Glosario
Residuo sólido (carbono)
Humedad de residuos sólidos (carbono). El contenido de humedad se determina secando la muestra de combustible a una temperatura específica y calculando el contenido de humedad a partir de la pérdida de masa. Este indicador es un parámetro de calidad importante, ya que un mayor contenido de humedad en el residuo sólido conduce a una disminución del calor de combustión, una disminución de la fluidez, la congelación del carbón en invierno y, por lo tanto, reduce su costo. El combustible que ha entrado en la cámara de combustión se seca rápidamente y la humedad que contiene se convierte en vapor de agua sobrecalentado. Parte del calor se gasta en la evaporación y el sobrecalentamiento de la humedad, como resultado de lo cual la temperatura del soplete en la cámara de fusión disminuye. Esta disminución de temperatura puede ser muy significativa, ya que se gasta mucho más calor en la evaporación de la humedad que en el calentamiento, la fusión y la evaporación parcial de las cenizas.
El contenido de cenizas del residuo sólido (carbono) se determina quemando combustible (incinerando) con libre acceso de aire y calcinando el residuo de ceniza hasta un peso constante a una determinada temperatura. Los combustibles sólidos siempre contienen impurezas minerales no combustibles, que incluyen calcio, carbonatos de magnesio, yeso, pirita y elementos raros. Cuando se quema el combustible, la parte no quemada de las impurezas minerales forma cenizas que, según su composición, pueden ser refractarias o de bajo punto de fusión, fluidas o fundidas. Las impurezas minerales deterioran la calidad del carbón, reducen el calor de combustión y aumentan el consumo de combustible por unidad de producción.
El rendimiento de componentes volátiles se define como la diferencia entre la pérdida de masa y humedad por calentamiento. Con base en los valores del rendimiento de sustancias volátiles y las características del residuo no volátil, es posible estimar de manera aproximada la capacidad de apelmazamiento de los carbones, así como predecir el comportamiento del combustible en los procesos tecnológicos de procesamiento y proponer métodos de combustión racionales.
Calor de combustión : calor liberado después de la combustión completa de combustible sólido en oxígeno. El calor de combustión es el indicador más importante de la calidad del combustible generador de energía y caracteriza el valor calorífico del combustible.
El azufre en el residuo sólido (carbono) se determina mediante análisis de fluorescencia de rayos X. Cuando se queman combustibles, se liberan en forma de SO2, contaminando y envenenando el medio ambiente y corroyendo las superficies metálicas, y reduce el calor de combustión de los combustibles. La elección del uso de combustibles depende a menudo de su contenido total de azufre.
La composición química del residuo sólido (carbono) se determina mediante microscopía electrónica de barrido con análisis químico de sonda electrónica.
Gas de pirólisis
La determinación de la composición cualitativa (componentes del gas) y cuantitativa (porcentaje) permite calcular el poder calorífico (calor de combustión) de la mezcla de gases y se lleva a cabo mediante el método de cromatografía gas-líquido.
El calor de combustión es la característica más importante del potencial energético y la eficiencia económica del uso de productos gaseosos del procesamiento de residuos de pirólisis como combustible. Cuanto mayor sea el poder calorífico del combustible, menor será el consumo de combustible.
Selección de un sistema de limpieza y neutralización de gases de combustión
Determinación de partículas sólidas
Determinación de clorhidrato
Determinación de hidrofluoruro
Determinación de dióxido de azufre
Determinación de metales pesados
Determinación de mercurio
Determinación de carbonos aromáticos policíclicos
Purificación y clarificación de aceites usados y combustibles de calidad inferior.
La selección de sorbentes y la selección de su composición granulométrica es de gran importancia en el desarrollo de métodos para limpiar y clarificar aceites usados y combustibles de calidad inferior.
Composición granulométrica : el contenido relativo de partículas de diferentes tamaños en un material sólido, caracterizado por el rendimiento como porcentaje de la masa. Para determinarlo, use el método del tamiz.
Productos liquidos
La composición fraccionada es una característica definitoria al establecer el alcance de aplicación de un líquido de pirólisis: una mezcla multicomponente de hidrocarburos de diversas composiciones.
En condiciones industriales y de laboratorio, la destilación se lleva a cabo a un punto de ebullición en constante aumento. Esto permite la separación de componentes líquidos en fracciones, que se caracterizan por un cierto rango de temperatura (punto de inicio y final de ebullición).
La destilación atmosférica del líquido de pirólisis permite aislar las siguientes fracciones, que hierven a temperaturas de hasta 350 ° C:
fracciones ligeras (petróleo, gasolina): desde el comienzo de la ebullición hasta 140 ° С;
fracciones medias (nafta, queroseno, diesel) - 140 ° С a 350 ° С;
El estudio de la composición fraccional del líquido de pirólisis obtenido en el proceso de procesamiento de residuos (residuos sólidos, plásticos, neumáticos de automóvil, etc.) permite evaluar la posibilidad de obtener productos potenciales comercializables (disolventes, combustibles de motor, similares al diésel). y gasolina) y para determinar el área de su aplicación.
2. La densidad es una propiedad fisicoquímica del combustible, que muestra la gravedad específica, es decir, la cantidad de masa por unidad de volumen.
Por la densidad del combustible, se puede juzgar aproximadamente su composición de hidrocarburos, por lo que las parafinas tienen la densidad más baja y los compuestos nafténicos tienen la densidad más alta. Cuanto mayor sea el contenido de fracciones pesadas en el combustible, mayor será su densidad y, en consecuencia, cuantas más fracciones ligeras, menor será la densidad. Además, la densidad del combustible también se ve afectada por el porcentaje de componentes de alto octanaje: alcoholes y éteres.
3. La fracción de masa de agua se determina mediante el método basado en la destilación cuantitativa del agua recogida en el receptor-trampa del producto analizado. El agua en el líquido de pirólisis y los combustibles puede estar en estado libre, en emulsión y disuelto (higroscópico). La presencia de agua en el combustible es inaceptable, ya que a bajas temperaturas se forman cristales de hielo que pueden interrumpir el suministro de combustible al motor. Además, el agua es una de las causas de corrosión en los conjuntos combustibles.
4. El contenido de impurezas mecánicas consiste en determinar la masa de impurezas mecánicas atrapadas por los filtros cuando el producto de prueba pasa a través de ellos.
La presencia de piezas de precisión en el equipo de combustible impone mayores requisitos sobre la pureza de los combustibles: no deben contener impurezas mecánicas, que son de mayor dureza y provocan un mayor desgaste de las piezas del motor. Las impurezas son especialmente dañinas para las bombas de combustible de alta presión, bombas-inyectores, inyectores.
5. El contenido de ácidos y álcalis solubles en agua caracteriza la corrosividad del combustible y se determina extrayendo ácidos y álcalis de los productos petrolíferos con agua o una solución acuosa de alcohol y determinando el valor de pH del extracto acuoso con un medidor de pH.
Se comprueba la presencia de ácidos y álcalis solubles en agua para su completa ausencia, ya que son electrolitos y provocan corrosión química. Los productos de la corrosión pasan al combustible y obstruyen los filtros y otros equipos de combustible.
6. La fracción másica de hidrocarburos aromáticos se determina tratando el producto de prueba con ácido sulfúrico, que reacciona con hidrocarburos insaturados y aromáticos.
Este indicador le permite controlar el contenido de hidrocarburos aromáticos en el combustible, cuya composición química determina sus principales propiedades tecnológicas y ambientales. La presencia de hidrocarburos aromáticos en las fracciones de gasolina puede incrementar el índice de octano y contribuir a una combustión más completa y uniforme de la mezcla aire-combustible. Sin embargo, con su mayor contenido en fracciones de gasolina y diésel bajo la influencia de altas temperaturas, los hidrocarburos aromáticos sufren transformaciones oxidativas y son la principal fuente de depósitos de carbono, también con un mayor contenido de "aromáticos", el rendimiento de productos tóxicos en el Los gases de escape aumentan, la emisión de óxidos de nitrógeno nocivos también depende del volumen de hidrocarburos aromáticos.
7. Prueba en una placa de cobre - un indicador que determina la corrosividad del combustible, dependiendo del contenido total de compuestos activos de azufre (mercaptanos, sulfuro de hidrógeno, azufre libre ) a temperaturas elevadas . La esencia de la prueba es el efecto del combustible en una placa de cobre pulida limpia durante un tiempo y temperatura específicos.
La aparición en la placa de películas o depósitos de color negro, gris o marrón oscuro, o puntos negros, es un signo de la presencia de azufre libre o compuestos de azufre activo en el combustible.
8. La determinación del contenido de azufre se realiza mediante espectroscopía infrarroja. La presencia de compuestos de azufre en el combustible aumenta la toxicidad de los gases de escape al aumentar la concentración de óxidos de azufre y material particulado en ellos, e indirectamente, al reducir la eficiencia y confiabilidad de los sistemas modernos de control de composición de los gases de escape.
9. El punto de inflamación en un crisol cerrado es la temperatura más baja de una sustancia condensada volátil a la que los vapores sobre la superficie de la sustancia pueden destellar en el aire bajo la influencia de una fuente de ignición; sin embargo, no se produce una combustión estable después de la eliminación. la fuente de ignición. Flash: combustión rápida de una mezcla de vapor de una sustancia volátil con aire, acompañada de un resplandor visible a corto plazo.
El punto de inflamación debe distinguirse tanto de la temperatura de ignición, a la que la sustancia combustible puede arder independientemente después de que la fuente de ignición ha dejado de actuar, como de la temperatura de autoignición, en la que no se requiere una fuente de ignición externa para iniciar una combustión o explosión.
10. El índice de octano se utiliza como escala de clasificación para la gasolina. Este indicador caracteriza la resistencia a la detonación del combustible, es decir la capacidad del combustible para resistir la combustión espontánea durante la compresión. Los altos índices de octanaje de la gasolina indican la ausencia o mínima presencia de la posibilidad de detonación, así como el hecho de que con una alta relación de compresión, el motor es capaz de desarrollar más par con la misma cantidad de combustible consumido.
Para determinar el índice de octano, se utilizan métodos de evaluación indirecta de la resistencia a la detonación mediante parámetros fisicoquímicos y características de una reacción a baja temperatura de oxidación en fase gaseosa, simulando procesos previos a la llama. El índice de octano se determina mediante dos métodos: investigación y motor. El método de investigación permite investigar la resistencia a la detonación del combustible en relación con la referencia, el método del motor determina la resistencia de la gasolina a la detonación a la máxima potencia del motor en el modo de aumento de temperatura.
11. El índice de cetano sirve como medio para evaluar el número de cetano del combustible diesel (característico de la inflamabilidad del combustible diesel, que determina el período de retraso de la combustión de la mezcla de trabajo (el intervalo de tiempo desde la inyección de combustible en el cilindro hasta el inicio de su combustión)). Cuanto mayor sea el índice de cetano, menor será la demora y más tranquila y suavemente arderá la mezcla de combustible. El índice de cetano se determina mediante cálculo. La esencia de este método es determinar, de acuerdo con métodos estandarizados, la densidad del combustible a una temperatura de 15 ºС y temperaturas a las que 10 vol. %, 50 vol. % y 90% vol. de la muestra y el cálculo del índice de cetano a partir de estos datos.
12. La composición cualitativa y cuantitativa del líquido de pirólisis se lleva a cabo mediante el método de cromatografía gas-líquido.
13. La determinación de la resistencia de los cauchos a la acción de un líquido de pirólisis se basa en una evaluación de las propiedades (peso, dimensiones) antes y después de la inmersión en un líquido de prueba a una temperatura y tiempo determinados y permite obtener información sobre el comportamiento de productos de caucho durante el funcionamiento en contacto con un líquido de pirólisis.