kısmını oluşturur. Jips (CaSO4) halinde bulunduğu gibi, kömürün hava ile uzun süre teması sonucu FeSO4 olarak da bulunabilir. Piritik kükürt ise, pirit ve markasit minerallerine bağlı olarak bulunur. Kömür içerisinde bantlar, damarlar, mercekler, küresel veya dissemine tanecikler halinde türlü şekil ve biçimlerde dağılabilirler. İster gözle görülebilir (makroskobik), ister mikroskobik olsun piritik kükürt, kömürden serbestleştiği taktirde flotasyon veya diğer zenginleştirme yöntemleriyle kömürden temizlenebilir.
Kömürün Petrografik İçeriği
Kömürün petrografik içeriği, koklaştırma, sıvılaştırma ve gazlaştırma alanlarında büyük önem kazanır.
Bir taşkömürü numunesine gözle bakıldığında parlak ve donuk bantlardan oluştuğu gözlenir. Parlak bantlar vitren ve klaren iken, donuk bantlar durain ve füzendir. Bunların hepsine kömür kayacı anlamına gelen litotip denir. Litotipler de maserallerden oluşurlar. Maseraller, kömürleri oluşturan en küçük mikroskobik birimlerdir ve az veya çok homojen yapıya sahiptirler. İnorganik kayaçların en küçük birimleri olan minerallere benzetilebilirler.
Maseraller bir araya gelip maseral gruplarını oluştururlar. Maseral grupları da gözle değil, sadece mikroskop altında görülebilirler. Vitrinit, inertenit ve eksinit terimleri bu maseral gruplarına verilen adlardır. Dört kömür kayacından sadece vitren ve füzen bir maseral veya maseral grubundan oluşur. Örneğin, vitren tamamen vitrinit ve füzen de tamamen inertenitdir. Düren ve klarende ise, bir maseral grubu hakimken diğer iki maseral grubu, bu kömür kayaçlarının az bir bölümünü oluştururlar.
Kaynak: DPT DOKUZUNCU KALKINMA PLANI MADENCİLİK ÖZEL İHTİSAS KOMİSYONU (2007 - 2013) ENERJİ HAMMADDELERİ ALT KOMİSYONU LİNYİT VE TAŞKÖMÜRÜ ÇALIŞMA GRUBU RAPORLARI
KÖMÜRLE İLGİLİ TERİMLER
TÜVENAN KÖMÜR:
Tüvenan kömür, bir kömür ocağından tabii olarak çıkarılıp hiçbir işleme tabi tutulmayan ham kömürdür.
KRİBLE KÖMÜR:
Krible kömür, ayıklama ve eleme işlemine tabi tutulmuş tüvenan kömürdür.
ELENMİŞ KÖMÜR:
Elenmiş kömür, belli delik aralıklı eleklerden elenmiş ve belli boyut sınırları arasında sınıflandırılmış kömürdür.
TEMİZLENMİŞ KÖMÜR:
Temizlenmiş kömür, yaş veya kuru bir sistemle temizleme işlemi görmüş kömürdür.
YIKANMIŞ KÖMÜR:
Yıkanmış kömür, yaş bir temizleme işlemi görmüş kömürdür.
TOPLAM RUTUBET (NEM):
Numune olarak alınmış olan kömürde standart şartlar altında bertaraf edilebilen rutubet miktarıdır.
BÜNYE RUTUBETi (Bünye Nemi - Higroskopik Nem):
Havada kuru kömür numunesinin 105 C sıcaklıkta oksijensiz bir ortamda sabit bir ağırlığa ulaşıncaya kadar kaybettiği rutubettir.
SERBEST RUTUBET (Yüzey Rutubeti - Kaba Nem):
Tüvenan kömürün, havada kuru kömür haline dönüşünceye kadar kaybettiği rutubet olup buna kaba nem adıda verilir.
HAVADA KURUMUŞ KÖMÜRDE RUTUBET (NEM):
Maruz kaldığı havada yaklaşık bir dengeye ulaşan kömür numunesindeki rutubettir.
TOPLAM KÜL :
Bir kömür numunesinin tam yakılması sonucu arta kalan mineral maddelerin toplam ağırlığının % olarak ifadesidir.
BAĞIL KÜL :
Fiziksel yollarla kömürden uzaklaştırılamıyan mineral maddelerdir.
GAZ :
Kömürün havasız ( oksijensiz) ortamda ısıtılması ve damıtılması sırasında kaybettiği kütledir. Uçucu madde ve Rutubet toplamından oluşur.
UÇUCU MADDE :
Kömürdeki gaz miktarından rutubet miktarının çıkarılmasıyla bulunan değerdir.
SABİT KARBON :
Kömürdeki ; Rutubet, Kül ve Uçucu Madde toplamlarının 100'den çıkartılması ile bulunan değerdir.
ELEMENTEL KARBON :
Kömürün bileşiminde bulunan sabit(serbest) ve bağlı karbon toplamından oluşan değerdir.
SAF KÖMÜR :
Kömürde faydalanılan kısım olup, Uçucu madde ve Sabit karbon toplamından oluşur.
KOK :
Kömürdeki Sabit karbon ve Kül miktarının toplamıdır.
KOK HASSASI:
Gaz tayini sonucu kalan kömürün şekil ve renginin ifadesidir.
TOPLAM KÜKÜRT :
Kömür numunesi içerisindeki tüm kükürt bileşiklerinin ( sülfat,organik, serbest,pirit,
kalkopirit v.b.) ihtiva ettiği kükürdün % de olarak ifadesidir.
KÜLDE KALAN KÜKÜRT: ( Yanmaz Kükürt)
Kömür numunesinin en fazla 850 C 'da tam yakılması sonucu elde edilen kül içerisinde sülfatlı bileşikler halinde kalan kükürdün % de olarak ifadesidir.
YANAR KÜKÜRT:
Kömür numunesinin en fazla 850 C 'da tam yakılması sonucunda yanma gazlarında kükürt bileşiği halinde bulunan kükürdün % de olarak ifadesidir.
YUKARI ( ÜST ) ISI DEĞERİ:(Kalori Değeri)
Kömür numunesinin kalorimetre bombasında tam yakılması sonucu açığa çıkan ısının Kcal/Kg. olarak ifadesidir.
ALT ( AŞAĞI ) ISI DEĞERİ:(Kalori Değeri)
Kömür numunesinin kalorimetre bombasında tam yakılması sonucu açığa çıkan Üst ısı değerinden kömürün rutubeti ile kömürdeki Hidrojenin yanması sonucu oluşan suyun kondensazyon ısıları toplamının çıkarılması ile hesaplanan ısının Kcal/Kg. olarak ifadesidir.
Ref: Türkiye Kömür İşletmeleri - TKİ. Web sitesini ziyaret etmek için TIKLAYINIZ...