Endüstriyel brülörlerde fosil yakıtların, özellikle sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) gibi, yanması, çeşitli endüstrilerde kullanılan en önemli enerji üretim süreçlerinden biridir. Propan ve bütan karışımı olan LPG, taşınabilirliği ve depolanmasının kolay olması nedeniyle birçok endüstriyel brülörde birincil veya alternatif yakıt olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bu yakıtın yanması, özellikle yanma için zorlanmış hava sağlandığında yüksek verimlilik sağlar ve genellikle sıvı yakıtlara kıyasla daha az kirlilik üretir.
Bu makale, Zorlamalı çekişli endüstriyel brülörlerde sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) yanma sürecini ve bu yanmanın kalitesini ve verimliliğini etkileyen faktörleri incelemektedir.
Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG) Nedir?
Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG), basınç altında sıvı hale gelen iki hidrokarbon gazı olan bütan ve propan karışımıdır. Bazı durumlarda, bu karışıma propilen ve bütilen gibi diğer gazların küçük miktarları da eklenir. Bu gazların oranı, Ortam sıcaklığına bağlı olarak değişir; örneğin, yaz aylarında daha fazla bütan bulunurken, kış aylarında düşük sıcaklıklarda propanın daha kolay kaynaması ve buharlaşması nedeniyle propan oranı artar.
LPG, öncelikle ısınma uygulamaları ve araçlar için yakıt olarak kullanılır, ayrıca aerosoller üretimi ve buzdolabı ile dondurucularda soğutucu gaz olarak çeşitli endüstrilerde de kullanılmaktadır.
LPG’nin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
LPG, doğalgaz ve ham petrol arıtma süreçlerinin bir yan ürünü olarak üretilir. Sıvılaştırılmış gaz, propan ve metan karışımından oluşur ve Wobbe endeksi 72-87 MJ/m³ arasında değişir. Bu gaz, yüksek bir kalorifik değeri (yaklaşık 46 MJ/kg) taşır; bu da onu benzin ve mazutla karşılaştırıldığında daha yüksek enerji üretimi sağlar. Ancak, LPG’nin daha düşük yoğunluğu nedeniyle, aynı hacimde benzin kadar enerji üretmez.
15°C’de her bir litre sıvılaştırılmış gazın ağırlığı 500 ile 560-gram arasında değişir. Üretildiğinde gaz renksiz, kokusuz ve tatsızdır, ancak güvenlik amacıyla kokusunun olabilmesi için sülfür bileşenleri eklenir. LPG tanklarının iç basıncı, dolu olduklarında 8 bara kadar çıkabilir.
LPG’nin Diğer Yaygın Yakıtlarla Karşılaştırılması
Aşağıdaki tabloda, LPG’nin benzin ve yağ gibi yaygın yakıtlarla özellikleri karşılaştırılmaktadır.
Sıvılaştırılmış petrol gazının (LPG) yakılması, sıvı ve katı yakıtlara göre daha düşük karbon dioksit (CO2) emisyonu üretirken, doğalgaza kıyasla daha fazla CO2 salınımına yol açmaktadır. Aşağıdaki grafik, farklı yakıtların yakılmasıyla üretilen her kilovat-saat (kWh) enerji başına salınan CO2 miktarını karşılaştırmaktadır. Genel olarak, LPG’nin yakılmasından elde edilen her 1 kWh enerji için salınan CO2 miktarı, mazotun %90’ı ve kömürün %70’idir. Ancak, doğalgazla karşılaştırıldığında LPG, daha fazla CO2 üretmektedir.
Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG) Kullanım Kılavuzu
Sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) kullanımı, bu yakıtın benzersiz özellikleri nedeniyle endüstriyel brülörlerde güvenlik ve teknik standartlara sıkı bir şekilde uyulmasını gerektirir. LPG genellikle, gazın depolanması için gerekli olan yüksek basınca dayanabilen küresel veya silindirik tanklarda depolanır ve taşınır. Eğer bu yüksek basınç düzgün bir şekilde kontrol edilmez veya sızıntı meydana gelirse, ciddi güvenlik riskleri oluşturabilir. LPG, basınç altında sıvı olarak depolanır ancak brülörde kullanılmak üzere gaz haline dönüştürülür. Sıvılaştırılmış gazın buharlaşması için enerji gereklidir ve bu, sıvıdan gaz hale dönüşmesini sağlar.
Ayrıca, buharlaşma oranı, brülördeki yakıt tüketimi ile uyumlu olmalıdır. Sıvılaştırılmış gazın tankta doğal olarak buharlaşması bir dereceye kadar gerçekleşir ve bu buharlaşma oranı, ortam sıcaklığı ve LPG tankının ıslak yüzey alanından etkilenir. Düşük kapasiteli sistemlerde, doğal buharlaşma genellikle yeterlidir. Ancak yüksek kapasiteli endüstriyel sistemlerde, sadece doğal buharlaşmaya güvenmek yetersizdir. Bu tür sistemlerde, sıvılaştırılmış gazın sürekli ve yeterli bir akışını ve basıncını sağlamak için buharlaştırıcılar kullanılır. Buharlaştırıcıların kullanımı ayrıca donma ve ekipman üzerinde don oluşumu gibi sorunları engeller.
Buharlaştırıcı (Vaporizör)
Vaporizörler, LPG’yi tanıtmak ve ısı ile buharlaştırmak için tasarlanmış cihazlardır, böylece endüstriyel brülörlerde kullanılmak üzere hazır hale gelir. Bu cihazlar, gazın sürekli ve sabit bir akışını sağlar, sıvılaştırılmış gazı brülöre stabil ve uygun bir şekilde ileterek ekipman donmasını engeller. Vaporizör kullanımı, yanma sürecinin stabilize edilmesini ve endüstriyel brülörlerin verimli çalışmasını sağlar. LPG vaporizörleri genellikle üç ana kategoriye ayrılır:
Elektrikli Vaporizörler: Bu tür vaporizörlerde, elektrik akımı, vaporizör tankı içindeki bir ısıtıcı elemandan geçerek ısı üretir ve bu ısı, sıvılaştırılmış gazın buharlaşmasını sağlar.
Doğrudan Ateşlemeli bir buharlaştırıcı veya Vaporizatörler: Bu vaporizatörlerde, küçük bir miktar LPG yakılır ve üretilen ısı, gerekli miktardaki sıvı gazı buharlaştırmak için kullanılır. Bu vaporizatörler “Doğrudan Ateşlemeli” olarak adlandırılır çünkü alev, sıvı gazı doğrudan ısıtarak onu buhara dönüştürür. Doğrudan ateşli vaporizatörler, sıvı gazın yakılmasının gerekli olduğu endüstrilerde yaygın olarak kullanılır.
Buhar veya Sıcak Su ile Isıtılan Vaporizatörler: Bu yöntemde, ısıyı buhar veya sıcak sudan sıvı gaza aktarmak için bir ısı değiştirici kullanılır. Sıvı gaz, değiştiricinin bir tarafına girerken, buhar veya sıcak su diğer taraftan akar ve sıvı gazın buharlaşmasını sağlayan termal enerjiyi iletir.
Her bir vaporizatör tipi, sıvı gazın gereken hacmine bağlı olarak özel ihtiyaçları ve kapasiteleri karşılayacak şekilde tasarlanmıştır.
Regülatör
Sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) tankı ve buharlaştırıcı sistemi için, optimal bir çalışma sağlamak amacıyla iki regülatör gereklidir. Gaz hattı regülatörleri hakkında daha fazla bilgi için, “Gaz Hattı Regülatörlerine Kapsamlı Rehber” makalesini okuyabilirsiniz.
Birincil Regülatör: Yüksek basınçlı regülatör olarak da bilinen bu cihaz, gazın tanktan (8 bar) 1 bar seviyesine düşürülmesinden sorumludur. Bu regülatör, gazın buharlaştırma işlemi sonrası uygun şekilde basıncının düşürülmesi için buharlaştırıcıdan sonra ve ona yakın bir noktada kurulmalıdır.
İkincil Regülatör: Düşük basınçlı regülatör olarak bilinen bu cihaz, gaz basıncını 1 bar’dan, brülörün çalışma basıncına kadar daha da düşürür. Bu regülatör, gazın doğru basınçta verildiğinden emin olmak için brülöre yakın bir yerde kurulmalıdır.
Sıvılaştırılmış Gaz Pompası
LPG tankı, buharlaştırıcı sistemi ve brülör arasındaki mesafe önemli ölçüde uzunsa, patlamaya dayanıklı elektrikli pompa kurulumu zorunludur. Bu pompa, basınç kaybını aşmaya yardımcı olur ve gazın brülöre sürekli ve güvenilir bir şekilde akışını sağlar.
Tank, buharlaştırıcı ve diğer LPG sistemi bileşenlerinin kurulumu, sıvılaştırılmış gaz sistemlerinin güvenliğini ve verimliliğini sağlamak için tasarlanmış olan ulusal standart 841’e uygun olarak yapılır.
Şekil 6, buharlaştırıcı ve depolama tankı arasındaki şematik borulama sistemini göstermektedir. Bu borulama sistemi, sızıntıları önlemek, basınç düşüşünü en aza indirmek ve etkili gaz akışı yönetimini sağlamak için dikkatlice tasarlanmalı ve kurulmalıdır.
Sıvı Yakıt Yanma Emisyon Standartları
Sıvı yakıtların yanması, özellikle sanayi uygulamaları ve enerji santrallerinde, insan sağlığı ve çevre üzerinde olumsuz etkiler yaratan kirleticilerin salınmasına neden olabilir. Bu durumu ele almak için, bu zararlı emisyonları kontrol etmek ve azaltmak amacıyla emisyon standartları belirlenmiştir. LPG ile çalışan brülörler için en önemli ulusal standart, “Zorlanmış Hava Akışlı Brülörler: Özellikler ve Test Yöntemleri” başlığını taşıyan Ulusal Standart 7595’tir. Bu standart, doğal gaz ve sıvılaştırılmış petrol gazı gibi gaz yakıtlarıyla çalışan endüstriyel brülörler için tasarım gereksinimlerini, test prosedürlerini ve emisyon limitlerini belirler.
Brülörler için ulusal ve uluslararası standartlarla ilgili daha fazla bilgi için “Endüstriyel Brülörler İçin Ulusal ve Uluslararası Standartlar” başlıklı makaleyi inceleyebilirsiniz.
Azdot Oksit (NOx) Emisyonları
%20 fazla hava ile metanın adyabatik alev sıcaklığı yaklaşık 1800°C iken, aynı koşullarda LPG’nin adyabatik alev sıcaklığı yaklaşık 1850°C’dir. Yüksek alev sıcaklığı nedeniyle, sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG), doğalgaza kıyasla daha fazla azot oksit (NOx) üretir. NOx emisyonları, hava kirliliği, asidik yağmurlar ve solunum sorunlarına yol açabilir. Ulusal Standart 7595 ve Avrupa Standartı EN-676’ya göre, LPG ile çalışan brülörler, NOx emisyon seviyelerine göre sınıflandırılmaktadır, aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi.
Karbon Monoksit (CO) Emisyonları
Ulusal Standart 7595 ve Avrupa Standartı EN-676’ya göre, CO emisyon seviyesinin kilovat-saat başına 100 miligramı geçmemesi gerekmektedir.
Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG) Yanması: Zorluklar ve Çözümler
Sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) ile Zorlamalı çekişli brülörlerde, enerji üretimi ve ısınma için kritik bir süreçtir. Propan ve bütan karışımından oluşan bu yakıt, yüksek kalorifik değeri ile dizel ve fuel oil gibi sıvı yakıtlara kıyasla daha az kirletici madde yayar.
LPG sistemlerinin güvenli ve verimli çalışmasını sağlamak için yanma koşullarını optimize etmek ve buharlaştırıcılar gibi ekipmanları kullanmak çok önemlidir. Ayrıca, ulusal standart 7595 ve Avrupa standardı EN-676 gibi standartlara uyum, zararlı kirletici maddelerin emisyonlarını kontrol etmek ve halk sağlığını korumak için hayati öneme sahiptir.
Raadman Group olarak, çeşitli kapasitelerde ve NOx sınıfları 2 ve 3’e sahip LPG (propan ve bütan) brülörleri üretiyor ve bunları değerli müşterilerimize sunuyoruz. Ayrıca, Packman Şirketi, saatte 10 milyon kilokaloriye kadar kapasiteye sahip LPG’li yoğuşmalı kazanlar üretmekte ve bunları saygın müşterilerimize sunmaktadır.
Sıvılaştırılmış Gaz: Endüstri İçin En Verimli Yakıt
Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG), yüksek enerji değeri, düşük emisyon oranı ve kolay depolanabilirlik ile taşınabilirlik avantajları sayesinde endüstriyel brülörler için mükemmel bir yakıt seçeneğidir. LPG, yalnızca yüksek enerji üretimi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda mazut ve yağ gibi sıvı yakıtlara kıyasla çevreye daha az zarar verir.
LPG’nin endüstriyel brülörlerde güvenli ve etkin bir şekilde kullanılabilmesi için güvenlik standartlarına tam uyum, buharlaştırıcılar ve regülatörler gibi doğru ekipmanların kullanımı ve sistem tasarımının özenle yapılması büyük önem taşır. Bu yaklaşımlar, performansı optimize ederken riskleri en aza indirir ve zararlı emisyonların kontrol edilmesine yardımcı olur.
Raadman Grubu, uluslararası standartlara uygun, ileri teknolojiye sahip brülörler üreterek LPG kullanımına yönelik yenilikçi ve etkili çözümler sunmaktadır. Bu ürünler yalnızca yüksek verimlilik sağlamakla kalmaz, aynı zamanda hava kirliliğinin azalmasına ve çevrenin korunmasına da katkıda bulunur. LPG, temiz ve verimli bir yakıt olarak, üretkenlik ve sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmak isteyen endüstriler için akıllı bir tercihtir.
