Seminarski Rad Iz Predmeta Tehnologija Goriva i Maziva

7/24/2019 Seminarski Rad Iz Predmeta Tehnologija Goriva i Maziva

1/22

Seminarski rad iz predmeta Tehnologija goriva i mazivaStandardne metode za odreivanje kvalitete vrstih i plinovitih goriva

1. UVOD

Materije, koje se nalaze u prirodi ili se proizvode u dovoljnim koliinama, a spajanjem skiseonikom iz vazduha proizvode toplotu, koja se moe praktino i ekonomino primjeniti,zovu se goriva. Goriva se mogu deinirati i kao smjesa raznolananih spojeva u kojem uve!ini sluajeva dominiraju ugljikovodi"i ali mogu #iti prisutni i ostali elementi.

$rema porijeklu goriva mogu #iti organska i nuklearna. $o o#liku u kome se javljaju,goriva mogu #iti vrsta, teku!a ili plinovita. Goriva se primjenjuju u stanju u kakvom senalaze u prirodi ili se prethodno prera%uju, te se, prema tome dijele na prirodna i vje&taka'umjetna( goriva.

Tabela 1.Glavne vrste gorivaPRIR!"# $RI%#

&vrsta Tek'(a PlinovitaDrvo

)iljni otpa"i*reset

+ignitMrki ugalj

ameni ugalj-ntra"itkrilj"iGrait

/ata 0emni gas

%)*+T#&,# $RI%#&vrsta Tek'(a Plinovita

Drveni ugalj*resetni ugalj$olukoks od lignita

mrkog ugljakamenog ugljaoks)riketi

atrani od destila"ije drvetatresetalignita

mrkog ugljakamenog uglja

&krilja"a

Destilati katranaDestilati nateDestilati hidriranog uglja2intetina ulja3idrirana ulja

Ulja od &krilja"a-lkoholi

$linovi od destila"ije drvetatresetalignita

mrkog ugljakamenog uglja

&krilja"anate

$linovi iz generatora visokih pe!i

-"etilen

Vodonik


2/22

*ehnologija goriva o#uhvata mehaniku tehnologiju, prouava postupke koji mijenjajusamo o#lik materije, i hemijsku tehnologiju, prouava postupke kojima se mijenja ne samoo#lik ve! i sastav materije. Gorivo oslo#a%a energiju hemijskom reak"ijom kao &to je izgaranje 'oksida"ija( ilinuklearnom reak"ijom kao &to je nuklearna uzija.

$rilikom sagorijevanja goriva daju toplotu koja se mjeri u kalorijama. alorija je koliinatoplote koja je potre#na da se jedan kilogram vode zagrije za jedan stepen. Ova koliinatoplote zove se jo& i kilogram kalorija.oliina toplote koja nastaje sagorijevanjem, a odnosi se na jedini"u teine ili normalnezapremine nekog goriva, zove se toplotna mo! goriva. 4azlikujemo gornju i donju toplotnumo!.

U svakom gorivu ima sagorivih i nesagorivih dijelova. U vrstim i tenim gorivimanesagorivi dio ini pepeo, a u plinovitim nesagorivi dijelovi jesu plinovi koji ne sagorijevaju'ugljen dioksid, azot(. Od odnosa sagorivih i nesagorivih dijelova zavisi kvalitet goriva.Ukoliko jedno gorivo ima vi&e sagorivih materija dati !e ve!u toplotu, daleko ve!i #rojkalorija.

1


3/22

5. 6V42*- GO47V-

5.1 $ostanak uglja

O postanku uglja postojala su razliita mi&ljenja i pretpostavke. *okom vremena usvojenojetumaejne koje, na osnovu dosada&njih naunih ispitivanja, izgleda najvjerovatnije.7spitivanja uglja dovela su do slijede!ih rezultata o nainu postanka uglja

1. Ugalj je postao od materija organskog porijekla

5. Ove organske materije postale su, uglavnom, raspadanjem #iljaka, ali isto tako i odivotinjskih ostataka

8. $rema osta"ima u uglju, kao i na osnovu drugih ispitivanja, glavni materijal zastvaranje uglja #ile su kopnene #iljke

9. limatske prilike u do#a kad su ove #iljke rasle #ile su drugaije od dana&njih, pa suse prema tome i te #iljke razlikovale od dana&njih

:. Dana&nja nalazi&ta uglja su na istim mjestima gdje su postojale polazne materije zastvaranje uglja, dakle ugalj se nalazi, uglavnom, na mjestima gdje je i postao.

ada smo utvrdili porijeklo uglja, tre#amo razjasniti i kako je ugalj nastao od #iljaka iivotinjskih ostataka.Uslijed raznih okolnosti 'pomijeranja zemljine povr&ine, poplava, poara i drugo( #iljke sudo&le ispod zemljine povr&ine, tako ad je nastupilo njihovo raspadanje. ako je raspadanje

#ilo prd zemljom, vazduh nije mogao da prodire ispod, tako da je pro"es drugaije tekao odpro"esa raspadanja na vazduhu. Osim toga, pritisak je #io pove!an. $ro"es raspadanja tekaoje lagano i #iljke su se postepeno ugljenisale, daju!i na kraju ugalj.Utvr%eno je da pojedine vrste uglja pripadaju raznim geolo&kim periodima, &to znai da jeduina vremena ugljenisana od vanosti za odre%enu vrstu uglja.

5.5 0alihe uglja

O zalihama uglja u svijetu postoje samo pri#lini poda"i, koji se mogu, uglavnom, svrstati

u dvije grupe vjerovatne i utvr%ene zalihe. Ugalj se nalazi u de#ljim ili manjim slojevima pod zemljom. Ovi slojevi su u ve!oj ilimanjoj du#ini, te se zato prilikom odre%ivanja zaliha vodi rauna i o du#ini na kojoj se ovislojevi nalaze. Ugalj se vadi do du#ine od 5;;; metara.

2matra se da #i rezerve uglja mogle #iti is"rpljene za :;; < =;; godina. Me%utim, samopolovina zemljine kugle je geolo&ki ispitana tako da ove pri#line promjene mogu da seznatno promijene.

5.8 2astav uglja

Ugalj je organska materija nastala nagomilavanjem i raspadanjem uglavnom #iljnih

ostataka, mrke do "rne #oje, sa najvise 9;> anorganskih primjesa raunatih na suhu materiju.

2


4/22

2agorijevanjem ugalj razvija toplotu te ta toplota zavisi od koliine ugljika i vodonika, dakleod istog uglja.Ugalj se sastoji od slijede!ih elemenata ugljika '?(, vodonika '3(, kiseonika 'O(, te umanjim koliinama azota '/( i sumpora '2(. Me%uso#na povezanost ovih elemenata jenepoznata, jer nije dokazano kako i na koji nain su o#razovani molekuli koji sainjavaju

ugalj. Da #i se dala #lia deini"ija i izvr&ila klasiika"ija uglja, poku&alo se da se ugaljrastvara raznim rastvaraima.

*ako se uvidjelo da izvjesni rastvarai otapaju pojedine dijelove od kojih je ugalj sastavljen,pa se prema tome moe uiniti jedan pregled

1. 4astvaranje uglja u #enzolu daje #itumen5. 4astvaranje sodom daje humusne kiseline8. /erastvorljivi dio uo#iajenim rastvaraima daje ostatak uglja9. Mineralni sastoj"i ine pepeo.

Moemo re!i da svaki ugalj ima tri osnovna sastojka istu gorivu tvar '?, 3, O, 2, /( pepeo < nesagorivi dio vodu 'vlagu( < nesagorivi dio.

Gorivi sastoj"i u uglju su ?, 3 i 2 'djelimino(, neizostavno pra!eni kisikom koji ne goriali omogu!ava sagorijevanje i azotom kao indierentnim elementom u tom pogledu. /esagorivi sastoj"i su vlaga i mineralne primjese. Od omjera gorive tvari, pepela i vodezavisi kvalitet uglja. Ugljik, vodik, kisik, azot i sumpor su ugra%eni u organsku masu uglja i vezani u o#likuorganskih komponenata. Ukoliko je ugalj stariji, tj. ukoliko je due vremena ugljenisan, rastekoliina ugljenika, a opada koliina vodonika i kiseonika.

/ajznaajniji element u pro"esima sagorijevanja uglja je 'gljik. $ri sagorijevanju ugljik sespaja sa kisikom, daju!i odre%ene koliine toplote, zavisno od potpunosti sagorijevanja. Uuglju je ugljik vezan u sloene ugljikovodonine spojeve. ako je ugljik vezan u strukturuuglja moe se samo pretpostaviti. od starijih ugljeva smatra se da je ugljik vezan zaaromatske, polikondenzovane sisteme, a kod mla%ih ugljeva da je vezan u o#liku aliatskihgrupa u lan"ima. %odik u uglju moe #iti vezan za ugljik, grade!i razliite ugljikovodonine spojeve ilivezan za kisik grade!i vodu. Vodik koji je vezan za ? naziva se slo#odni i on sudjeluje u

pro"esu sagorijevanja. Dio vodika, vezan za kisik je vezani vodik i ne sudjeluje prisagorijevanju dakle #e daje toplinu, nego je ak tro&i. ,isik se u uglju op!enito moe promatrati kao nepoeljan sastojak jer vee dio ? i 3, koji

ne sagorijevaju te dolazi do smanjenja toplotne mo!i uglja. /jegov doprinos se ogleda utome &to zamjenjuje jedan dio zraka koji je potre#an za sagorijevanje. #zot se u uglju nalazi u veoma malom pro"entu i taj pro"enat ne zavisi od starosti uglja.$otie uglavnom od #jelanevina. U toku sagorijevanja on se izdvaja u elementarnom o#likui na taj nain smanjuje toplotnu mo! uglja. S'mporje u uglju dvojakog porijekla@ dijelom potie iz #iljne organske tvari, a dijelom izneorganskih spojeva iniltriranih izvana u ugalj. U uglju sumpor se susre!e u tri o#lika

u o#liku sumpornih spojeva sa metalima 'pirit, markasit( u o#liku organskih spojeva u o#liku sulatne kiseline sa kal"ijem, natrijem, magnezijem 'sulati(.

4azlikujemo sagorivi i nesagorivi sumpor. 2umpor vezan u o#liku sulata kao i dio vezan zaorgansku tvar uglja naziva se vezani sumpor. Ulazi u sastav negorivog dijela uglja 'pepeo(.

3


5/22

Dio sumpora vezan u o#liku sulata ne sagorijeva, jer je vezan za kisik, te se naziva negorivisumpor. 2lo#odni sumpor ine i sumporni spojevi sa metalima 'pirit( kao i organski spojevi.2agorijevanjem daje sumpor'7V(oksid i sumpor'V7(oksid, uz oslo#a%anje odre%ene koliinetopline. )ez o#zira &to sio sumpora oslo#a%a toplinu, sumpor je &tetan sastojak uglja, jernastali 2O5i 2O8nagrizaju metalne dijelove i zaga%uju okolinu.

Pepeoje stalni pratila" uglja. 4azlikujemo vezani pepeo, koji je vezan za strukturu uglja i ne moe se ukloniti slo#odni pepeo, nije vezan za strukturu uglja i moe se ukloniti.

$epeo ili mineralne supstan"e su op!enito nepoeljni, jer prilikom sagorijevanja u velikimsistemima mogu da izazovu neeljene posljedi"e 'stvara velike koliine &ljake(. Ve!i sadraj

pepela oteava sagorijevanje uglja, a utie i na pove!anje tro&kova transporta. 2adraj pepelaznatno varira zavisno od vrste uglja. U pepelu uglja utvr%eno je prisustvo slijede!ihelemenata #erilija, stron"ija, #arija, kal"ija, vanadija, urana, ko#alta, nikla, moli#dena,

platine, eljeza, "inka, sre#ra, olova, zlata i dr. )itno svojstvo pepela je temperatura taljenjana osnovu koje se odre%uje da li !e ili ne pepeo ppropasti kroz re&etku. %laga u ugljevima varira u &irokom intervalu od A;> kod nekih mrkih ugljeva, i do 5>kod antra"ita. Utie nepovoljno na kvalitet uglja 'pri sagorijevanju se tro&i energija naisparavanje(.

5.9 $odjela uglja

$rema hemijskom sastavu ugalj se dijeli na *reset +ignit Mrki ugalj ameni ugalj -ntra"it Grait

Tabela -. 3emijski sastav pojedinih vrsta uglja%rsta 'glja / 0 " !onja toplotna

mo( k)2kg3*reset :: < A; do A 8; < 9; 1 < 1.: 5;;;; < 59;;;+ignit A5 :.= 5=.= 1.B 5:;;; < 5C;;;Mrki ugalj A; < B; : < A 5; < 8; ;.: < 1.: 5:;;; < 5C;;;ameni ugalj B: < C; 9.: < :.: A < 1: 1.; 1.: 81:;; < 8::;;

-ntra"it C; < C= ;.1 < ;.: 5 8 ;.1 < ;.: 8::;;Grait 1;;

!rvo je jo& od nastarijih vremena sluilo ovjeku za ogrijev, pa i danas u mnogimdravama #ogatim &umama slui u iste svrhe. Drvo spada u prirodna goriva te mu jetemperatura paljenja izme%u 5;;E 9;;E. /a povr&ini voda koje ne otiu esto primje!uju se zelene esti"e koje se sastoje od sitnih

#iljaka, algi, koje se raspadaju. ad se ove esti"e sakupe u de#lju naslagu padaju na dno,odvlae!i sa so#om sitna iva #i!a 'mikroorganizme(, koja se nalaze u njima. $adaju!i nadno, od nmaslaga se stvara mulj u koji dolaze sta#ljike vodenih #iljaka. orito se polako

puni i voda prelazi u movaru, a naslage na dnu prelaze u treset.

4


6/22

*reset se prema starosti i spe"iinoj teini, raunatoj na suhi treset, dijeli na1. Mahovinasti ili konasti treset, svijetle je #olje, lake prividne spe"iine teine5. )arski ili movarski treset, mrke #oje, te&ke prividne spe"iine teine8. 2molasti ili masni treset, mrsko "rne #oje, vrlo te&ke prividne spe"iine teine9. $jegavi treset, smolastog izgleda, te ima najteu prividnu spe"iinu teinu.

2vijee izva%en treset sadri oko C;> vode, uslijed ega se ne moe upotre#ljavati kao

gorivo prije nego &to se osu&i. Ukoliko je vi&e vode ispareno treset !e imati ve!u toplotnumo! pri sagorijevanju.

4igniti mogu #iti svrstani u dvije grupe1. +igniti sa izrazito drvenkastom strukturom, koji se "ijepaju kao drvo, otvorene do

zatvorene mrke #oje, drvenastog ili &kriljastog prijeloma. $ri prelomu ne daju pra&inu.5. +igniti mrke do mrko "rne #oje, zemljastog, neravnog prijeloma, nemaju izrazito

drvenastu strukturu, te pri prelomu lako prelaze u pra&inu.

5


7/22

od mrkih 'gljeva ne vide se #iljni osta"i te su mrko "rne i "rne #oje. Dijele se u dvijegrupe

1. sjajni mrki ugalj5. tamni mrki ugalj

2jajni mrki ugalj je slian kamenom, "rne je #oje, ko"kastog do &kpljkastog prijeloma.2astoji se, uglavnom, od preostalih materija koje su sainjavale drvo.*amni mrki ugalj je vrst, mrko "rne #oje, ne ostavlja taman trag, te ima &kriljast ili &loljkast

prijelom.

6


8/22

$odjela kamenog 'glja vr&i se prema la#oratorijskim ispitivanjima, a za razvrstavanje seuzimaju slijede!e oso#ine sadraj isparljivih materija, izgled i vrstina koksa, pro"entnadimanja pri destila"iji, duina plamena pri sagorijevanju, sadraj ugljika i vodika.$rema +e ?hatelieru kameni ugalj se dijeli na

1. 2uhi kameni ugalj5. Masni kameni ugalj s dugim plamenom 'gasni ugalj(8. Masni kameni ugalj s kratkim plamenom 'koksni ugalj(9. $osni kameni ugalj s kratkim plamenom

:. -ntra"itada se pogleda komad kamenog uglja, kod izvjesnih vrsta, mogu se razlikovati pojedinidijelovi. 2jajni dio kamenog uglja naziva se vitren ili vitrit, dio #ez sjaja diren ili durit, a tre!idio je konastog izgleda i zove se izen ili izit.

#ntra5itje sivo "rne #oje, z#ijen i vrst. Od svih vrsta ugljeva ima najve!u z#ijenost ivrsto!u. $od mikroskopom se vide dijelovi koji potvr%uju da je postao od #iljaka, kao ikameni ugalj.

7


9/22

8. *F3/76- -/-+70- UG+FV-

Ovom analozom odre%uje se sadraj vlage, pepela, sumpora, isparljivih matrija i koksa kaoi toplotna mo!. Ova analiza o#uhvata najvanije parametre od kojih ovisi praktinavrijednost uglja kao goriva.

8.1 Odre%ivanje vlage

Voda 'vlaga( je vrlo znaajan sastojak uglja jer je ima preko :;> od "jelokupne maseuglja. Ona je od pose#nog interesa ne samo sa tehnolo&kog gledi&ta nego i sa naunog.2matra se da je voda odigrala veliku ulogu u organskom pro"esu, u promjeni materije od

#iljaka do uglja, te se smatra da je voda doprinjela dana&njem izgledu uglja. Voda se provlaiod prvo#itnog stvaranja ugljene materije pa sve do njenog povratka u ?O5.U uglju postoje dvije vrste vlage

1. spolja&nja ili gru#a vlaga5. unutra&nja ili hidroskopna vlaga

valitet uglja vezan je za koliinu vlage.

Gru#a vlaga se odre%uje iz 1 kg uzorka koje se su&i na limu sa uzdignutim ru#om. 2u&enjese vr&i do konstantne mase u prostoriji, ija je temperatura 5;E?, a relativnavlanost :;>.Mjerenje se vr&i poslije svakih 59 sata su&enja, sve dok razlika izme%u dva uzastopnamjerenja ne #ude manja od ;.: g. 4azlika izme%u prvog i posljednjeg mjerenja pomnoena sa1;; daje pro"enat gru#e vlage. Metod oodre%ivanja sadraja gru#e vlage deinisan jestandardom -2*M D 88;5.

uglja

gG

GW%

1;;=

3igro vlaga se odre%uje tako da se od prosjenog uzorka odmjeri 1 g kji se su&i C; minutau su&ni"i koja je zagrijana na 1;:E?. /akon su&enja se vr&i vaganje i razlika masa prije i

8


10/22

poslije daje nam sadraj higro vlage u uzorku. Metod odre%ivanja sadraja higro vlagedeinisan je standardom )-2 72O :;A=.

uglja

hgG

GW%

1;;=

Ukupna vlaga se odre%uje iz gru#e i hidroskopne vlage raunskim putem. Metododre%ivanja sadraja ukupne vlage deinisan je standardom -2*M D 88;57D 88;5M;C.

hggukupno WWW +=

8.5 Odre%ivanje pepela

$ro"enat pepela se odre%uje tako da se od prosjenog uzorka odmjeri 1g koje se stavlja ukvar"ni loni! i ari se u elektrinoj ppe!i. Harenje se vr&i postepeno do 5;;E?, dok se neispari vlaga, a kada se ispari vlaga temperatura se povisuje na =1;E?. $ostepeno arenje traje8; minuta, a arenje na =1; E? traje A; minuta. $osuda se poslije arenja ohladi u eksikatoru,hla%enje traje A; minuta, a poslije toga se mjeri. 4azlika izme%u poetne mase uzorka i masenakon arenja pomnoena sa 1;; predstavlja sadraj pepela izraen u pro"entima.Mjerenje se vr&i na analitikoj vagi tanosti ;.1 mg. Odre%ivanje sadraja pepela deinisano

je metodom )-2 72O 11B1.

ugljaG

GPe%

1;;=

8.8 Odre%ivanje isparljivih materija koksa

Ovo odre%ivanje se vr&i spaljivanjem uglja #ez prisustva vazduha u pose#nim visokimkvar"nim loni!ima sa poklop"em na temperaturi C;;E?. Odre%ivanje sadraja isparljivihmaterija odre%en je standardom )-2 72O :;B11.

8.9 Odre%ivanje ukupnog sumpora

Ukupni sumpor se odre%uje gravimetrijskom metodom, tzv. metoda sa Ies"hkaJ smjesom.U por"ulanskom loni!u odmjeri se 1 g uzorka i izmje&a se sa 8 g IFs"hkaJ smjesom, a zatim

se ova sjesa pokrije sa jo& 1 g IFs"hkaJ smjese 'IFs"hkaJ smjesa je mje&avina dva dijelamagnezijum oksida i jednog dijela #ezvodnog natrijum kar#onata(. Ovako spremljena pro#ase ari dok se ne izvr&i potpuno sagorijevanje uzorka. Ohla%enu sadrinu loni!a tre#a spratikvantitativno u a&u sa 1:; ml vru!e destilovane vode, te dodati nekoliko kapi vodoniksuperoksida ili #romne vode, zatim prokuhati i kvantitativno pro"ijediti u istu a&u. 4astvorse zakiseli sonom kiselinom i prokuha dok se ne razori vodonik superoksid, odnosno dok sene otpari vi&ak #roma. 0atim se, dodavanjem 1; ml 1;>nog rastvora kljualog #arijumhlorida, taloi sumpor u o#liku #arijum hlorida, taloi sumpor u o#liku #arijum sulata iostavi da stoji na toplom mjestu. /akon tri sata sadrina a&e pro"ijedi se kvantitativno krozilter papir 'plava traka(. *alog #arijum sulata ispre se kvantitativno vrelom destilovanomvodom, su&i, ari u por"ulanskom loni!u, hladi u eksikatoru i mjeri. *eina #arijum sulata

pomnoena sa 1;; i aktorom za sumpor ';.18BC( daje pro"enat ukupnog sumpora. Ovajmetod je zasnovan na standardu )-2 72O 889.

9


11/22

1;;9

=

ugljaG

FGS%

BaSO

ukupni

8.: Odre%ivanje vezanog sumpora

Vezani sumpor se odre%uje gravimetrijskom metodom. 0a odre%ivanje vezanog sumporatj. sumpora u pepelu uzme se 1 g uglja i ari u kvar"nom loni!u 1 sat na temperaturi B:;E?.$epeo koji se do#ije poslije arenja rastvori se u 5; "m 8kon"entrovane 3?l i u par kapi35O5, te se uparava na pje&!anoj kupelji do suha. 2uho ostatak se rastvara u 1:; "m8topledestilovane vode i na toplom se taloiu amonijakom, 11, te se iltrira kako #i se odvojilagrupa 45O8. po&to se ispari vi&ak amonijaka, vru! talog se #rzo iltrira. Kiltrat se zakiseli sa3?l i dodaje se 1; "m8)a?l5, u kiseloj sredini dolazi do taloenja sumpora u o#liku )a2O9.*alog se iltrira i ari i njegova teina se mnoi sa 1;; i sa aktorom za sumpor, te tako

do#ijamo pro"enat vezanog sumpora. Metod je zasnovan na standardu -2*M D 1B:B.

1;;9

=

ugljaG

FGS%

BaSO

vezani

8.A Odre%ivanje sagorivog sumpora

0a odre%ivanje sagorivog sumpora koristi se volumetrijska metoda. Odre%uje se u 2ojteaparatu, tako da se ugalj spaljuje na =1:E? u struju kiseonika. 2agorivi plinovi se hvataju uispirali"i sa hidrogenom, a nastala koliina se titri&e sa /aO3. Ovo se radi u struji kiseonika.

O#ino se sagorivi sumpor do#ija iz razlike ukupnog i vezanog sumpora.

1;;1;

=

ugljaG

TFNNaOH.mlS% NaOHsagor ivi

1;;;

1;5

.S

T

=

8.B 7zraunavanje sadraja azota

-zot se odre%uje gasno volumetrijski. Da #i se izraunao pro"enat azota iz "m8oitanoggasa, tre#a voditi rauna o temperaturi na kojoj se analiza radi i ona tre#a da je pri#lino

5:E?. Metod je zasnovan na standardu -2*M D :8B8;=.

vl

uglja

N FG

FVN%

=

1;;

;;119;

5:

.V

MTF

!ml

NN ==

8.= Odre%ivanje toplotne vrijednosti

Vrijednost goriva se op!enito "ijeni prema njegovoj toplotnoj vrijednosti. *oplotnavrijednost nekog goriva je ona koliina topline koju daje 1 kg vrstog goriva i o#ino seizraava u kLkg.

od goriva se razlikuje gornja toplotna vrijednost '3g( i donja toplotna vrijednost '3d(.Gornja toplotna vrijednost je ona koliina toplote koja nastaje potpunim sagorijevanjem 1 g

10


12/22

goriva, ako se produkti sagorijevanja ohlade na temperaturu od 5:E? i ako se nastala vodanalazi u tenom stanju. Donja kalorina vrijednost je ona koliina toplote koja nastaje

potpunim sagorijevanjem 1g goriva, ako se produkti sagorijevanja rashlade na temperaturuod 5:E? i ako se nastala voda nalazi u parnom stanju. Donja toplotna vrijednost goriva manja

je od gornje toplotne vrijednosti upravo za vrijednost toplote potre#ne za isparavanje vode

koja se nalazila u gorivu.od odre%ivanja toplotne vrijednosti goriva u aparatu do#iva se vrijednost za gornju toplotnuvrijednost, jer se nastala voda kondenzuje. Da #i se odredila donja toplotna vrijednost morase odrediti nastala koliina vode. O#zirom da se u uglju, kojem se odre%uje toplotnavrijednost, nalazi sumpor i azot, koji stvaraju sumpornu i azotnu kiselinu u kalorimetrijskoj

#om#i, potre#no je znati pro"enat tih elemenata kako #i izvr&ili korek"iju gornje toplotnevrijednosti.*oplotna vrijednost se odre%uje na adija#atskom kalorimetru 'nema izmjene topline saokolinom( sa poznatom vodenom vrijedno&!u. $od vodenom vrijedno&!u kalorimetrijskogsistema podrazumjeva se ona koliina toplote koja je potre#na da #i se temperatura mjernogsistema pove!ala za jednu toplotnu jedini"u. Vodena vrijednost se odre%uje kada se postavi

novi kalorimetar, zatim u periodinim vremenskim intervalima 'najvi&e A mjese"i(. Vodenavrijednost kalorimetra jednaka je z#iru svih vodenih vrijednosti svih dijelova ure%aja kojiimaju ue&!a u promjeni temperature. Vodena vrijednost kalorimetra se odre%ujesagorijevanjem standardne supstan"e sa poznatom kalorinom vrijedno&!u. O#ino se za ovusvrhu koristi #enzojeva kiselina. *re#a izvesti najmanje : odre%ivanja vodenih vrijednosti

pod uslovom da njihova razlika ne pre%e :: L.

"FG

#$H

uglja

g

=

#

eHM$

en&gen +=

HW!HH g' CA +=

gdje je? < vodena vrijednost M#en< molekulska masa #enzojeve kiseline* razlika temperature 3g #en< gornja toplotna mo! #enzojeve kiselineGuglja< odvaga ugljaK < aktor za dostavno stanje < ukupna vlaga3 < pro"enat vodonika < korek"ija za sumpor, azot i i"u za spaljivanje

8.=.1 $ostupak odre%ivanja toplotne vrijednosti

U kvar"ni loni! odvagamo 1 g uzorka. U kalorimetrijsku #om#u se stavlja : ml vode kojaslui za o#razovanje sumporne i azotne kiseline. U loni! sa uzorkom se zaroni nikelinskai"a duine 1; "m i prenika ;.1 mm. Hi"a se vee za elektrode. )om#a se zatvori i napunikiseonikom do 8; #ara i smjesti se u posudu sa vodom koja se zatim stavlja u kalorimetar i

propisno se zatvori. /akon 1; minuta, kada se izjednae temperature #om#e, vode, mje&ali"ei posude, vr&i se prvo itanje temperature i vr&i se paljene uzorka. /akon paljenja, uzoraksagorijeva i oslo#a%a koliinu toplote koja prelazi sa #om#e na vodu. 1; minuta nakon

paljenja uzorka ponovo oitamo temperaturu. 7z razlike temperatura zavr&nog i poetnog

perioda izraunava se koliina toplote oslo#o%ene prilikom sagorijevanja 1 g uzorka. Ovajmetod je zasnovan na standardu )-2 72O 1C5=.

11


13/22

8.C 7zraunavanje rezultata

O#rada podataka i izraunavanje rezultata ura%enih analiza vr&i se po standardnojmetodologiji koja se zasniva na standardu )-2 72O 11B;.

Tabela 6. 2tandardi za odre%ivanje pojedinih svojstava ugljaSvojstvo Standard

2adraj gru#e vlage -2*M D 88;52adraj higro vlage )-2 72O :;A=2adraj ukupne vlage -2*M D 88;57D 88;5M;C2adraj ukupnog sumpora )-2 72O 8892adraj vezanog sumpora -2*M D 1B:B2adraj sumpora odre%en 74 spekrometrijom )-2 72O 1C:BC

2adraj ugljika, vodika i azota 'na aparatu( -2*M D :8B8;=2adraj pepela )-2 72O 11B1Odre%ivanje gornje i donje toplotne mo!i )-2 72O 1C5=2adraj isparljivih materija )-2 72O :;B117zraunavanje rezultata analize uglja )-2 72O 11B;

12


14/22

. $+7/OV7*- GO47V-

9.1 Op&ta podjela plinovitih goriva

Tabela 7. $odjela plinovitih gorivaPlinovi od vrstih

gorivaPlinovi od tenih

gorivaPrirodni plinovi Plinovi nesagorivih

materija$linovi od destila"ijeNdestila"ija na niskimtemperaturama'9:;::;E(@Ndestila"ija na visokimtemperaturama'temperatura destila"ije

iznad "rvenog usijanja(

3ladni plinovi svazduhomNplin od #enzina ivazduhaNplin od #enzola ivazduha

Metan0emni plin)arski plin

-"etilenVodonik

$linovi od

raspadanja tenihgoriva na vi&imtemperaturamaNuljani plinNmasni plin

$linovi od gaziika"ijesla%i gasoviNplinovi iz visokih pe!iNgeneratorski plinNmond plin)vo'eni gasoviNkar#urirani plinNmije&ani vodeni plinNplavi vodeni plin

9.5 0emni plin

13


15/22

0emni plin se do#ija iz zemljine unutra&njosti. 2astavljen je uglavnom od ugljikovodikametan, etan, sa manjim sadrajem drugih spojeva, azota, helijuma, ugljik '7V(oksida isumpor '7V(oksida. U njemu mogu #iti otopljeni i neki vi&i teku!i ugljikovodi"i kao &to suheptan i pentan.

/alazi&ta zemnih plinova ima po "ijelom svijetu, u manjoj ili ve!oj koliini. /aroito suvelika nalazi&ta zemnih plinova pored nalazi&ta nate. 0emni plinovi se mnogo upotre#ljavajuza industrijske svrhe i kao gorivo, uslijed ega se vode kroz "ijevi na velike udaljenosti, odvi&e stotina kilometara, pod pritiskom od :.: M$a.2agorive materije u zemnom plinu iznose =; < C:>, dok koliina azota moe #iti jako

promjenjiva, ak i do C=> u nekim sluajevima.U nekim zemnim plinovima nalaze se i male koliine helijuma, koji ima primjenu u

petrohemijskoj industriji, kao i za punjenje vazdu&nih #alona umjesto vodonika.2 o#zirom na #roj atoma ugljikovodonika zemni plin se dijeli na

1. suhi zemni plin 'mala koliina ugljikovodonika s ve!im #rojem atoma(5. mokri 'vlani( zemni plin 've!a koliina ugljikovodonika s ve!im #rojem atoma(

2astav zemnog plina je slijede!i metan A: < C5 mas.>, etan 5A < A mas.>,propan = < 1mas.>, #utan ;.A < ;.1 mas.>. u zemnom plinu pose#no je nepoeljno prisustvougljik'7V(oksida, sumporvodonika i vode, koji sa vodenom parom mogu da o#razujukristalne hidrate po vodovima ure%aja, a mogu da izazovu i korozivno dejstvo. Danas je naraspolaganju vi&e metoda za uklanjanje ovih sastojaka.

9.8 Metan

Metan moe #iti prirodno plinovito gorivo, a moe se do#iti i od plinova koji nastajuprilikom destila"ije uglja, gaziika"ije, prerade nate itd.Od metana se moe do#iti niz hemijskih proizvoda koji imaju svoju primjenu u industriji. 2ahlorom metan daje slijede!e proizvode?39 ?l5P ?l?38 3?l 'metilhlorid(?38?l ?l5 P ?l5?35 3?l 'metildihlorid(?35?l5 ?l5P ?3?l8 3?l 'hloroorm(?3?l8 ?l5P ??l9 3?l 'tetra hlor ugljenik(Od metana se moe do#iti i metil alkohol, a da #i se iz#jegao gornji pro"es, hloriranje se vr&i

u prisustvu katalizatora 'aktivni ugalj(. /a ovaj nain do#ija se metil hlorid, koji sa kal"ijumhidroksidom daje metil alkohol.

14


16/22

$itanje metana kao sirovine ne stvara nikakve tro&kove, jer ima razliitih izvora za do#ijanjemetana 'do#ija se i #iohemijskim putem, aspadanjem organskih materija(.Metan se moe upotre#ljavati kao motorno gorivo. Motoru metan daje #oji uinak jer semije&a s vazduhom #olje nego tena goriva, koja n ispare u potpunosti nego im kaplji"edjelimino ulaze u motor.

Glavne oso#ine metana kao motornog goriva su nema te&ko!e kod polaska vozila, laka jemanipula"ija, ne prlja ulja te je potro&nja ulja malam dopu&ta ve!u kompresiju u motoru.

Metan je vano gorivo za proizvodnju elektrine struje u elektranama, ili za pogonplinskihtur#inaili za grijanje pare u kotlovima. -ko usporedimo metan sa drugim ugljikovodi"ima,koje koristimo kaogorivo, metan stvara manje ?O5po jedini"i do#ivene energije. 2a =C1kLmol, metan ima manju toplinu izgaranja, od svih drugih ugljikovodika, ali ako gausporedimo sa njegovommolekularnommasom '1A gLmol(, onda metan ima najve!u toplinuizgaranja po jedini"i mase '::,B kLg(, od svih ugljikovodika.

7straivai u/-2-i poku&avaju koristiti metan za pogonraketnihmotora. $rednost #i #ila&to #i se metan mogao prona!i na mnogim mjestima u 2unevom sistemu, pa #i se mogaoiskoristiti za povratak na 0emlju, sa planeta ili mjese"a.

/edavno, metan se poeo uspje&no koristiti za proizvodnju elektrine energijeu jednomstarom napu&tenomrudnikuugljena.

9.9 -"etilen

15
http://hr.wikipedia.org/wiki/Elektranahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbinahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbinahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kotaohttp://hr.wikipedia.org/wiki/Gorivahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Gorivahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Molekulahttp://hr.wikipedia.org/wiki/NASAhttp://hr.wikipedia.org/wiki/NASAhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Raketahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Rudnikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljenhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljenhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbinahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbinahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kotaohttp://hr.wikipedia.org/wiki/Gorivahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Molekulahttp://hr.wikipedia.org/wiki/NASAhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Raketahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Rudnikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljenhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrana


17/22

-"etilen nastaje uti"anjem vode na kal"ijum kar#id. od ovog pro"esa javljaju se a"etilen ikreno mlijeko kao ostatak. 4eak"ija je slijede!a?a?5 535OP ?535 ?a'O3(5al"ijum kar#id do#ija se od mje&avine krenjaka i koksa u elektrinim pe!ima.

-"etilen se moe do#iti jo& i od metana, kada se metan pu&ta da struji preko elektrinog luka.-"etilen danas slui za osvjetljavanje, zavarivanje metala i u hemijskoj industriji kao vanasirovina za do#ijanje sintetinog kauuka, raznih ugljikovodonika itd.Oso#ina a"etilena, da razvija veliku koliinu toplote prilikom sagorijevanja, uinila je da suse vr&ila mnogo#rojna ispitivanja za primjenu a"etilena za motorna goriva. 7spitivanja su dalado#re rezultate, ali je transport otean, jer se a"etilen mora transportovati u eli!nim #o"ama

pod velikim pritiskom.Od a"etilena se mogu do#iti nezasi!eni ugljikovodi"i koji slue za do#ijanje alkohola i tenihgoriva.-"etilen je plin #ez #oje , koji se na ;E i pod pritiskom od 51.: atm pretvara u tenost.Me%utim, pod pritiskom od 8 atm ve! nastaje samozapaljivost. -"etilen se rastvara u

mnogim tenostima, a naroito u a"etonu. 4astvoren u a"etonu, a"etilen moe izdratipritisak i do 1: atm.

9.: Vodonik

Vodonik se do#ija na razne naine@ djelovanjem kiselina na metale, elektolitikimraspadanjem kiselina, #aza, soli, zatim iz uglja, kao i iz vodenog gasa, raspadanjemugljikovodonika itd.6isti vodonik se upotre#ljava za razne hemijske sinteze amonijak, tena goriva, raznahmijska jedinjenja, a osim toga i za zavarivanje i punjenje #alona.U dravama koje raspolau jetinom elektrinom energijom do#ijanje vodonika vr&i seelektolizom soli ili elektrolizom vode, pri emu se do#ija vodonik i kiseonik u veoma istomstanju.0a do#ijanje vodonika slui vodeni gas, te se ta metoda danas najvi&e upotre#ljava.ao gorivo, vodonik se upotre#ljava za topljenje te&ko topljivih metala i kvar"a, zatim zazavarivanje i sjeenje metala.ao pogonsko gorivo vodonik se ne primjenjuje, ali mnogi strunja"i su uvjereni da !e unajskorijoj #udu!nosti #iti primjenjen i za pogon.

2matra se jednim od energenata #udu!nosti, veoma je rasprostranjen i relativno lako sedo#ija. 7zgara #ez &tetnih plinova, a rezultat oksida"ije su toplotai voda. Moe se koristitikao gorivoza gorive !elije ili direktno u kotlovima za do#ijanje vodene pare, kao pogonskogorivo toplotnih motora.

16
http://bs.wikipedia.org/wiki/Toplotahttp://bs.wikipedia.org/wiki/Vodahttp://bs.wikipedia.org/wiki/Gorivohttp://bs.wikipedia.org/wiki/Toplotahttp://bs.wikipedia.org/wiki/Vodahttp://bs.wikipedia.org/wiki/Gorivo


18/22

9.A Vodeni plin

$lin koji nastaje uti"anjem vodene pare na ugljik ili prvenstveno na vrste materije kojesadre ugljik, na visokoj temperaturi, zove se vodeni plin. ada se pusti vodena para nauareni ugalj, nastaje voodeni plin, koji se sastoji uglavnom od vodonika i ugljen monoksida.Voda se pod uti"ajem visoke temperature raspada na kiseonik i vodonik. iseonik se spaja saugljikom daju!u ugljen monoksid i mije&a se sa vodonikom. ako na ugalj dolazi vazduh,kiseonik iz vazduha se tako%er vezuje sa ugljiko i daje ugljen dioksid, a azot ostajenepromjenjen. *ako vodeni plin sadri i azot i ugljen dioksid.

Vodeni plin je prona%en 1B=;. godine, a praktino je primjenjen 1=5A. godine, kao plin zaosvjetljenje 'u Fngleskoj(, pomije&an s parama ugljikovodonika 'naltalina(. Me%utim, tek1=:C. godine vodeni plin je poeo da se proizvodi u ve!im koliinama.$rilikom proizvodnje vodenog plina potre#no je dovoditi toplotu, kako #i se izvr&io hemijski

pro"es, a to se postie sagorijevanjem jednog dijela goriva. *oplota koja je potre#na zaproizvodnju vodenog gasa proizvodi se u generatorima, mada se nastoji da se toplota dovodispolja, izvan generatora, jer #i u tom sluaju proizvodnja i&la neprekidno. Generatori za

proizvodnju vodenog plina rade s prekidima, tj. diskontinuirano.*oplotna mo! vodenog plina iz generatora iznosi oko 5B;; kalorija po 1 m8.Vodeni plin koji se do#ija duvanjem vodene pare na uareni koks, sagorijeva plaviastim

plamenom, z#og ega je on poznat i pod nazivom plavi plin.

9.B 2tandardi za plinovita goriva

17


19/22

!I" 8198: proraun kalorine vrijednosti, gusto!e, relativne gusto!e i o##e indeksa istihplinova i plinskih mje&avina.

IS ;6


20/22

A. +7*F4-*U4-

1. 7nternet strani"a QQQ.Qikipedia.org

5. asminka 2adadinovi! '5;;=(, Organska tehnologija, -rs graika, *uzla

8. Hivojin D. $roti! '1C9C(, 3emijska tehnologija goriva, 7ndustrijska knjiga, )eograd

19


21/22

B. 2-D4H-

1 Uvod ......................................................................................................................................15 6vrsta goriva ......................................................................................................................... 8 5.1 $ostanak uglja ...................................................................................................................8 5.5 0alihe uglja .......................................................................................................................8 5.8 2astav uglja .......................................................................................................................8 5.9 $odjela uglja ......................................................................................................................:8 *ehnika analiza ugljeva ........................................................................................................C

8.1 Odre%ivanje vlage .............................................................................................................C 8.5 Odre%ivanje pepela ...........................................................................................................C 8.8 Odre%ivanje isparljivih materija < koksa ........................................................................1; 8.9 Odre%ivanje ukupnog sumpora .......................................................................................1; 8.: Odre%ivanje vezanog sumpora ........................................................................................1; 8.A Odre%ivanje sagorivog sumpora .....................................................................................11 8.B 7zraunavanje sadraja azota ...........................................................................................11 8.= Odre%ivanje toplotne vrijednosti .....................................................................................11 8.=.1 $ostupak odre%ivanja toplotne vrijednosti ...................................................................15 8.C 7zraunavanje rezultata ...................................................................................................189 $linovita goriva ....................................................................................................................19

9.1 Op&ta podjela plinovitih goriva .......................................................................................19 9.5 0emni plin .......................................................................................................................19

20


22/22

9.8 Metan ..............................................................................................................................1: 9.9 -"etilen ...........................................................................................................................1A 9.: Vodonik ...........................................................................................................................1B 9.A Vodeni plin ......................................................................................................................1= 9.B 2tandardi za plinovita goriva ..........................................................................................1=

: 0akljuak ..............................................................................................................................1CA +iteratura ..............................................................................................................................5;

Documents

Seminarski Rad Iz Predmeta Tehnologija Goriva i Maziva