Oznacz zawart C i H (analiza element) - określenie właściwości paliwowych odpadów polega na oznacz zawart C, H, Cl, S, N. Jest niezbędne przy bilansie materiałowym paleniska, jeżeli oblicza się ilość O potrzebnego do pełnego spalenia subst org. Zasada- oznacz polega na całkowit spaleniu odważki odpadów w strumieniu powietrza w obecności subst utleniaj i katalizat; absorpcji powstałych w wyniku spalania CO2 i H2O w odpowiednich urządz absorpcyjnych; wagowym oznacz produkt spalania; obliczeniu zawart C i H. Spalanie odpadów w łódeczce odbywa się w rurze kwarcowej, w której jest odpow wypełnienie. Całk spalanie w 600-700C zależy od czasu kontaktu palnej mieszaniny gazów z rozżarzonym wypełnieniem rury i od długości czasu stałego nadmiaru O2 w gazach przepływających przez rurę. Regulacja termicznego rozkładu analizowanej subst i szybkość utleniania ma d. wpływ na uzyskane wyniki. Przy ogrzewaniu część zw org paruje lub sublimuje, część ulega rozkładowi z wydzieleniem palnych par v gazów i zwęgleniu. Zbyt szybkie utlenianie subst spalanej może doprowadzić do niezupeł spalenia i eksplozji w rurze. Spalanie subst org w rurze odbywa się przy zastos mikropalników.
Wypełnienie rury do spalań powinno być takie by produkty spalania jak chlorowce, tlenki siarki i azotu zostały związane lub przekształc w składniki chemicznie obojętne, a CO2 i H2O powinny przejść do aparatów pochłaniających które są za wypełnieniem na końcu rury. Do utleniania stosow są stałe zw chem o działaniu utleniającym w podwyższ temp lub O2 w obecności platyny (katalizat). Często obydwa jednocześnie.
Środki utleniające: CuO, PbCrO4, MnO2. CuO i PbCrO4 utleniają subst org ilościowo już w temp <650-750C. Jeśli spalanie ma być ilościowe to temp w której jest spalanie >=550C.
*Chromian ołowiu może wiązać tlenki siarki i chlorowce. Ditlenek ołowiu- wiąże chlorowce, tlenek siarki. Srebro- do związania chlorków (w postaci siatki lub pasków w rurze ogrzane do500C). Srebro w wypełnieniu rury- wiąże ilościowo tl siarki ale trzeba ↑temp do700C. Srebro osadzone na tlenku glinu- B. skutecznie zatrzymuje tlenki siarki i chlorowce.
*Najtru usunąć NOx tworzące się przy spalaniu zw org zawieraj N. Iloś NOx powst przy spalaniu zal od bud chem spalanej subst. Usuwa się go przez redukcję za pomocą Cu metalicznej lub zatrzymanie w rurze za pomocą odp środków pochłaniających. Ditlenek ołowiu- do absorpcji NOx. Stos w post granulowanej lub osadzony na azbeście włóknistym lub pumeksie.
*Płuczka Drechsla wypeł H2SO4- do wstępnego oczyszcz pow z kw gazów i kontr nat przepł pow. *Do łączenia poszczególnych cz aparatury- węże polietylenowe lub szlify.
*Do pochłan z pow kwaś gazów- U rurka wypełniona granulatem wodorotlenku potasu, askarytem i wapnem sodowanym.
*Do pochł wilgoci- U rurka wypeł krzemionką aktywowaną.
-*Do wody- aparaty absorpcyjne (rurka różowa) wypełnione bezwodnym chlorkiem wapnia, bezwod siarczanem VI miedzi II, bezwod chlorkiem kobaltu i krzemionką aktywowaną.
-*Do pochłaniania CO2- aparaty absorpcyjne (U rurka szara) wypełnione wapnem sodowanym, wodorotlenkiem sodowym, askarytem /azbest sodowany/ i nadchloranem magnezowym.
Obliczenia: *zawartość węgla: C=(mc*27,27)/m [%]; mc-przyrost masy U-rurki do absorpcji CO2[g]; m-masa próbki[g]; 27,27-współcz przeliczeniowy masy CO2 na C;
*Zawartość wodoru: H=(mH*11,19)/m; mH-przyrost masy U-rurki pochłaniającej parę wodną[g]; 11,19-współcz przeliczeniowy masy H2O na H.
Aby spr czy d. przeprowadz analizę i określić skład subst org w odpadach- obliczyć: zawart C w przel na substancję org w odpadach; zaw H w przel na subst org w spalanych odpadach.
*Zaw subst org: Xo=[(m-m1)/m]*100; m-masa próbki przed spaleniem; m1-masa próbki po spaleniu; Zaw C w subs org: Co=(C/Xo)*100; Zaw H w subst org: Ho=(H/Xo)*100
Ciepło spalania- ilość ciepła wyraż w KJ/kg spalanych odpadów, wydzielona podczas całkowit spalania w bombie kal z wytworzeniem CO2, tritl siarki, ditl azotu i skroplonej pary wodnej, pomniejszona o ilość ciepła wydzielonego przy syntezie i rozpuszczeniu kw siark i azotowego. Q=K(Dt-k)/m; K-stała kalorymetru [J/0C]; m- odważka odpadów [g], (Dt-k)- przyrost temp; Dt = tn-to [0C], tn- ostatni odczyt okr główn; to- ostatni odczyt okr początkowego; k- poprawka na wym ciep z otocz- k=0,5(dh+dk)+(n-1)dk, dh- śr przyrost temp na 1 min w początkowym, dk- śr przyrost temp na 1 min w końcowym, n- czas głównego okresu. Zasada ozn- polega na całkowitym spaleniu próbki odpadów w atmosferze tlenu pod ciś w bombie kal o znanej pojemności cieplnej i pomiarze przyrostu temp wody znajdującej się w naczyniu kal. Znając ilość wydzielonych składników kwaśnych, wart ciepl kalorymetru, przyrost temp wody, i z uwzględnieniem poprawek na dodatkowe efekty cieplne i promieniowanie można obliczyć wartość ciepła spalania.
Wart opałowa- ilość ciepła wyraż w KJ/kg spalanych odpadów w palenisku technicznym. Produkt. spalania są głównie CO2 ,SO2 ,tl azotu lub azot w postaci gazowej oraz woda w postaci pary wodnej. Zasada: Wart opałową oblicza się odejmując od ciep spalania ciepła parowania wody i ciepła spalania wodoru, zawartych w badanej próbie odpadów. Wzór Dulonga. W= 81⋅C+290⋅(H- O/8) + 25⋅S - 6Wc; C- zawart C[%]; H - zawart H[%]; S - zawart S; O- zawart O; WC - zawart wilg [%].
Wart cieplna kalorymetru K(stała kalorym)- ilość ciepła w J potrzebna do ogrzania o 1C całego ukł kalorymetrycznego obejmującego całą część pomiarową przyrządu: nacz kalorymetr napełnione wodą, bombę kalorymetr zanurzoną w H2O, mieszad i termom. Wyk tak jak przy cieple spalania tylko zamiast próbki spala się substancję chem o znanym ciep spal (np kw benzoesowy, naftalen).
Właściw nawozowe- Do najważniej wskaźników charakteryz właściw nawoz zalicza się:
*zawartość ogólnej subst organicznej- metoda polega na wagowym określeniu straty przy prażeniu odpadów w temp500C (należy przestrzegać tej temp, gdyż w wyższych temp następuje termiczny rozkład innych subst nieorg jak np węglanów wapnia i magnezu). W czasie prażenia następuje spalenie wszystkich subst org i C mineralnego, oraz utlenienie innych subst min np siarczków, azotynów (wyst w małych il). Można więc przyjąć, że wyrażona strata przy prażeniu odpowiada procentowej zawartości ogólnej subst org w próbce odpadów. Zawart subst org w próbce X obliczamy X =[(m1-m2)/m1]·100; m1-masa próbki przez prażeniem; m2-masa próbki po prażeniu;
*zawart C organicznego- metoda polega na utlenieniu subst organicznych z zast metody tzw „mokrego spalania”. Jest ona stosowana m innymi do oznacz subst próchniczych w glebach. Polega ona na utlenieniu na gorąco próbki odpadów przy użyciu dwuchromianu potasu w środow kw z zastosowaniem siarczanu srebra jako kataliz. W czasie reakcji utleniania Cr VI z dichromianu potasu zostaje zredukowany do Cr III: 3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=2Cr2(SO4)3+2K2SO4+3CO2↑+8H2O; 3C+4Cr6+→3C4++4Cr3+. Do oznaczania używamy nadmiaru dichromianu, by po reakcji pozostało jeszcze około połowy w postaci niezredukowanej, którą to miareczkuje się roztworem soli Mohra, wobec wskaźnika ferroiny: K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4= Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+K2SO4+7H2O; Cr6++3Fe2+→Cr3++3Fe2+. W metodzie tej ulegają utlenieniu tylko związki org, a więc te które odgrywają rolę w kompostowaniu. Nie ulegają utlenieniu C kamienny i koks, które występują w odpadach stosunkowo w dużych ilościach. Zawart C org w badanej próbce X={[(a-b)·f· 0,0006]/m}·100; a(b)- objętość soli Mohra zużytej na miareczk próby ślepej (odpadów); f- współcz korygu miano roztworu 6-wodnego siarczanu FeII i amonu na roztwór o c=0,2mol/l (f=1); 0,0006- ilość C odpowiad 1ml soli Mohra o c=0,2mol/l