Artan dünya nüfusu ve gelişen teknoloji ile her geçen gün enerji ihtiyacı artmakta, küresel ısınma ve çevre kirliği ile yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi artmaktadır. Bu sebeple çöp ve atık sudan enerji üretimi hem enerji üretimine katkısı hem de çevre dostu olması bakımından çok daha önemli bir konuma gelmektedir. Bunun yanında çöp sahaları, ve atık su tesislerinde; biyogaz üretim ve elektrik üretim sistemleri birçok potansiyel saha ve işletme problemlerine sahiptir. Bu problemlerden biri de çöp ve atık sudan biyogaz üretiminde ortaya çıkan siloksan birleşikleridir. Siloksan birleşikleri genel olarak kozmetik ve kimyasal temizlik malzemeleri ile suya ve çöplere karışıp, biyogaz üretiminde ortaya çıkar ve ayrıştırılmadığı takdirde gaz motoruna gelir. Gaz motorlarının piston valf gibi mekanik aksamlarında ve buji başlarında kristalleşerek birikir ve yanma odasında hasara neden olur.
SİLOKSAN NEDİR?
Siloksan, R2SiO (R = H veya HC grubu) şeklindeki birimlerden oluşan bir kimyasal bileşiktir.
Silikonlar, silikona bağlı metil, fenil veya vinil gibi organik yan gruplara sahip alternatif silikon ve oksijen atomlarından oluşan bir polimer omurgası içeren makromoleküllerdir. . Siloksan kelimesi silikon, oksijen ve alkan kelimelerinden türetilmiştir. Siloksanlar uçucu, sıvı bileşiklerdir ve çevrelerinde oldukça kalıcı olma eğilimindedirler.
Siloksanlar kozmetik, deodorant, su itici ön cam kaplamaları, gıda katkı maddeleri ve bazı sabunlar gibi ürünlerde bulunabilen kimyasal bileşiklerdir. Genellikle kozmetik ürünleri yumuşatmak için veya silikon bazlı kauçuklar ve yağlar için kimyasal bir yapı taşı olarak kullanılırlar. Ayrıca su geçirmez kaplama olarak duvar tuğla gibi inşaat sektöründe de kullanılır.
SİLOKSANIN ÇÖP VE ATIK SU’DAN ENERJİ ÜRETİMİNDE GAZ MOTORLARINA ETKİLERİ:
Atık su arıtma tesislerinde ve çöp depolama alanlarında üretilen biyogazdan enerji üretimi sırasında, gaz motorlarına zarar veren bileşenlerin başlıcalarından biri siloksanlardır. Bunlar kullanılan makinelerin iç parçalarını aşındırarak zarar vererek kullanım ömürlerini kısaltmakta, ayrıca tekrarlanan yağ değişimleri ve iç parça değişimleri nedeniyle işletme maliyetlerini artırmaktadır.
Sülfürlerin aksine, silikonlar asit oluşturmak için su ile reaksiyona girmezler. Ancak yanma sırasında siloksan molekülleri parçalanır ve oksijen ve silikonu serbest bırakır.
Son olarak, yanma odasında (esas olarak ceketin üst kısmında), silindir kafalarında ve valflerin yüzlerinde biriken silikatlar, silika ve diğer kristal bileşikleri oluşturan diğer elementlerle birleşir. Bu tortular, motorların farklı iç kısımlarını aşındırır ve deforme eder.
Her makine üreticisi kendi sınırlarını belirlemesine rağmen, üretim motorlarının düzgün çalışması için izin verilen silikon içeriği genel olarak < 5 mg/Nm3 olmalıdır. Daha yüksek bir içerik, silika çökelme sorunlarına ve egzoz valflerinin yanmasına neden olabilir. Gaz Motorları yüksek dönüş hızlarında çalıştıkları için hareketli parçalarının hem çok hassas statik hem de dinamik olarak dengelenmesini gerektirirler. Bu silika birikimi, içlerinde ciddi hasara neden olabilir.
Genel olarak, aşındırma, deforme etme gibi etkileri, motor parçalarının hassaslık ve pürüzsüzlük gibi özelliklerini bozarak vuruntuya ve motor ömrünün kısalmasına sebep olur. Ayrıca motor yağ ömrünü kısaltır. Bu nedenlerle bertaraf edilmesi önemlidir.
SİLOKSAN’IN AYRIŞTIRILMASI:
Bu bileşikleri uzaklaştırmak için mevcut sistemler, genellikle bir veya iki aşamanın dahil olduğu teknikleri kullanır. Bunlar arasında aşırı soğutma, aktif karbon/silika jel üzerinde adsorpsiyon, grafit filtreler, belirli reçine türleri ve belirli reaktiflerle (örneğin metanol, sülfürik asit ve hidrokarbon karışımları) yıkama yer alır. Filtreleme ve ayrıştırma sistemleri tesisler için kurulum ve işletme maliyetleri açısından çok yüksek maliyetler oluşturabilir. En yaygın kullanılan ve en uygun maliyetli yöntem olrak aktif karbon ile adsorpsiyon yöntemi kullanılır.
Sonuç olarak siloksan birleşikleri gaz tesislerinde istenmeyen başlıca birleşiklerden biridir. Biyogaz üretiminde çöp ve atık su ya karışan kozmetik, deterjan malzemelerinden gelir ve filtrelenmezse gaz motorlarında yanma odasında ısıyla birlikte kristalleşerek aşınmaya ve deformeye sebep olur. Ayrıca motor yağ ömrünü kısaltır. Henüz tam olarak filtreleyen bir sistem maliyetlerden dolayı kullanılabilir değildir. En yaygın filtreleme yöntemi aktif karbonla adsorpsiyondur.
