ALÜMİNYUM AMBALAJ ATIKLARINDAN ISI ENERJİSİ ELDESİ

Timur Ulucak, Metalurji Yük.Müh.

Alüminyum ambalaj atıkları günlük hayatımızda sigara paketi yaldızı, uzun ömürlü süt ambalajı, çeşitli çikolata, hazır gıda, vb paketlenmiş ürünlerin kullanımı sonunda "çöp" kutularında birikir.

Avrupa'da her sene yaklaşık bir milyon ton alüminyum ambalaj sektöründe kullanılıyor. Bu miktarın %60'ını meşrubat kutusu (can) ve kaplar gibi sert veya yarı-sert ambalajlar oluştururken, %40'ını da ensnek (flexible) ambalaj olarak tanımlayabileceğimiz, alüminyum folyo ile kağıt veya plastik folyonun birleşiminden oluşan ambalaj tipi oluşturuyor.

Ambalaj atıkları iki yol ile ekonomiye geri kazandırılabilir : 1) Geri Dönüşüm (recycling), veya 2) Enerji kaynağı olarak kullanmak.

Geri Dönüşüm, sert ve yarı-sert alüminyum ambalaj atıklarının (meşrubat kutusu, kaplar vb.) geri kazanılmasında kullanılıyor. Tüm evsel atıklar inkinerasyon ile yakıldığında, yakılma sonrasında, atıklar arasında bulunabilecek alüminyum "eddy-akım" metodu ile diğer atıklardan ayrılarak, Geri Dönüşüm prosesi için ayrılıyor.

Esnek (flexible) ambalajlar ise, "enerji kaynağı", bir başka deyişle "yakıt" olarak ekonomiye geri kazandırılıyor.Alüminyumun kolay okside olması "inkenerasyon" işlemi sonucunda yüksek enerji eldesi sağlamaktadır.

Alüminyum Ve Enerji

Alüminyum'daki Enerji

Alüminyum eldesinde (birincil alüminyum), alüminyum oksidin indirgenerek alüminyuma dönüştürülmesi için elektrik enerjisi kullanılır:

2(Al2O3)+3C+Elektrik enerjisi=4Al+3(CO2)

Bu proseste, elde edilen alüminyumun her bir kg.da, gizli kimyasal enerji adı verilen yaklaşık 31 MJ enerji depolanır. (Ağaç,kömür ve petrolde, güneşin fotokimyasal enerjisinin depolandığı gibi)

Alüminyum Okside Olduğunda Serbest Kalan Enerji

Alüminyum inkinerasyon tesisinde yakıldığında, alüminyum ile oksijen birleşir ve bu sırada, gizli kimyasal enerji ısı olarak açığa çıkar:

2Al+3/2(O2)=Al203+Isı

Alüminyum oksit, katı bir kül (ergime sıcaklığı 2050 santigrat C) halindedir. Reaksiyon sonucunda, her bir kg. alüminyum için 31 MJ enerji açığa çıkar.

İnkinerasyon Sırasında Açığa Çıkan Enerji

Evsel katı atıkların inkinerasyonunda, 6-20 mikron kalınlığında alüminyum folyo içeren esnek alüminyum ambalaj atıklarının tamamı okside olur.

Bazı malzemelerin kalorifik değerleri (yandıklarında açığa çıkan ısı enerjisi) ek'teki Sekil'de verilmiştir. Tabloda görüldüğü gibi, 1 kg alüminyumun oksidasyonu ile elde edilen ısı enerjisi, 1 kg. kömür veya 0.8 kg.fuel-oil'in yandığı zaman verdiği enerjiye eşittir.

Alüminyum Folyo İnkinerasyon İşleminde İyi Bir Yakıttır

Tipik evsel katı atıklar (çöpler) ortalama olarak %1-1,5 alüminyum içerirler. Bunun da %40'ı esnek (flexible) plastik+alüminyum malzemedeki, 6-20 mikron kalınlığında olan folyo halindeki alüminyumdur. İyi işletilen bir inkinerasyon tesisinde bu folyo alüminyumun tamamı yanar (okside olur) ve ısı enerjisini verir.

İyi İnkinerasyon İçin Gerekli Şartlar

Evsel katı atıkların yakıldığı inkenerasyon tesislerinde yanmanın verimli olması Türbulans, Sıcaklık ve Süre (TSS) parametrelerine bağlıdır.

Turbulans: Atıkların hava ile iyi teması ve karışımı için gereklidir.

Sıcaklık: En az 850 santigrat derece olmalıdır.

Süre: Atıkların yakılma sıcaklığında kaldıkları süre olup, alüminyumun tam okside olmasını sağlayacak kadar uzun olmalıdır. İnkinerasyon fırınının atmosferi "oksitleyici" özellikte olmalıdır, bunun için atık baca gazında en az %6 oksijen bulunmalıdır.

Bazı durumlarda, alüminyumun ısı transfer yüzeylerini kaplayarak ısı transferini engellediği görülmektedir. Bunun sebebi, TSS şartları uygun olmadığından okside "olamayan" alüminyumun, toz ve kül ile birlikte ısı tranfer yüzeylerinde birikmesidir. Bu durumun görülmemesi için, TSS şartlarını sağlayacak şekilde dizayn edilmiş ve çalıştırılan inkinerasyon tesisleri kullanılır. İnkinerasyon tesisinden yayılan emisyon değerleri, Avrupa Topluluğu'nca hazırlanan 89/368/EEC numaralı talimata uygun olmalıdır.

Alüminyum Enerjisinden Diğer Faydalanma Yöntemleri

Bazı ülkelerde esnek (flexible) alüminyum ambalaj atıkları, çimento üretiminde yakıt yerine kullanılmaktadır. Bunun bir faydası da, yanma sonucunda okside olan alüminyumun (kül), çimento hammaddesine karıştırılan alüminyum oksitin (Boksit) miktarını azaltmasıdır.

Faydalanılan Kaynak: Energy Recovery From Aluminium Used Packaging And Packaging Waste, EAA European Aluminium Association, January 1999

Alüminyum Anasayfasına Dönüş - Alüminyum Çeşitli Hurdaların Ve Dros Ergitilmesi