123377 (Модификация котельных топлив отходами спиртопроизводства), страница 5
Описание файла
Документ из архива "Модификация котельных топлив отходами спиртопроизводства", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "промышленность, производство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "промышленность, производство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "123377"
Текст 5 страницы из документа "123377"
Вдобавок, одним из важнейших эксплуатационных свойств для котельного топлива, является теплота сгорания. Жидкие котельные топлива товарных марок имеют теплоту сгорания не менее 41000 кДж/кг. Такая высокая величина топлива способствует его широкому использованию в котельных и нагревательных установках с высокими тепловыми напряжениями. А средняя теплотворная способность сивушного масла 32 ± 2 МДж/кг.
Поэтому, необходимо подобрать оптимальное соотношение между этими двумя компонентами, таким образом, чтобы минимизировать потери по теплоте сгорания, уменьшить воздействие на температуру вспышки и при этом оставить приемлемое процентное содержание сивушного масла.
Посчитать оптимальное соотношение компонентов можно таким образом:
Рассчитаем потери при соотношении 10:90 (сивушное масло: котельное топливо)
Qн.р.(котельное топливо)*0,9 + Qн.р.(сивушное масло)*0,1=
Qн.р.(композиционное топливо);
42000*0,9 + 32000*0,1 = 41000 кДж/кг
В процентах: 42000 – 100%
41000 – Х% Х = (41000*100)/42000 = 97,8%
Т.е. при разбавлении теряется 2,2% теплотворной способности.
Рассчитаем потери при соотношении 20:80 (сивушное масло: котельное топливо)
42000*0,8 + 32000*0,2 = 40000 кДж/кг
В процентах: 42000 – 100%
40000 – Х% Х = (40000*100)/42000 = 95,2%
При разбавлении теряется 4,8% теплотворной способности.
Рассчитаем потери при соотношении 30:70 (сивушное масло: котельное топливо)
42000*0,7 + 32000*0,3 = 39000 кДж/кг
В процентах: 42000 – 100%
39000 – Х% Х = (39000*100)/42000 =92,
8%
При разбавлении теряется 7,2% теплотворной способности.
Учитывая полученные значения, результаты работ Кубанского аграрного университета на предмет расслаивания подобных смесей [16], а так же экономические соображения было решено выбрать оптимальным соотношением компонентов 20:80 (сивушное масло: котельное топливо соответственно). Т.к. дальнейшее увеличение содержания сивушного масла приведёт к расслаиванию полученной композиции, уменьшению температуры вспышки и теплотворной способности топлива.
3.2.1 Определение фракционного состава по ГОСТ 2177-99
Обычно под фракционный составом нефтепродуктов понимают разделение нефти или различных видов жидкого топлива (бензин, лигроин, керосин, газойль) на фракции. Процесс ведут в стандартной аппаратуре (рисунок 2) с соблюдением стандартных условий, так как в противном случае получатся несопоставимые результаты.
I - колба; 2 - термометр; 3 - трубка холодильника; 4-, 6 - патрубки для ввода и вывода воды; 5 - ванна холодильника; 7- мерный цилиндр; 8 - асбестовая прокладка; 9 - кожух.
Рисунок 2 -Стандартный аппарат для разгонки нефтепродуктов
Установка состоит из стандартной колбы Энглера из термостойкого стекла, помещенной в разборный металлический кожух. Для удобства работы верхняя часть кожуха, которая прикрывает колбу, снимается. Нижняя часть кожуха служит для подогрева колбы с помощью газовой горелки или электронагревателя, снабженного устройством для регулировки напряжения тока. В горло колбы на хорошо пригнанной корковой пробке вставляется термометр со шкалой от 0 до 360°С, с ценой деления 1°. Ртутный шарик термометра должен находиться в горле колбы на уровне бокового отвода.
Боковой отвод колбы, также с помощью корковой пробки соединяется со стандартным металлическим водяным холодильником. Боковой отвод колбы должен входить в трубу холодильника на 25 - 50 мм.
Под выходной конец трубки холодильника подставляется цилиндр на 100 мл так, чтобы срез трубы был погружен в цилиндр не менее чем на 25 мм, но на несколько миллиметров выше деления 100 мл. Сверху цилиндр накрывается ватным тампоном.
Порядок проведения определения фракционного состава: в сухую колбу Энглера с помощью мерного цилиндра заливается 100 мл испытуемого нефтепродукта при температуре 20 ± 30С
Пускаем воду в холодильник. Температура отходящей воды не должна (в момент опыта) превышать 30°С. Вставляем в горло колбы термометр, а боковой отвод соединяем с трубой холодильника, так, чтобы он не касался трубы. Включаем обогрев. Обогрев регулируется так, чтобы до момента падения первой капли в приемник после начала обогрева прошло не менее 10, но не более 15 мин. Температуру падения первой капли в приемник считают температурой начала кипения. Дальнейший обогрев регулируем так, чтобы в приемник поступало 4-5 мл в мин. (20-25 капель в 10 с).
Запись ведём, отмечая температуры выкипания определенного объема жидкости (10, 50, 90, 97,5 или 98%).После выкипания 98% нефтепродукта или достижения предельной температуры (не более 300°С) убираем обогрев, разбираем установку, неперегнавшийся остаток выливаем из колбы в мерный цилиндр на 10 мл. Посла охлаждения до 20 ± 3°С замеряем объем остатка и дистиллята и по разности их суммы и первоначально взятого объема нефтепродукта определяем потери.
В данной работе фракционный состав определялся для смесей «ДМ + сивушное масло», «Ф5 + сивушное масло» готовых и взятых с производства, а так же для индивидуального сивушного масла. С целью выявления отрицательного влияния вводимого компонента на показатели топлив. Результаты приведены в таблице 9.
Таблица 9 – Фракционный состав
| Объём жидкости, % | Температура выкипания | |
| ДМ + сивушное масло | Ф5 + сивушное масло | |
| Фракционный состав: НК, 0С | 150 | 169 |
| 5% перегоняется при температуре, 0С | 171 | 193 |
| 10% то же | 189 | 212 |
| 20% – '' – | 203 | 230 |
| 30% – '' – | 215 | 237 |
| 40% – '' – | 228 | 245 |
| 50% – '' – | 241 | 254 |
| 60% – '' – | 255 | 260 |
| 70% – '' – | 272 | - |
| 80% – '' – | 288 | - |
| 85% – '' – | - | - |
| 90% – '' – | - | - |
| КК | - | - |
| Выход, % | 83 | 62 |
Из данной таблицы можно сделать вывод о том, что около15% и 30% оставшейся жидкости являются тяжёлые остатки нефтепереработки, входящие в состав данных не кондиционных котельных топлив. Следовательно, эти остатки несут в себе повышенное содержание серы, которое не отвечает требованиям ГОСТ для этих марок топлив. Соответственно, эта проблема была решена здесь введением сивушного масла в количестве 20%. Что довольно хорошо сказалось на следующем показателе.
3.2.2 Определение содержания серы рентгенофлоуресцентным энергодисперсионным анализатором
Анализатор рентгенофлоуресцентный энергодисперсионный предназначен для измерения массовой доли серы в нефти и нефтепродуктах. Область применения анализатора регламентирована действующими нормативными документами на определение серы в нефти и нефтепродуктах, в частности:
ГОСТ Р 51947-2002. «Нефть и нефтепродукты. Определение серы методом рентгенофлоуресцентной спектроскопии»
Принцип действия.
Принцип действия анализатора (рисунок 3) состоит в том, что анализируемая проба облучается маломощной рентгеновской трубкой. При этом с поверхности пробы исходит вторичное излучение, спектральный состав которого адекватно отражает элементный состав образца.
1-индикатор включения в сеть, 2-индикатор включения рентгеновской трубки, 3-дисплей, 4-клавиатура, 5-пробозагрузочное устройство, 6-встроенный принтер.
Рисунок 3- Рентгенофлоуресцентный энергодисперсионный анализатор
С помощью пропорционального счетчика и селективного фильтра анализатор выделяет из вторичного излучения аналитическую линию серы и автоматически пересчитывает ее интенсивность в массовую долю серы в пробе (выраженную в процентах). Полученные данные содержания серы занесены в сравнительную таблицу 10
Таблица 10- Содержание серы в образцах
| Марка топлива | Содержание серы, %, масс | |
| после введения сивушного масла | ||
| Готовые образцы с производства | ДМ | 1,50 |
| Ф5(1 партия) | 0,50 | |
| Ф5 (2 партия) | 0,45 | |
| Ф5 | 1,02 | |
| Топочный 100 | 1,48 |
Из таблицы можно выделить то, что в данных модификациях котельного топлива сивушным маслом экологические показатели очень приемлемые. Это ещё раз подтверждает целесообразность создания таких композиций. Такие топлива по этому показателю качества отвечают вышеперечисленным требованиям, предусмотренным в ГОСТ 10585-99, ГОСТ 1667-68.
Кроме уменьшения содержания серы в топливе, можно ожидать так же улучшение такого параметра, как вязкость.
3.2.3 Определения условной вязкости (ГОСТ 6258-85)
Метод определения условной вязкости применяется для нефтепродуктов, дающих непрерывную струю в течение всего испытания и вязкость которых нельзя определить по ГОСТ 33 - 66.
Условной вязкостью называют отношение времени истечения из вискозиметра типа ВУ 200 мл испытуемого нефтепродукта при температуре испытания ко времени истечения 200 см3 дистиллированной воды при температуре 20°С, являющемуся постоянной (водным числом) прибора. Величина этого отношения выражается как число условных градусов. Условная вязкость при температуре t обозначается знаком BУt.
1. При проведении определения условной вязкости нефтепродуктов необходимы следующие аппаратура, реактивы и материалы:
а) Вискозиметр типа ВУ по ГОСТ 1532—54 (рисунок 4).
б) Секундомер или секундомер-часы с ценой деления 0,2 с.
в) Стеклянная палочка длиной 150—250 мм, диаметром 3—5 мм, с оплавленными концами.
г) Этиловый эфир или петролейный эфир.
д) Спирт этиловый по ГОСТ 17299-78, ГОСТ 11547-76 или ГОСТ 18300-72.
