ACRE’nin Yeni Nesil Isı Geri Kazanımlı Kok Fırını Teknolojisi

Bu makalede Yeni Nesil Isı Geri Kazanımlı Kok Fırını’nın (HRCO) işleyişi ve teknolojisindeki önemli noktalar tanıtılmaktadır. Gelişmiş fırın yapısı ve proses tasarımı, sıkı üretim yönetimi ve optimize edilmiş kömür harmanı ile yalnızca daha yüksek kaliteli ve daha uyumlu yüksek fırın kok kömürü üretilebilmekle kalmaz, aynı zamanda beklentilerin üzerinde elektrik üretimi sağlanır. Ayrıca, Yeni Nesil HRCO sistemi, yan ürünlü kok fırınlarına (BPCO) kıyasla çevresel açıdan çok daha üstün performans göstermektedir. Sürekli sıkılaşan çevre koruma politikaları çerçevesinde, bu teknoloji geleceğin kok endüstrisi için vazgeçilmez bir çözümdür. Anahtar kelimeler: Isı Geri Kazanımlı Kok Fırını (HRCO); Yeni Nesil; Çevre Koruma, Elektrik Üretimi.

Metal Medya

03 Ağustos 2025 Pazar 13:27

Yazarlar: Huang Yunlai, Hu Jingxue, Liang Shengyi, Tian Peiyuan.
ACRE Kok Teknolojileri Mühendislik İnşaat Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi

Önsöz
Dünya, insanlığın tek evidir; kaynakları sınırlı ve ekosistemi kırılgandır. Bu nedenle, kok endüstrisi çevresel koruma açısından büyük zorluklarla karşı karşıyadır. Geleneksel Yan Ürünlü Kok Fırınları’na (BPCO) kıyasla, Isı Geri Kazanımlı Kok Fırınları (HRCO) daha düşük emisyonlara sahiptir ve enerji üretimi sağlar. Bu yönüyle daha temiz ve sürdürülebilir bir seçenektir. Bu vizyon doğrultusunda ACRE Kok Teknolojileri ve Mühendislik (ACRE), dünya çapında projelerde kullanılan Yeni Nesil HRCO teknolojisini geliştirmiştir. Bu projelerde çevre dostu, enerji verimli ve akıllı tasarım ilkeleri benimsenmiştir. Sistemler arasında CDQ (kuru söndürme sistemi), atık ısıdan elektrik üretimi ve baca gazı DeSOx/DeNOx arıtma sistemleri yer almaktadır.

HRCO Kok Üretim Sisteminin Özellikleri

1.1 Teknik Özellikler ve Çevre Dostluğu

Isı Geri Kazanımlı Kok Fırınları (HRCO), üretim yöntemi, proses yapısı ve kirletici emisyonları bakımından Yan Ürünlü Kok Fırınları’ndan (BPCO) belirgin şekilde farklıdır. Bu farklar Tablo 1’de özetlenmiştir. Daha iyi anlaşılması için iki aktif kok tesisi örnek alınmıştır.

1.2 HRCO Kok Üretim Süreç Akışı
Kok üretiminin tüm süreç akışı, aşağıdaki Şekil 1’de gösterildiği gibi ham kömür kamyonunun boşaltılmasından kok ürününün dışarı taşınmasına kadar devam eder.
Kömür kulesinin altındaki damgalama makinesi kömür karışımını damgalayarak kömür keki haline getirir ve bu kömür 66 saatlik koklaştırma işleminden sonra kömürün karbonize edileceği koklaştırma odasına şarj ve itme makinesi ile doldurulur.

Kırmızı kok daha sonra şarj ve itme makinesi tarafından koklaştırma odasından düz tip kok alma arabasına itilerek ikincil itme istasyonuna taşınır ve burada ikincil itme makinesi kırmızı kokları söndürme için kok kovasına iter.

Koklaştırma işleminde üretilen yüksek sıcaklıktaki baca gazı, buhar üretimi için ısıyı geri kazanmak üzere atık ısı kazanına girer. Soğutulan baca gazı, atmosfere boşaltılmadan önce standartlara uygun olarak arıtılması için aktif karbon DeSOx ve DeNOx sistemine girer.

CDQ kazanı ve kok yapımı atık ısı kazanı tarafından üretilen yüksek sıcaklık ve süper yüksek basınçlı buhar, enerji üretimi için buhar türbini jeneratörlerinde birleştirilir ve elektrik, çelik tesisinin yanı sıra ulusal elektrik şebekesine de verilir.

Yeni Nesil HRCO’nun Özellikleri

2.1 Teknik Parametreler

Yeni Nesil HRCO’nun ana proses ve teknik parametreleri Tablo 2’de gösterilmiştir (tipik bir tesis örnek olarak alınmıştır.

2.2 Yeni Nesil HRCO’nun
Üstün Teknik Özellikleri

1) Yeni Nesil HRCO, çekiç ve hidrolik basıncı entegre eden benzersiz damgalama makinesine öncülük etmiştir. Bu teknik, üç katmanlı bir damgalama işlemini içerir, yani ilk iki katmana çekiçle damgalama uygulanır, ardından son katman için hidroform uygulanır. Sıkıştırma işleminden sonra kömür kekinin kuru yoğunluğu 0,98~ 1t/m’ye ulaşır3.

2) Yeni Nesil HRCO, birincil ve ikincil hava girişleri için otomatik sıcaklık ayarlama teknolojisinin ilk teknolojisidir ve hava girişlerinin sıcaklığının yerel, uzaktan ve otomatik olarak kontrol edilmesini sağlar. Fırının üst kısmına eşit olarak dağıtılmış beş birincil hava girişi, alt bacanın başında bulunan ikincil hava girişi ile birleştirilerek fırın sıcaklığı düzenlemesinin hassasiyetini sağlar.

3) Eşit hava dağılımı ve yüksek ısıtma yoğunluğu ile karakterize edilen yepyeni 4 kemerli C-şekilli alt baca tasarımı, 4 kemerli C-şekilli bacaların ve altı kemerli S-şekilli bacaların
eski tasarımındaki aşırı yüksek sıcaklık noktaları ve kontrol zorluğu gibi zayıf halkaları destekleyebilir.

4) İniş ve çıkış bacaları fırın duvarlarında birbirlerinden tamamen izole edilerek aradaki gaz kaçağı önlenmiştir.

5) Isı yalıtım dökümleri ve zirkonyum içeren seramik elyaf bloklardan oluşan fırın kapağı, tüm kok fırını bataryası için ısı yalıtımını büyük ölçüde geliştirir.

Yeni Nesil HRCO’da Üretim

3.1 Ham Kömür Harmanı Oranı ve Göstergeleri

Çin’deki HRCO’nun baş tacı, yalnızca ACRE tarafından tasarlanan ve Nisan 2023’te devreye alınan Zhoukou Steel’deki Yeni Nesil HRCO’dur ve Zhoukou Steel’deki kömür harmanlama durumu Tablo 3’te gösterilmektedir.

Zhoukou Steel HRCO’nun G değeri için ortalama gereksinim, üstten şarjlı bataryadan yaklaşık 18 ~ 23 birim daha düşüktür ve uçucu madde (VM) oranı, üstten şarjlı bataryanın ortalama değerinden (%25) %1,5 ~ 2,5 daha düşüktür.

Şu anda, Zhoukou Steel HRCO için kömür karışımlarının maliyeti de Anyang çelik koklaştırma tesisinden daha düşüktür.

3.2 Kok Kalitesi

1) Kok Parça Büyüklüğü
Tüm kok kömürü Zhoukou tesisinde kuru söndürme işlemiyle söndürülür ve söndürülen kok kömürü nispeten istikrarlı bir kaliteye ve tek tip boyuta sahiptir. Mevcut kok boyutu dağılımı aşağıdaki Tablo 6’da gösterilmektedir.