Bölüm 1: Yüksek Verimli Termal Dönüşümün Temel Prensipleri ve Termokimyasal Esasları

           

            Modern bir atık yakma tesisi, basit bir fırından ziyade, atığı kimyasal bir hammadde olarak gören ve kontrollü koşullar altında enerjiye ve stabil kalıntılara dönüştüren entegre bir kimyasal tesistir. Başarının temelinde, yanma reaksiyonlarının temel prensiplerine mutlak hakimiyet yatar.

 

1.1. Yanma Kinetiği ve "3T+O" Kuralının Derinlemesine İncelenmesi

 

            Kalıcı Organik Kirleticilerin (KOK) oluşumunu birincil aşamada, yani fırın içinde engellemek, tüm sistemin en kritik ve en verimli adımıdır. Bu, "3T+O" olarak genişletilebilecek mühendislik prensiplerinin hassas bir şekilde uygulanmasıyla mümkündür:

 

• Sıcaklık (Temperature): Yanma reaksiyonlarının aktivasyon enerjisini aşmak ve kompleks organik molekülleri (özellikle PVC gibi klorlu polimerlerden kaynaklanan aromatik halkaları) kırmak için yüksek sıcaklık elzemdir. Sağlanan dokümanda belirtildiği üzere, heterojen kentsel atıklar için gaz fazında minimum 850°C'lik bir sıcaklık eşiği bulunmaktadır. Ancak atık akışında %1'den fazla halojenli organik bileşik bulunması durumunda, bu sıcaklığın 1.100°C'nin üzerine çıkarılması, PCDD/PCDF gibi termal olarak çok stabil bileşiklerin dahi tam imhasını garantilemek için bir "Mevcut En İyi Teknik" (BAT) gerekliliğidir.

 

• Zaman (Time): Kimyasal kinetik yasaları gereği, her reaksiyonun tamamlanması için belirli bir süreye ihtiyaç vardır. Baca gazlarının, belirlenen minimum sıcaklıkta en az 2 saniye boyunca kalması (gaz alıkonma süresi), en yavaş oksitlenen ara ürünlerin bile tam yanmasını sağlamak için endüstri standardı olarak kabul edilmiştir. Bu süre, fırın hacminin ve gaz debisinin bir fonksiyonu olarak tasarım aşamasında titizlikle hesaplanır.

 

• Türbülans (Turbulence): Yanma, sadece sıcaklık ve zamanla değil, aynı zamanda reaktanların (oksijen ve yakıt molekülleri) ne kadar iyi karıştığıyla da ilgilidir. Yüksek türbülans, gaz akımındaki "soğuk noktaları" ve oksijence fakir bölgeleri ortadan kaldırarak tam ve homojen bir yanma sağlar. Bu, stratejik olarak yerleştirilmiş ikincil hava enjektörleri ve fırın içi aerodinamik yapılar (örneğin, yönlendirici kemerler) ile sağlanır.

 

• Oksijen (Oxygen): Tam oksidasyonun gerçekleşmesi için yanma ortamında her zaman stokiyometrik ihtiyacın üzerinde oksijen bulunmalıdır. Genellikle baca gazında %6 ila %11 arasında bir oksijen fazlası hedeflenir. Bu seviye, hem eksik yanmayı (yüksek CO ve is oluşumu) önler hem de aşırı hava beslemesiyle fırın sıcaklığını düşürüp enerji verimliliğini azaltmaktan kaçınır.

 

Bölüm 2: Ana Yakma Teknolojilerinin Karşılaştırmalı Mühendislik Analizi

 

            Atığın fiziksel ve kimyasal karakteristiği, en uygun fırın teknolojisinin seçiminde belirleyici faktördür.

 

• Hareketli Izgaralı Yakma Fırınları (Moving Grate Incinerators): Heterojen yapıdaki kentsel katı atıkların yakılması için dünya genelinde en yaygın ve kanıtlanmış teknolojidir. Izgara, atığın fırın içinde ilerlerken farklı aşamalardan geçmesini sağlayan mekanik bir sistemdir:

 

1. Kurutma Bölgesi: Atık ilk olarak sıcak gazlarla temas ederek nemini kaybeder.
2. Gazlaştırma ve Yanma Bölgesi: Isınan atıktan uçucu bileşenler ayrılarak alev alır.
3. Tam Yanma (Burnout) Bölgesi: Kalan karbonun tamamen yanarak stabil bir küle dönüşmesi sağlanır. Izgara hızı ve birincil havanın ızgaranın farklı bölgelerine dağılımı, atığın anlık kalorifik değerine göre bir otomasyon sistemiyle sürekli ayarlanır. Özellikle yüksek kalorifik değere sahip atıklar için tasarlanan su soğutmalı ızgaralar, hem ızgara ömrünü uzatır hem de daha stabil bir yanma kontrolü sağlar.
• Döner Fırınlar (Rotary Kilns): Özellikle tehlikeli atıkların bertarafı için tercih edilen üstün bir teknolojidir. Hafif eğimli, kendi ekseni etrafında yavaşça dönen silindirik bir fırından oluşur. Bu dönme hareketi, katı, çamur, varilli veya sıvı formdaki çok çeşitli atıkların sürekli olarak karışmasını ve sıcak yüzeylerle temas etmesini sağlar, bu da homojen bir ısıl işlem ve tam imha sağlar. Fırından çıkan gazlar, tam yanmayı garantilemek için genellikle bir ikincil yanma odasına (afterburner) gönderilir ve burada 1.100°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda en az 2 saniye daha tutulur.

 

• Akışkan Yataklı Fırınlar (Fluidized Bed Furnaces): Özellikle homojen ve belirli bir partikül boyutuna getirilmiş atıklar (arıtma çamuru, atıktan türetilmiş yakıt - RDF gibi) için yüksek verimli bir teknolojidir. Fırının tabanında bulunan kum gibi inert bir yatak malzemesi, alttan verilen hava ile "akışkan" hale getirilir. Atık bu sıcak ve sürekli hareket halindeki yatağa beslendiğinde, çok hızlı bir ısı transferi ve homojen bir yanma gerçekleşir. Bu teknoloji, mükemmel sıcaklık kontrolü ve düşük NOₓ emisyonları gibi avantajlar sunar.

 

Bölüm 3: Baca Gazı Arıtım (BGA) Sistemleri: "Mevcut En İyi Teknikler"in (BAT) Detaylı İncelenmesi

 

            Fırından çıkan yaklaşık 850-1.100°C'deki sıcak baca gazı, çevreye salınmadan önce çok aşamalı ve sofistike bir arıtma sürecinden geçmelidir. Bu süreç, birbiriyle entegre çalışan birim operasyonlardan oluşur:

 

1. Isı Geri Kazanımı ve Soğutma: Baca gazı öncelikle bir atık ısı kazanına (Waste Heat Boiler) girer. Burada enerjisi, yüksek basınçlı buhar üretmek için kullanılır. Bu buhar, bir türbin jeneratör seti aracılığıyla elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu adımın kritik bir ikincil rolü daha vardır: baca gazını, dioksinlerin yeniden oluştuğu (de-novo sentez) 450-200°C sıcaklık aralığından hızla geçirmektir.

 

2. Asit Gaz Giderimi:

 

• Yarı-Kuru Reaktör (Spray Dryer): Gaz akımına kireç bulamacı [Ca(OH)₂] atomize edilerek püskürtülür. Sıcak gaz, suyu anında buharlaştırırken, kireç partikülleri HCl, SO₂, HF gibi asit gazlarla reaksiyona girerek kalsiyum klorür (CaCl₂), kalsiyum sülfit/sülfat (CaSO₃/CaSO₄) gibi katı tuzlara dönüşür. Bu yöntem, yüksek arıtma verimi ile atık su oluşturmama avantajını birleştirdiği için BAT olarak kabul edilir.

 

3. Ağır Metal ve KOK Adsorpsiyonu:

 

• Aktif Karbon Enjeksiyonu (ACI): Yarı-kuru reaktörden sonra veya doğrudan baca gazı kanalına, çok yüksek yüzey alanına sahip toz aktif karbon enjekte edilir. Aktif karbon partikülleri, cıva (Hg) gibi uçucu ağır metalleri ve gaz fazındaki PCDD/PCDF moleküllerini yüzeylerinde fiziksel olarak tutar (adsorpsiyon).

 

4. Partikül ve Kalıntıların Tutulması:

 

• Torba Filtre (Fabric Filter / Baghouse): Tüm bu katı partiküllerin (uçucu kül, reaksiyon ürünleri, yüklü aktif karbon) gaz akımından ayrıldığı son aşamadır. Yüksek verimli filtre torbaları, mikron altı boyuttaki partikülleri bile %99.9'un üzerinde bir verimle tutar. Filtre torbaları üzerinde biriken "kek tabakası", aynı zamanda ek bir reaksiyon yüzeyi görevi görerek arıtma verimini daha da artırır.

 

5. Nihai Parlatma: NOₓ ve Kalan KOK'ların İmhası:

 

• Seçici Katalitik İndirgeme (SCR): En sıkı emisyon limitlerinin gerektiği durumlarda, torba filtreden sonra bir SCR ünitesi kullanılır. Temizlenmiş gaz akımı tekrar 250-400°C aralığına ısıtılır ve amonyak (NH₃) enjekte edilerek bir katalizör yatağından geçirilir. Bu süreçte NO ve NO₂ %90'ın üzerinde bir verimle zararsız N₂ ve H₂O'ya indirgenir. Bu teknolojinin en büyük avantajlarından biri de, bu sıcaklık aralığında katalizör yüzeyinin, gaz akımında kalmış olabilecek son PCDD/PCDF moleküllerini de %99.5'e varan bir verimle parçalamasıdır.

 

            Bu entegre sistemin sonunda, baca gazındaki kirletici konsantrasyonları, Avrupa Birliği Atık Yakma Direktifi (2000/76/EC) gibi en sıkı uluslararası standartların dahi altında değerlere indirilir. Örneğin, PCDD/PCDF emisyonları için hedeflenen seviye 0.1 ng TEQ/Nm³'ün altıdır.

 

Bölüm 4: Avrasya A.Ş. Paradigması: Entegre BAT Sistemlerinin Uygulanmasında Yerli ve Yetkin Mühendislik Gücü

 

            Bu denli karmaşık ve birbiriyle etkileşim içinde olan sistemlerin tasarımı, imalatı ve işletilmesi, sadece ekipman tedarikinin çok ötesinde, derin bir sistem entegrasyonu ve proses mühendisliği bilgisi gerektirir. Avrasya A.Ş.'nin kurumsal yetkinlikleri, bu ihtiyaca doğrudan cevap vermektedir:

 

• Temel Ekipman Üretiminden Sistem Mimarlığına: Avrasya A.Ş.'nin su borulu buhar kazanları ve eşanjörler gibi kritik ekipmanlardaki 40 yıllık tecrübesi, projenin temelini oluşturur. Ancak asıl katma değer, bu bileşenleri, atığın yanma dinamiğinden başlayarak BGA ünitesinin sonuna kadar tüm prosesin termodinamik ve kimyasal gereksinimlerini karşılayacak şekilde tasarlayabilen proses mühendisliği kabiliyetinde yatmaktadır. Bu, bir "sistem mimarı" rolüdür.

 

• Ar-Ge Odaklı Optimizasyon ve Modelleme: Şirketin Ar-Ge odaklı yapısı ve yüksek nitelikli mühendis kadrosu, fırın içi yanma verimliliğini Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) analizleri ile en üst düzeye çıkarma, farklı atık senaryolarına göre en uygun reaktif (kireç, aktif karbon) dozajlama algoritmalarını geliştirme ve tüm tesisi anlık olarak kontrol edecek otomasyon (DCS) sistemini tasarlama kapasitesini beraberinde getirir.

 

• "Özel Çözüm" Yaklaşımı ile Yerel Koşullara Uyum: Dokümanda da vurgulandığı gibi, "en iyi çözüm yerel koşullara göre değişir". Avrasya A.Ş.'nin

özel çözümler sunma prensibi, her proje için Türkiye'nin spesifik atık kompozisyonuna, lojistik imkanlarına ve yasal düzenlemelerine en uygun, hem teknik hem de ekonomik olarak optimize edilmiş bir tesis konfigürasyonu oluşturma yeteneği anlamına gelir. Bu, standart "paket" çözümlerin sunamayacağı bir esneklik ve verimlilik sağlar.

 

Nihai Değerlendirme: Sonuç olarak, modern bir atık yakma tesisi projesinin başarısı, en son teknolojiyi, multidisipliner bir mühendislik yaklaşımıyla, yerel koşullara özel bir sistem mimarisi içinde entegre etmeye bağlıdır. Avrasya A.Ş., köklü imalat tecrübesi, güçlü proses mühendisliği altyapısı ve Ar-Ge'ye dayalı inovasyon kültürü ile bu kompleks denklemin tüm bileşenlerini karşılayarak, Türkiye'de dünya standartlarında, çevresel olarak sorumlu ve ekonomik olarak sürdürülebilir Atıktan Enerji (Waste-to-Energy) tesislerinin kurulmasında öncü bir rol oynamak için gerekli tüm yetkinliklere sahiptir.

https://www.youtube.com/watch?v=mkJeGNNrvgg