Emisyon Kontrol Yöntemleri – Egzoz Gazları Resirkülasyonu

Gemilerde kullanılan yakıt gemi içerisindeki separasyon sistemleriyle temizlense de yanma sonucu oluşan emisyon çevreye ve sistemlere zarar vermeye devam etmektedir. MARPOL (Gemilerden Kaynaklı Kirliliğin Önlenmesi İçin Uluslararası Sözleşme) Ek VI’ da, gemilerden kaynaklı hava kirliliği ele alınmakta ve kontrolüne yönelik çalışmalar yapılmaktadır.

İnsan sağlığına ciddi zararları bulunduğu bilinen ve egzoz gazı içerisinde bulunup hava ile girdiği tepkimeler sonucu çevreye zararlı hale gelebilen yapılara dönüştüğü bilinen emisyonların bu zararlarını azaltmaya yönelik yapılan çalışmalar, gerek makine üzerinde uygulanan sistemler ile gerekse de kullanılan yakıt içeriğinde bulunan emisyon kaynağı bileşiklerin çeşitli yöntemlerle azaltılması yoluyla olmaktadır.

Emisyon bileşiklerinin azaltılması yöntemlerinden biri “Egzoz Gazları Resirkülasyonu”dur.

Egzoz Gaz Resirkülasyonu, yanma odasındaki yanmaya bağlı sıcaklık azalmasının sonucu olarak dizel motorlarında hatırı sayılır NOX azalması sağlanmaktadır. EGR dönüşümü uygulanan motorlarda bir kısım egzoz gazı geriye, motor hava girişi hattına verilmektedir. Taze hava ile oksijeni çok azalmış egzoz gazının karıştırılarak yanma odasına gönderilmesiyle, yanma odası havasının oksijen içeriği seyreltilmiş olur. Oksijen azalması daha düşük bir yanma sıcaklığı üretir ve bu da NOX emisyonlarını %40’a kadar azaltabilmektedir.

Dönüşüm egzoz gazı soğutularak NOX emisyonları daha da azaltılabilmektedir. EGR sistemi, yanma odası içerisindeki hava yakıt karışımını egzoz gazları ile seyrelterek yanma sonu sıcaklıklarını, dolayısıyla üretilen NOX miktarını azaltabilmektedir.

Daha önce de belirtildiği gibi, NOX oluşumu yanma odası sıcaklığından ciddi derecede etkilenmektedir. Bu sıcaklık, reaksiyon karışımının bir atık gazla kirletilmesiyle bir ölçüde azaltılabilmektedir. Yanma ile üretilen ısının bir kısmının bu atık gazı ısıtmada kullanılmasıyla, maksimum yanma gaz sıcaklığı azaltılır. Motor egzoz gazları gerçekten inert olduğundan, bu amaç için kullanılabilir. Egzoz gazlarının tekrar kullanımı için EGR sistemleri kullanılmaktadır.

EGR, egzoz gazlarının bir kısmını tekrar emme manifolduna gönderir. NOX emisyonlarını, EGR sisteminin kısa bir boru ile emme manifolduna bağlanması ve emme manifolduna ventüri konulması, uzun bir EGR borusundan daha fazla azaltmaktadır. NOX ’in azaltılması, az bir miktar güç kaybı ile başarılmaktadır. İki tip EGR metodu kullanılmaktadır.

Bunlar;

• Emme ve egzoz supap bindirmesinin artırılması
• Sabit veya değişik sızdırmalı EGR

İkinci seçenekte belirtilen EGR, emme manifoldunun her bir koluna yerleştirilen kalibre edilmiş sabit orifisler veya yay yüklü, vakum kontrollü, sıcaklık yardımlı EGR valflarıyla, daha yüksek basınçlı egzoz gazları, emme manifoldundaki düşük basınçlı karışıma sızdırılmaktadır.

EGR valfı uygulamasında düzgün rölanti, düşük hız yeteneği iyileşmekte ve normal supap bindirmesine dönülmektedir.

EGR, motor performansını ve yakıt ekonomisini bir miktar kötüleştirmektedir. EGR, yakıt tüketimini bir miktar artırmakta, ancak basit, ucuz ve verimli bir metot olduğu için NOX emisyonlarını azaltmada yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kaynaklar:

• Biçen, S.; Gürel, Ö., Egzoz Emisyonlarının Hesaplanması, Tasarım Projesi, İstanbul, 2013
• Numata, A., Kumagai, T., Nagae, Y. and Osafune, S., “Increase of Thermal Efficiency and Reduction of NOX Emissions in DI Diesel Engines”, Mitsubishi Heavy Industries Ltd., 38 (3): 10-18 (2001).
• Leet, J.A., Matheaus, A. and Dickey, D.,“EGR System Integration on a Pump Line-Nozzle Engine”, SAE Paper, 980181, Warrendale, PA. 14-32 (1998).
• Lundqvist, U., Smedler, G. and Stalhammar, P., “A Comparison Between Different EGR Systems for HD Diesel Engines and Their Effect on Performance, Fuel Consumption and Emissions”, SAE Paper, 2000-01-0226, Warrendale, PA. 18-27 (2000).
• Volkswagen, “Self Study Program 336”, Volkswagen Training, Wolfsburg, 5-34 (2005).
• MAN Diesel & Turbo, Tier III Compliance, Low Speed Engines, 2012

Editör: Orkut Akar

Ekleyen: Gamze Nur Yalçın