Tavuk Gübresinin Enerji Değeri

Tavuk Gübresinin Enerji Değeri

Biyokütle yakıtların enerji değeri başta su muhtevası olmak üzere karbon oranı ve içerdiği kül miktarına bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Kümesten yeni çıkan tavuk gübresinin rutubet oranı % 20-30, kül oranı ise % 9-54 arasında değişkenlik göstermektedir.

Havada kurutulmuş broyler altlığının kalorifik değeri 13.5 GJ/ton ve yaklaşık kömürün yarısı kadar rapor edilmektedir.

Enerji değeri düşük olmasına rağmen tavuk gübresinin bertarafı söz konusu olduğunda yenilenebilir enerji kaynağı olarak kullanımı yaygınlık göstermektedir. Enerji dengesi ve yanma özelliklerinin iyileştirilmesi gibi nedenlerle diğer yakıtlarla birlikte yakılması, hatta kentsel katı atıklarla birlikte yakılması da söz konusudur.

Örneğin İrlanda gibi enerji kaynakları bakımından fakir ülkelerde tavuk altlığı saf halde veya torf (turba) ile % 50 oranında karışım halinde yakılmakta ve çevredeki tavuk kümeslerinin ısıtılmasında faydalanılmaktadır.

Yine Birleşik Krallıkta 140,000 ton tavuk gübresi yakma kapasiteli 12.7 MW lık tesis uzun süredir işletilmekte, daha büyük kapasiteli yakma tesisleri inşa edilmektedir.

Yüksek rutubet içeriğinde, düşük kalorifik değere sahip olan tavuk altlıkları yakılabilir kuruluğa kadar kurutulduğunda kalorifik değeri yükselmekte, enerji değeri yüksek orman endüstrisi atıkları, tarımsal artıklar, kömür tozu, kentsel katı atıklarla karışım haline getirildiğinde enerji değeri daha da yükseltilebilmekte, yanma özellikleri iyileştirilmektedir.

Tavuk kümeslerinde ısıtma amaçlı, yanma özellikleri iyileştirilmiş, kalorifik değeri yüksek, maliyeti düşük biyo-kütle yakıtlarına ihtiyaç büyüktür. Kümes atıkları üretildikleri kümeste yakıt olarak kullanılabildiğinde problem olmaktan çıkıp, katma değer eklenmiş aranır ürün haline gelecektir. Qiroga ve ark. 9 farklı çiftlikten alınan tavuk gübresi numunelerinin ısıl değerlerini 2878 ile 3379 kcal/kg arasında bulmuşlardır.

Yüksek rutubet ve kül içeriği, düşük kalorifik değeri ve korozif özelliğe sahip olması gibi olumsuz özelliklere sahiptir. Ancak yakmak için uygun olan nem içeriği sağlandığında kalorifik değeri yükselmekte, enerji değeri yüksek orman endüstrisi atıkları, tarımsal atıklar, kömür tozu, kentsel katı atıklarla karışım haline getirilerek verimli bir şekilde kullanılabilmektedir.

Kümes atıklarının verimli yakılabilmesi ve enerji üretiminin maksimize edilebilmesi için rutubet oranının düşürülmesi ve % 25'in üzerine çıkmaması gerektiği, tek başına yakılabilmesi için ise rutubetin % 9'un altında olması gerektiği belirtilmektedir.

Tavuk gübresinin rutubet oranı ile kalorifik değeri arasında doğrusal bir ilişki bulunmaktadır (kJ/kg = 14636.5 - 136.6w (%) [17]. Kafes içinde yetiştirilen yumurta tavuklarının gübresinin ise rutubet oranının yüksek olmasından dolayı yakılarak enerji elde edilmesine tek başına elverişli olmadığı, ancak ek yakıtlar ile yakılabileceği belirtilmektedir.

Broyler ve yumurta tavuklarının atıkları kümesten yüksek rutubet oranı ile (sırasıyla % 30, % 75) çıkmaktadır. Yüksek rutubet yanmayı ve enerji verimini düşürdüğü gibi, atık ıslak bekletildiği sürece mikrobiyal faaliyeti hızlandırarak, yakıldığında enerji elde edilecek maddelerin de ayrışmasına neden olmaktadır. Uçucu organik maddenin ayrışması kül oranının artmasına, bu da alev sıcaklığını düşürerek ısıtma değerinin azalmasına neden olmaktadır.

Tavuk gübresinin enerji kaynağı olarak yakıldığında en büyük avantajı nispeten düşük yanma emisyonları oluşturmasıdır. Bütün yenilenebilir enerji kaynaklarında olduğu gibi, net CO2 emisyonu sıfır olarak kabul edilir, çünkü CO2 sürekli döngü halindedir. Yakma ünitesi ve sistemi optimize edildiğinde CO emisyonları kontrol edilebilir ve standartların altında tutulabilir.

Tavuk altlıklarının ve gübresinin kükürt içeriği düşük olduğundan SO2 emisyonları problem oluşturacak seviyenin altındadır. Tavuk gübresinin Ca içeriği nispeten yüksek olduğu için, külde bulunan Ca az da olsa SO2 tutacağından emisyonlar daha da aşağıda tutulabilir.

Tavuk yemlerinde protein içeriği yüksek maddeler kullanıldığı için gübresine azot çıkışı olmakta ve yakma aşamasında en büyük etkinin NOx emisyonlarına olacağı beklenmektedir. Bununla birlikte tavuk altlığı tek başına veya diğer biyokütle kaynakları ile yakılsa bile NOx emisyonları diğer kaynakların yakılmasında ortaya çıkandan daha az olmaktadır.

Örneğin fosil kaynaklar kömür ve linyitin NOx emisyonu değerleri daha yüksektir.
Hatta tavuk altlığı kömürle birlikte yakıldığında CO2 ve NOx emisyonlarının azaltımında etkili olabilmektedir. Diğer yandan NOx emisyonlarının üç temel kaynağı vardır; çok yüksek sıcaklıkta yanmadan kaynaklanan havada % 79 oranında bulunan N2 gazının O2 gazı ile reaksiyona girmesi, fazla oksijenli yakma koşulları ve yakıtın azot kapsamı. Biokütle yakıtlar nispeten daha düşük sıcaklıklarda (600-800 ºC) yakılmakta ve kömürle birlikte yakıldığında NOx oluşum reaksiyonları engellendiğinden emisyonlar azalmaktadır.

Tavuk gübresinin yüksek rutubet içeriği ve kül oranına bağlı olarak düşük enerji değerinin, kömür ve linyitin yüksek NOx emisyonlarından kaynaklanan özelliklerinin optimize dilmesi için birlikte yakılmasını önermekteyiz. Bu şekilde hem tavuk gübresinin yakılması kolaylaşmakta ve hem de yanma gazları emisyonları dengelenerek standartlar sağlanmaktadır.

Tavuk gübresi tek başına yakılacağında rutubet içeriğinin mutlaka % 25 ten aşağı olması önerilmektedir. Bu şekilde Tek başına yakıldığında yanma gazları emisyonları ve en önemlisi NOx emisyonları Avrupa Birliği standartlarını sağlamıştır. Rutubet oranı daha yüksek olduğunda yanma ve emisyon değerleri optimizasyonu için çam talaşı veya kömür gibi hammaddelerle karıştırılması önerilmektedir.

Tavuk gübresi ısıtma kaynaklı yakıt olarak alan ısıtmalarında da denenmiştir. Kümesler aynı zamanda fazla miktarda ısıtma amaçlı yakıta ihtiyaç duymakta ve bu yakıt hali hazırda diğer biyokütle veya daha fazla oranda da fosil yakıtlardan sağlanmaktadır.

Tavuk altlığı uygun yakıt haline getirildiğinde sürdürülebilir döngü olarak kümeslerin ısıtılmasında da kullanılabilir. Biyokütle kaynaklarının direk yakılması en bilinen en yaygın ve standardize edilmiş basit bir teknolojidir. Yakıt kaynağı yakından temin edilebildiğinde en ekonomik olanıdır. Tavuk gübresinin kül oranı % 10-34 ve rutubet oranı % 12-43 arasında değiştiğinde, ısıtma değerleri 3400 – 6300 BTU/lb arasında değişmektedir.

Isıtma değeri rutubet oranıyla ters orantılıdır, rutubet arttıkça ısıtma değeri düşmektedir. Bir başka ifadeyle tavuk altlığı yakan tesislerin ısıtma kapasitesi 15,000 - 16,000 BTU/kWh arasında değişmektedir. Tesisin net ısıtma kapasitesi 15,000 BTU/kWh olarak kabul edildiğinde, tavuk gübresinden enerji üretim değeri aşağıdaki formül kullanılarak $41/ton olarak hesaplanmaktadır.
4600×????????????????????×????????ℎ15000????????????×$0.0674????????ℎ×2000????????????????????=$0.41????????????

Tavuk gübresindeki enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülme etkinliği güç santralinin büyüklüğüne bağlı olarak % 21 ila % 32 arasında değişmektedir. Bu değerlere göre elektrik enerjisi üretimi kg tavuk gübresi başına 0.74 kWh ile 1.13 kWh arasında hesaplanmaktadır.

Tavuk gübresi uygun yakıt haline getirildiğinde kümeslerin ısıtılması için sürdürülebilir, ekonomik bir yakıt kaynağı olabilir.

0 YORUMLAR

    Bu KONUYA henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu sen yaz...
YORUM YAZ