SlideShare a Scribd company logo
1 of 80
U N I V E R S I T E T I I P R I SH T I N Ë S
Fakulteti i Shkencave Teknike të Aplikuara
Ferizaj
Fatmir Çerkini
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
3
Përmbajtja
Hyrje. Njohuri të përgjithshme..................................................................................................................5
1. UJI.........................................................................................................................................................5
1.1. Kuptimet themelore mbi ujin .........................................................................................................5
Fortësia e ujit.............................................................................................................................................8
1.2. Përpunimi i ujit...............................................................................................................................9
1.2.1. Distilimi i ujit ........................................................................................................................10
1.2.2. Filtrimi i ujit ..........................................................................................................................10
1.2.3. Deferizimi i ujit....................................................................................................................13
1.2.4. Deklorinimi i ujit dhe largimi i shijes dhe erës së keqe .......................................................14
1.2.5. Zbutja e ujit ..........................................................................................................................14
1.2.6. Dekarbonizimi i ujit .............................................................................................................21
1.2.7. Denitratizimi i ujit................................................................................................................21
1.2.8. Degazimi i ujit......................................................................................................................22
1.2.9. De mineralizimi i ujit ...........................................................................................................24
Metodat tjera për demineralizimin e plotë të ujit ................................................................................28
1.2.10. Dezinfektimi dhe dekontaminimi i ujit ...............................................................................28
1.3. AVULLI I UJIT ...........................................................................................................................30
2. AJRI ....................................................................................................................................................32
2.1. Ngjeshja izotermike......................................................................................................................33
2.2. Ngjeshja adiabatike ......................................................................................................................33
2.3. Ngjeshja politropike ....................................................................................................................34
2.4. Prodhimi i ajrit të komprimuar.....................................................................................................34
2.4.1. Përcaktimi i madhësisë (kapacitetit) të kompresorit .............................................................36
2.4.2. Montimi i kompresorit dhe rregullimi automatik..................................................................38
2.4.3. Rezervuarët e ajrit të komprimuar.........................................................................................38
2.5. VAKUMI .....................................................................................................................................39
2.5.1. Pajisjet për vakum .................................................................................................................39
3. KARBURANTET (LËNDËT DJEGËSE).........................................................................................40
3.1. Klasifikimi dhe llojet e lëndëve djegëse .....................................................................................40
3.2. KARAKTERISTIKAT E LËNDËVE DJEGËSE........................................................................41
4. KARBURANTET E NGURTA.........................................................................................................42
4.1. Lëndët djegëse të ngurta natyrore ................................................................................................42
4.1.1. Qymyri, prejardhja dhe llojet e tij ........................................................................................44
4.1.2. Përpunimi fiziko-mekanik i qymyreve.................................................................................45
4.1.3. Teknologjia e përpunimit kimik të qymyreve.......................................................................46
5. KARBURANTET E LËNGËTA ........................................................................................................51
5.1. N a f t a........................................................................................................................................51
5.1.1. Prejardhja e naftës .................................................................................................................52
5.1.2. Trajtimi fillestar i naftës........................................................................................................53
5.1.3. Distilimi i naftës....................................................................................................................54
5.1.4. Produktet e naftës..................................................................................................................58
5.1.5. Procesi i krekingimit të naftës...............................................................................................61
5.1.6. Polimerizimi..........................................................................................................................64
5.1.7. Hidrimi ..................................................................................................................................64
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
4
5.1.8. Gazolinimi.............................................................................................................................64
5.1.9. Sintetizimi .............................................................................................................................64
5.2. NUMRI OKTANIK .....................................................................................................................64
5.3. NUMRI CETANIK.....................................................................................................................66
5.4. BENZINA MOTORIKE .............................................................................................................66
5.5. VAJI GAZOR-DIZEL KARBURANTI ......................................................................................67
6. KARBURANTET E GAZTA .............................................................................................................68
6.1. Gazi ndriçues................................................................................................................................69
6.2. Gazi tokësor..................................................................................................................................69
6.3. Gazi rafinerik................................................................................................................................69
6.4. Gazi gjeneratorik..........................................................................................................................69
6.5. Gazi ujor.......................................................................................................................................69
6.6. Gazi nga qymyrguri......................................................................................................................70
6.7. Gazi nga nafta i fituar me krekingim ...........................................................................................70
6.8. Hidrogjeni (H2)- ...........................................................................................................................71
6.9. Acetileni C2H2 ..............................................................................................................................72
6.10. Metani (CH4)-.............................................................................................................................73
7. MATERIALET LYRËSE (LUBRIFIKANTËT)................................................................................75
7.1. Lubrifikimi ...................................................................................................................................75
7.2. Vetitë e lubrifikantëve..................................................................................................................75
7.3. Ndarja dhe llojet e lubrifikantëve.................................................................................................76
7.4. Vetitë karakteristike të lubrifikuesve ...........................................................................................79
LITERATURA....................................................................................................................................81
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
5
M A T E R I A L E T E R E P A R T I T
Hyrje. Njohuri të përgjithshme
Me materiale të repartit në teknikë nënkuptohen materialet ndihmëse që përdoren
në praktikën teknike, në industri dhe në jetën e përditshme.
Këtu hyjnë të gjitha materialet me prejardhje minerale(inorganike) dhe organike
(bimore, shtazore dhe kimiko-sintetike) dhe materialet e përfituara me përpunimin e
kombinuar të tyre.
Këto materiale mund të ndahen në natyrore, që përfitohen drejtpërdrejtë nga
natyra dhe artificiale (ose sintetike ), të cilat përfitohen me anë të sintezës kimike nga
materialet natyrore me prejardhje minerale dhe organike.
Duhet theksuar se as materialet natyrore në praktikën teknike nuk përdoren të
papërpunuara, por më parë u nënshtrohen formave të ndryshme të përpunimit mekanik,
kimik, termik, kimiko-termik, elektrolitik, etj. Disa materie organike, siç janë p.sh.
thëngjilli dhe nafta, janë materie minerale megjithëse përbërjen dhe prejardhjen e kanë
organike.
Grup të posaçëm të materialeve të lartë shënuara përbëjnë: karburantët,
lubrifikuesit dhe uji të cilët shërbejnë si material energjetik dhe i konsumit.
1. UJI
1.1. Kuptimet themelore mbi ujin
Qarkullimin e ujit në natyrë e quajmë cikël hidrologjik. Me avullim nga sipërfaqet
e mëdha të ujit (oqeaneve, deteve, liqenjve, lumenjve e të ngj.), tokës dhe bimëve, uji
kalon në shtresat e sipërme të atmosferës ku kondensohet në formë të mjegullave, ashtu
që kthehet përsëri në tokë si të reshura atmosferike (shiu, bora).
Gjatë kalimit nëpër atmosferë uji tretë gazra të ndryshme që gjenden në ajër si që
është oksigjeni dhe dyoksidi i karbonit, si dhe disa gazra mjaft të dëmshëm si që janë
oksidet e sulfurit dhe azotit, por mbledhë edhe papastërti të ndryshme si që janë grimcat
e tymit, pluhurit, baktereve e të ngjashme. Në vazhdim në rrugën e tij nëpër shtresat e
ndryshme të tokës deri te ndonjë shtresë e fortë e cila nuk e lëshon ujin, uji tretë kripëra
të ndryshme si kripërat e natriumit, kalciumit, magneziumit, hekurit dhe manganit, si
dhe disa materie organike, ashtu që në natyrë nuk gjendet asnjë herë i pastër.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
6
Fig.1- Qarkullimi i ujit në natyrë
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
7
Uji është bashkëdyzim kimik i hidrogjenit dhe oksigjenit (H2O). Është lëng pa
ngjyrë, në +4°C e ka dendësinë më të madhe (në shkencë kjo është përvetësuar si njësi).
Uji karakterizohet me kapacitet termik më të madh (nxehtësi specifike më të madhe nga
të gjitha materialet në natyrë: në +15ºC nxehtësia specifike e ujit është 1
kcal/kg=4185,8511 kJ/kg), e me avullimin e tij avulli i formuar i tej ngrohur e ka edhe
më të madhe nxehtësinë specifike(varësisht nga shtypja dhe temperatura e avullit të ujit
të tejngrohur). Uji në shtypje normale (760 mm Hg=1 atm=10,133 kN/cm2
) ngrihet në
0°C, ndërsa vlon në 100°C. Nxehtësia e avullimit të ujit (e domosdoshme që 1kg ujë me
temperaturë fillestare 0°C e me shtypje 760 mm Hg të avullojë tërësisht: të shndërrohet
në të ashtuquajtur avull i thatë) është 539 kcal/kg.
Uji është tretës i mrekullueshëm për shumë acide dhe baza. Kripërat dhe
bashkëdyzimet organike, p.sh. sheqeri, acetoni, yndyrërat dhe hidrokarburet treten dobët
në ujë. Prej gazeve, në ujë treten dobët hidrogjeni, azoti, oksigjeni dhe deri diku
dyoksidi i karbonit, amoniaku, gazi klorhidrik dhe squfuror. Uji formon hidrate p.sh.
me kripëra. Shumë herë luan rolin e katalizatorit. Tretjet në ujë të shumë acideve,
bazave dhe kripërave e përcjellin rrymën elektrike, sepse në to gjenden jonet në të cilat
shkatërrohet materia e tretur në ujë.
Uji i rëndë është ujë i cili përmban përbërës të ujit me dendësi më të madhe, me
peshë molekulare 20, në përbërjen e të cilit nuk bënë pjesë hidrogjeni i zakonshëm (H2),
por izotopi i tij –hidrogjeni i rëndë ose deuteriumi (D2), me peshë atomike 2.
Uji i rëndë përfitohet me distilimin paralel të ujit, gjatë elektrolizës së tij. Temperatura e
vlimit të ujit të rëndë është 101,42°C, e ngrinë në + 3,8°C. E ka dendësinë më të madhe
jo në +4°C, por në 11,6°C. Në 5 litra ujë të zakonshëm gjenden rreth 3 mililitra ujë i
rëndë. Tani për tani uji i rëndë përdoret si ngadalësues në reaksionet nukleare në
reaktorë atomik dhe si eksploziv në bomba hidrogjenike, e parashikohet që brenda një
kohe të shfrytëzohet si karburant në pajisjet termonukleare për përfitimin e energjisë.
Uji ka rëndësi jashtëzakonisht të madhe në jetën ekonomike e komunale. Me një
fjalë, ai është shkak dhe burim i jetës. Sasi të mëdha të ujit shpenzohen në industri,
ekonomi dhe nevoja shtëpiake. Sasi mjaft e madhe e ujit shpenzohet gjatë veprimeve të
ndryshme industriale, p.sh. për prodhimin e avullit të ujit, për ftohje, për tretje, për larje
dhe operacione tjera. Gjatë fabrikimit të shumë prodhimeve, p.sh. gjatë përpunimit të
metaleve dhe shumë punimeve tjera, sasia e ujit të shpenzuar për nga pesha shumë herë
e tejkalon peshën e prodhimeve finale të fituara. Një sasi e madhe e ujit shndërrohet në
ujë të papastër me ndyrësira të ndryshme joorganike. Për shkak të kërkesave për sasi të
mëdha të ujit, si dhe për shkaqe tjera, fabrikat kimike zakonisht ngriten afër burimeve të
ujit ose kalimeve tjera të ujit. Për shkak të zhvillimit të hovshëm të industrisë,
urbanizmit dhe kërkesave për largimin e fabrikave nga vendbanimet, gjetja e burimeve
të reja të ujit gjatë kohës është duke u bërë problem serioz, si për zhvillimin e industrisë
së re, ashtu edhe për zgjerimin e asaj ekzistuese. Njëkohësisht sasi gjithnjë e më të
mëdha të ujërave të papastër e ndotin tokën dhe shkatërrojnë florën e faunën në lumenj
e liqene.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
8
Problemi për furnizim të industrisë me ujë në kohën e sotme po bëhet gjithnjë e
më serioz edhe për arsye se industria bënë kërkesa për sasi edhe më të mëdha të ujit sa
më të pastër. Meqenëse ujërat natyrore nga lumenjtë dhe burimet nuk i plotësojnë çdo
herë kërkesat, uji para shfrytëzimit në industri në shumicën e rasteve përgatitet dhe
përpunohet me anë të pastrimit
Fortësia e ujit
Dukja e jashtme e ujit, gjegjësisht ngjyra, era, shija si dhe gjendja bakteriologjike
në rregull, mundësojnë shfrytëzimin e ujit për pije. Ndërsa mundësia e përdorimit të ujit
në industri varet në rend të parë nga fortësia e ujit.
Fortësia e ujit paraqet përmbajtjen e magneziumit dhe kripërave të kalciumit në
ujë. Fortësia e tërë është masë për përbërjen e tërësishme të të gjitha kripërave alkalike
dhe shprehet në gradë gjermane, franceze, angleze, amerikane.
Fortësia e ujit shprehet me shkallë të fortësisë. Kështu p.sh. një shkallë gjermane
të fortësisë e ka uji, një litër i të cilit përmban 10 mg kalcium-oksid (gëlqere e pashuar,
CaO) dhe shënohet me 1°d.
Ndërsa një shkallë franceze të fortësisë e ka uji, një litër i të cilit përmban 10 mg
kalcium- karbonat (CaCO3), pastaj një shkallë angleze të fortësisë e ka uji, 0,7 litër i të
cilit përmban 10 mg kalcium-karbonat (CaCO3). Dhe në fund një shkallë amerikane të
fortësisë e ka uji, 1 litër i të cilit përmban 17 mg kalcium-karbonat. Prandaj raporti në
mes këtyre shkallëve të fortësisë do të jetë:
1 shkallë franceze e fortësisë është e njëjtë me 0,56°d,
1 shkallë angleze e fortësisë 0,80°d,
1 shkallë amerikane e fortësisë 0,96°d
gjegjësisht 1°d (gjermane)=1,79° franceze =1,25° angleze =1,05° amerikane.
Kryesisht, fortësia e ujit mund të jetë: e përkohshme (karbonate), e cila shënohet
me K° d, dhe e përhershme (jo karbonate), e cila shënohet me N° d.
Kështu që fortësia e tërë mund të tregohet si:
H° d = K° d + N° d
Nëse uji përmban:
0° - 4° d, quhet shumë i butë,
4° - 8° d, quhet i butë,
8° - 16° d, quhet mesatarisht i fortë ,
16° - 30° d, quhet i fortë ,
mbi 30° d, quhet shumë i fortë,
Në shumë procese teknologjike fortësia e ujit bënë pengesa, p.sh:
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
9
Te pajisjet termoenergjetike fortësia karbonate shkakton shtresimin e gurit
në muret e rezervuarëve, gypave dhe kazanëve, kështu që shkakton
probleme të mëdha në punën e tyre.
Sapunët dhe detergjentet p.sh. reagojnë me kripëra të cilat e përbëjnë
fortësinë e ujit dhe i shtresojnë ato duke formuar sapunë të patretshme dhe
vetëm kur të arrijnë me i tretë ato mund të fillojnë funksionin e tyre të
pastrimit. Për këtë shkak te pastrimi në ujë të fortë harxhohen pa nevojë
sasi të mëdha të sapunëve dhe detergjenteve.
Te prodhimi i lëngjeve të pemëve, kripërat e fortësisë së ujit mund të
reagojnë me thartirat e pemëve dhe kështu të prishin shijen dhe erën.
Këta janë vetëm disa shembuj të zakonshëm të cilët na tregojnë për nevojën e
përpunimit të ujit për përdorime të veçanta.
Për të përgatitur ujë të pastër, uji natyror i nënshtrohet distilimit ose metodave
tjera të mënjanimit të kripërave të tretura ose bashkëdyzimeve organike të tretura nga uji
natyror. Kjo d.t.th. zvogëlimi i fortësisë së ujit, para përdorimit të tij te kazanët e avullit
apo te aparatet tjera dhe për agregate të pajisjeve industriale sidomos për industrinë
kimike, të tekstilit, ushqimore dhe pastrimi i ujit të ujësjellësit për furnizimin e
vendbanimeve.
1.2. Përpunimi i ujit
Metodat më të shpeshta që shfrytëzohen për përpunimin e ujit për pije ose për
nevoja të proceseve të caktuara teknologjike janë:
Distilimi i ujit
Filtrimi i ujit
Deferizimi i ujit
Deklorinimi dhe largimi i erës dhe shijes së keqe
Zbutja e ujit
Dekarbonizimi i ujit
Denitratizimi i ujit
Degazimi i ujit
Demineralizimi i ujit
Dezinfektimi dhe dekontaminimi i ujit
Sterilizimi UV i ujit
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
10
1.2.1. Distilimi i ujit
Pastrimi i ujërave mund të kryhet edhe me anë të distilimit të tyre d.m.th. me anë
të avullimit të ujërave dhe kondenzimit të pastajmë. Kështu pra distilimi i ujit përbëhet
nga nxehja e ujit deri në vlim, kur uji avullohet në pajisje speciale për këtë punë që
pastaj ti nënshtrohet ftohjes dhe kondenzimit. Me distilim fitohet ujë plotësisht i pastër,
pa kripëra të gurit të kazanit, d.t.th. uji lirohet nga të gjitha kripërat dhe përbërësit.
Fig.2- Skema e aparaturës për distilimin e ujit
Kjo metodë mundëson përdorimin edhe të ujit të detit për furnizim të kazanëve të
anijeve, si dhe kazanëve tjerë të instaluar në brigje të detit. Përdorimi i kësaj metode
vjen në shprehje shumë herë kur nevojitet të plotësohet humbja e ujit për shkak të
mbyllësve jo hermetik të turbinave, lidhjeve në gypa etj. Në sistemin e nxehjes (kazani-
turbina-kondenzatori-kazani). Megjithatë, metoda e distilimit zgjatë shumë kohë dhe
është mjaft më e shtrenjtë se metodat kimike të pastrimit të ujit, gjegjësisht mënyrave të
zbutjes.
1.2.2. Filtrimi i ujit
Filtrimi i ujit është operacion themelor qëllimi i të cilit është që nga uji të
largohen të gjitha grimcat mekanike që gjinden në te.
Pastrimi i ujit nga materiet në formë të tretësirave koloidale, përkatësisht kullimi i
plotë i ujit bëhet nëpërmjet koagulimit. Për këtë qëllim tretet në ujë sulfati kristalor i
aluminit (Al2(SO4)3 . 18H2O) e më rrallë edhe sulfati i hekurit (FeSO4 . 7H2O), të cilët
duke vepruar me bikarbonatet e kalciumit dhe magneziumit sipas reaksionit:
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
11
Al2(SO4)3+3(Ca,Mg)(HCO3)2=3(Ca,Mg)SO4+2Al(OH)3+6CO2
formojnë tretësirën koloidale të hidroksidit të aluminit, grimcat e të cilit, pasi që janë të
ngarkuara me elektricitet pozitiv, bëjnë neutralizimin e grimcave koloidale negative të
tretura në ujë dhe shkaktojnë fundërrimin e tyre.
Largimi i grimcave koloidale të tretura në ujë bëhet zakonisht krahas me kullimin
dhe me filtrimin e grimcave të suspenduara. Pastrimi i ujit nga materiet e suspenduara
dhe koloidale mund të jetë:
a) i plotë, dhe
b) i pjesshëm.
Pastrimi i plotë i materieve të suspenduara dhe koloidale nënkupton largimin e
tyre deri në përmbajtjen 2 mg/l, ndërsa pastrimi i pjesshëm ose i trashë-deri në
përmbajtjen 50-100 mg/l.
Pastrimi i plotë i ujit nga materiet e suspenduara dhe koloidale është operacion i
zakonshëm i përgatitjes së ujit për pije dhe për shumë qëllime industriale.
Mënyra e filtrimit zgjidhet varësisht nga lloji dhe madhësia e grimcave. Kryesisht
përdoren shtëpiza të ndryshme filtrash me filtrues adekuat të porozitetit të ndryshëm.
Filtrat për filtrim të shpejtë mund të jenë të hapur apo të mbyllur. Filtri i hapur,
më i thjeshtë (fig. 3) është një rezervuar me prerje në formë të katërkëndëshit, në fundin
e të cilit janë të vendosur gypat e drenazhit, të lidhur me gypin për largimin e ujit të
filtruar. Në pjesën e poshtme të filtrit vendoset shtresa e zhavorrit dhe mbi të shtresa
filtruese, zakonisht rëra e kuarcit. Trashësia e shtresës filtruese është zakonisht 0,7 deri
në 0,9 m.
Fig. 3- Filtri i shpejtë i hapur
1-Hyrja e ujit për filtrim, 2-Xhepi për shpërndarjen e ujit, 3-Kanalet, 4-Shtresa fibruese, 5-Shtresa e
zhavorrit, 6-Gypat e drenazhit
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
12
Uji që do të filtrohet futet në filtër nëpërmjet xhepit(2) dhe pastaj me ndihmën e
ulluqeve shpërndahet në mënyrë të barabartë mbi sipërfaqen e shtresës filtruese. Aftësia
e filtrit për filtrim zvogëlohet me fundërrimin e ndyrësirave mbi sipërfaqen e grimcave
filtruese, kështu që pas një kohe të caktuar të funksionimit të tij duhet të bëhet pastrimi.
Operacioni i pastrimit të filtrit bëhet duke lëshuar ujin nëpër filtër në drejtim të
kundërt të filtrimit dhe me shpejtësi të përshtatshme të rrymimit.
Në stacionet për pastrimin e ujit përdoren zakonisht skemat e vazhdueshme.
Lëvizja e ujit në këto skema mund të bëhet në bazë të rënies së lirë ose mund të jetë e
detyrueshme.
Fig. 4-Skema teknologjike e stabilimentit për pastrimin e ujit nga grimcat e suspenduara dhe
koloidale:1-Hyrja e ujit, 2-Përzierësi, 3-Dhoma e koagulimit, 4-Fundërruesi, 5-Filtri, 6-Rezervuari i
ujit të pastruar, 7-Ena për përgatitjen e reagjentëve
Në fig. 4 është paraqitë skema teknologjike e një stabilimenti për pastrimin e ujit
me veprim të vazhdueshëm dhe me lëvizje të lirë të ujit. Uji që do të pastrohet, me anë
të pompës futet në përzierësin, ku vendos kontakt me reagjentët që vijnë nga ena për
përgatitjen e tyre. Proceset fiziko-kimike të koagulimit të tretësirave koloidale dhe
aglomerimi i grimcave, bëhen në dhomën e koagulimit, prej nga uji dërgohet në filtrin e
rërës, në të cilin bëhet veçimi i grimcave që nuk janë fundërruar në agregatin e
mëparshëm. Shpejtësia e filtrimit në një stabiliment të tillë është 5- 10 m3
/h.
Ndërsa përdoren edhe filtrues të ndryshëm gjysmë automatik dhe automatik, të
cilët pastrohen gjatë punës, ashtu që nuk ka ndërprerje gjatë punës. Te ujërat e ndyta
shumë, mund të përdoren filtrat klasik të rërës me mbushje silikate shumështresëshe të
granulitetit të ndryshëm.
Largimi kryhet me filtrim nëpër rërë të kuarcit me madhësi të kokrrizave prej 0,8
deri 3,0 mm. Uji i pastruar kalon nëpër gypin kryesor dhe nëpërmjet kokës shpërndarëse
del nga kolona.
Sistemet të cilat mekanikisht e pastrojnë ujin, njëkohësisht bëjnë edhe deferizimin
e ujit (zvogëlimin e nivelit të hekurit në ujë) dhe s’klorinimin (largimin e klorit nga uji i
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
13
ujësjellësit). Principi i punës së tyre mund të jetë automatike dhe manuale dhe është e
njëjtë për këto tri veprime, ndryshon vetëm lloji i mbushjes në kolonat filtruese, (fig. 5).
Fig. 5-Skema e një sistemi për filtrim mekanik, deferizim dhe sklorinim të ujit
1.2.3. Deferizimi i ujit
Në shumë raste te uji me përbërje më të madhe të hekurit paraqitet nevoja që
përbërja e tillë të zvogëlohet në minimum. Te uji për pije përbërja e rritur e hekurit i jep
ujit erë shumë të pa këndshme, e gjithashtu në te formohet dhe shtresohet fero-
hidroksidi, i cili nëpër gypa mund të formon edhe probleme mikrobiologjike. Gjithashtu
edhe në shumë procese prodhuese, sidomos në industrinë e tekstilit, të letrës dhe
ushqimore, përbërja e hekurit duhet të zvogëlohet në minimum.
Deferizatorët janë pajisje që përbëhen nga kolonat e mbushura me masë speciale
katalitike-filtruese MnO2, e cila me anë të katalizës e shndërron hekurin nga forma
tretëse në formë të patretshme dhe e mbanë në vehte. Hekuri i shtresuar kështu kohë pas
kohe zbrazet nga pajisja me larje me rrymim nga ana e kundërt, gjë që ka efikasitet të
lartë dhe shpenzime të ulëta eksploatuese.
Gjatë punës filtri nuk shfrytëzon kemikalie ndihmëse. Materiali katalitik MnO2 ka
qëndrueshmëri të madhe kohore dhe mund të dezinfektohet me klor aktiv të
koncentrimit deri në 2%.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
14
1.2.4. Deklorinimi i ujit dhe largimi i shijes dhe erës së keqe
Për të mirëmbajt gjendjen mikrobiologjike në rregull të ujit për pije, uji para
distribuimit në rrjetin e ujit të qytetit duhet patjetër të klorinohet dhe atë me një sasi pak
më të madhe të klorit, në mënyrë që ti mbahet steriliteti shtesë. Pikërisht kjo tepricë e
klorit, mundet me ndikua shumë keq në vetitë e ujit për pije (erë dhe shije), ndërsa në
kontakt me substancat organike mund të formojë kompozime mjaft të rrezikshme për
njeriun (disa nga to janë edhe kancerogjene). Për s’klorinim të ujit sot kryesisht
përdoren filtrat me karbon aktiv.
Ky sistem më së shpeshti përdoret për s’klorinim dhe dezodorim të ujit për pije, si
dhe në teknologjitë ushqimore të cilat përdorin ujin nga rrjeti.
Largimi i shijes dhe erës së pakëndshme të ujit të pijshëm dhe ujit për nevoja të
sintezës, në shumë raste është proces i domosdoshëm gjatë përgatitjes së tij për
përdorim. Ky proces quhet dezodorim që nënkupton përmirësimin e kualitetit të ujit,
gjegjësisht mënjanimin nga uji i substancave të cilat mund ti japin shije të keqe, erë, e në
disa raste edhe ngjyrë.
Metoda më efikase dhe më e përhapur për largimin e shijes së ujit është metoda e
përpunimit të tij me karbon aktiv në aparatin për filtrim, në të cilin vendoset në mes të
shtresës së rërës së kuarcit dhe zhavorrit shtresa e karbonit aktiv. D.m.th. edhe këtu si
edhe te deklorinimi dhe filtrimi shfrytëzohen filtrat me karbon aktiv (fig. 5). Karboni
aktiv si absorbues i fortë që është, i absorbon këto materie. Pas konsumimit të aftësisë
absorbuese të karbonit ai zëvendësohet me të ri. Të metat kryesore të kësaj metode të
dezodorimit të ujit janë nevoja për shpëlarjen e shpeshtë të filtrit, ç‘aktivizimi i shpejtë i
tij dhe korrozioni i pjesëve metalike të aparaturës.
1.2.5. Zbutja e ujit
Uji që përdoret për furnizimin e kazanëve të avullit duhet patjetër të zbutet.
Shtresa e gurit në muret e kazanëve të avullit është e dëmshme për kazan, sepse pengon
përcjelljen e nxehtësisë në ujë të kazanit, për çka gjatë harxhimeve të njëjta të lëndës
djegëse kazani prodhon dukshëm sasi më të vogël të avullit. Pastaj mjaft e pengon ujin
të ftohë muret e kazanit, të cilat nga jashtë nxehen nga gazrat e nxehtë, prej nga
llamarinat nxehen së tepërmi. Kjo nxehje e madhe e llamarinave të kazanit shkakton
ndryshimin e dukshëm të vetive mekanike të metalit, zvogëlon afatin e qëndrueshmërisë
së materialit, gjegjësisht ndërrimin e shpeshtë të pjesëve të kazanit.
Gjithashtu, guri i kazanit e ka edhe një veti shumë të dëmshme që gjatë punës së
kazanit, për shkak të koeficientëve të ndryshëm të zgjerimit, shumë herë pëlcet. Në këtë
rast uji që është në kazan vjen në kontakt me llamarinat e nxehta së tepërmi, ftohë
përnjëherë dhe në to shkakton dëmtime të ndryshme, në disa raste edhe eksplodimin e
kazanit.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
15
Zbutja e ujit ose procesi teknologjik i largimit të plotë të kripërave të tretura në
ujë është një nga proceset më delikate në teknologjinë e ujit, proces i cili ndikon në
mënyrë vendimtare në cilësitë e ujit dhe në përdorimin e tij. Për zbutjen e ujit përdoren:
a) metodat termike
b) metodat kimike dhe
c) metodat e këmbimit jonik.
1. 2. 5. a. Zbutja e ujit me metodat termike
Kjo metodë bazohet në zbërthimin e bikarbonateve të kalciumit dhe të
magneziumit nën ndikimin e nxehtësisë sipas reaksioneve të shënuara më sipër (1) dhe
(2) me ç’rast bëhet fundërrimi i tyre në formë të karbonateve.
Metoda termike e zbutjes së ujit është e përshtatshme për ujërat që kanë fortësi të
përkohshme të lartë dhe fortësi të përhershme të ulët, që janë raste të rralla. Kjo metodë
është metodë e shtrenjtë dhe e ngadalshme, kështu që përdoret rrallë.
1. 2. 5. b. Zbutja e ujit me metodat kimike
Metodat kimike për zbutjen e ujit janë më të përhapura në praktikën industriale.
Varësisht nga reagjentët që përdoren, metoda kimike e zbutjes së ujit zbatohet në tri
variante:
a) zbutja e ujit me gëlqere,
b) zbutja e ujit me baza dhe
c) zbutja e ujit me fosfate.
a) Zbutja e ujit me gëlqere
Zbutja e ujit me metodën kimike, duke përdorur si reagjent gëlqeren është një nga
metodat më të përhapura dhe më të lira të zbutjes. Si reagjent përdoret sherbeti i
gëlqeres- tretësira ujore e hidroksidit të kalciumit. Me përdorimin e gëlqeres si reagjent
për zbutje arrihet fundërrimi i plotë i tërë sasisë së magnezit dhe fundërrimi i kalciumit
që gjendet në formë të bikarbonatit, sipas reaksioneve:
Ca (HCO3)2 + Ca (OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O
Mg (HCO3)2 + Ca (OH)2 = Mg (OH)2 + 2CaCo3 + 2H2O
Me gëlqeren si reagjent fundërrohet njëkohësisht edhe hekuri, i cili ndihmon edhe
koagulimin e tretësirave koloidale.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
16
b) Zbutja e ujit me baza
Kjo metodë si reagjent përdorë hidroksidin e natriumit. Ashtu si edhe hidroksidi i
kalciumit, hidroksidi i natriumit ndikon në veçimin e bikarbonatit të kalciumit dhe tërë
sasisë së magneziumit. Kalciumi fundërrohet si karbonat, ndërsa magneziumi si
hidroksid. Si produkt i reaksionit në tretësirë paraqitet karbonati i natriumit. Veprimi i
hidroksidit të natriumit bëhet sipas reaksioneve:
Ca(HCO3)2 + 2NaOH = CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 4NaOH = Mg(OH)2 + 2Na2CO3 + 2H2O
MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl
Teprica e hidroksideve të kalciumit dhe të natriumit që mbetet pas zbutjes
neutralizohet, duke fryrë nëpër masën e ujit dyoksidin e karbonit, me ç’rast formohen
karbonati i kalciumit si komponent i patretshëm ose si karbonat i natriumit.
c) Zbutja e ujit me fosfate
Është metoda më e përsosur e zbutjes së ujit me përdorimin e reagjentëve. Metoda
siguron largimin e fortësisë së përhershme dhe të përkohshme të ujit. Procesi bazohet në
reaksionet:
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3 + 3CO2 + 3H2O
3CaCl2(MgCl2) + 2Na3PO4 = (Ca, Mg)3(PO4)2 + 3Na2SO4(6NaCl)
Reagjenti kryesor i metodës fosfatike të zbutjes së ujit është fosfati terciar i natriumit.
Metoda është shumë efikase, mirëpo përdorimi i saj është i kufizuar për shkak të çmimit
të lartë të reagjentëve.
Në shumë raste skemat parimore të metodave të zbutjes së ujit me përdorimin e
reagjentëve kimik u ngjajnë mjaft skemave teknologjike të pastrimit të ujit nga grimcat e
suspenduara dhe koloidale. Stabilimentet për zbutjen e ujit me metodat kimike përbëhen
prej aparateve për tretjen, përzierjen dhe dozimin e reagjentëve, përzierësve, dhomave të
fundërrimit dhe zmadhimit të grimcave, aparateve për fundërrim dhe filtrave. Duke
pasur parasysh faktin se kemi të bëjmë me një skemë teknologjike mjaft të komplikuar
dhe të përbërë prej një numri të madh aparatesh me përmasa të mëdha, janë krejt të
logjikshme përpjekjet për zvogëlimin e numrit dhe përmasave të aparateve. Si rezultat i
përpjekjeve të tilla lindi i ashtuquajturi ”reaktor turbulent” (fig. 6), i cili aparat
zëvendëson aparatet prej përzierësit e deri te fundërruesi.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
17
Fig. 6 - Reaktori turbulent
1-trupi i reaktorit
2-ventili i sigurimit
3-hyrja e ujit
4-hyrja e reagjentit
5-dalja e ujit të zbutur
6-hyrja për ndërrimin e masës
7-gypi për largimin e fundërresës
Reaktori turbulent është një enë konike e mbushur deri diku me një sasi të
caktuar të shtresës filtruese, të përbërë prej grimcave të rërës së kuarcit, antracitit ose
mermerit me madhësi rreth 0,25 mm. Reagjentët dhe uji futen në reaktor me shpejtësi të
zmadhuar, duke mundësuar lëvizje turbulluese dhe përzierje më të mirë të reagjentëve
me ujin, me ç’rast fundërrinat shtresohen mbi sipërfaqen e grimcave, të cilat zmadhojnë
përmasat e tyre. Kur përmasat e grimcave arrijnë kufirin 1,5-2 mm ato fillojnë të
fundërrohen dhe ky është tregues se masa duhet të zëvendësohet me një masë të re.
1. 2. 5. c. Zbutja e ujit me këmbyes jonik
Kjo metodë mbështetet në vetinë e disa substancave të ngurta që të absorbojnë
jonet e tretura në ujë, duke lëshuar njëkohësisht në ujë jonet nga struktura e tyre.
Substancat e tilla quhen këmbyes jonik, sorbentë jono këmbyes, ose jono këmbyes. Këto
materie gjejnë sot përdorim të gjerë në praktikën industriale të pastrimit të ujit nga
kripërat e tretura, në radhë të parë për shkak të shpejtësisë dhe efikasitetit të veprimit.
Përveç për zbutje, jonet përdoren edhe për demineralizimin (shkripëzimin) e plotë të
ujit.
Gjatë procesit fiziko-kimik të këmbimit të joneve mund të bëhet këmbimi i
anioneve dhe kationeve. Jonet që kanë veti për këmbimin e kationeve quhen kationite,
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
18
ndërsa jonet që bëjnë këmbimin e anioneve- anionite. Kationitet me aftësi të lëshimit të
joneve të hidrogjenit quhen H-kationite, ndërsa anionitet me aftësi të lëshimit të joneve
hidrokside quhen OH-anionite.
Sipas origjinës dallojmë këmbyes jonik me origjinë minerale ose inorganike
dhe këmbyes jonik me origjinë organike. Këmbyesit jonik me origjinë minerale mund të
jenë komponime natyrore ose artificiale (sintetike). Këmbyesit jonik me origjinë
organike janë kryesisht komponime sintetike. Si sorbent jonik sintetik mund të përdoren
silikageli dhe oksidi i aluminit. Ndërsa grupit të joniteve inorganike sintetike i takon
edhe permutiti si produkt me strukturë amorfe, i cili përfitohet nga veprimi në mes të
silikatit të natriumit dhe aluminatit të natriumit. Sorbent jon shkëmbyes sintetik të
njohur janë edhe fosfati i bariumit dhe hidroksidi i zirkoniumit.
Sot për zbutjen e ujit kryesisht përdoren filterët jon shkëmbyes, të cilët
përbëhen nga kolonat jon shkëmbyese të mbushura me sasi të konsiderueshme të masës
jon shkëmbyese e cila i absorbon jonet e kalciumit dhe të magneziumit, të cilat i
zëvendëson me jone të natriumit, me ç’rast fortësia e ujit mënjanohet.
Këta filtra jon shkëmbyes janë aparate cilindrike (fig. 7 ). Në pjesën e poshtme
të aparaturës është vendosur një pllakë metalike me vrima dhe mbi te shtresa e jonitit.
Nën këtë pllakë gjendet shtresa e zhavorrit dhe në të sistemi i gypave të drenazhit për
largimin e ujit të zbutur.
Fig. 7 - Filtri jonik
1-masa e kationitit,
2-shtresa e rërës-zhavorrit
3, 4-hyrja e tretësirës së rigjenerimit
5-shpërndarësi i ujit
6-sistemi i drenazhit për daljen e ujit
të zbutur
Nëse në filtrin jonik gjendet masa e kationitit, me lëshimin e ujit nëpër të, bëhet
këmbimi i joneve të kalciumit dhe magnezit nga uji me jonet aktive të kationitit (jonet e
natriumit) sipas reaksioneve:
2[R1] Na + Ca2+
[R1]2Ca + 2 Na+
2[R1] Na + Mg2+
[R1]2Mg + 2 Na+
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
19
Në këtë mënyrë në tretësirë-në ujë, në vend të bikarbonateve, sulfateve,
klorureve dhe kripërave tjera të kalciumit dhe të magneziumit mbesin kripërat përkatëse
të natriumit, të cilat nuk shkaktojnë fortësi.
Procesi i këmbimit vazhdon deri sa të bëhet ngopja e masës së kationitit. Me
këtë rast futja e ujit në aparat ndërpritet dhe fillon procesi i rigjenerimit (i përtërirjes ) së
jonitit, duke lëshuar me rrymim nga ana e kundërt nëpër masën e jonitit tretësirën për
rigjenerim. Si tretësirë për rigjenerim zakonisht përdoret tretësira e klorurit ose
hidroksidit të natriumit (NaCl) me ç’rast jonet e kalciumit dhe magneziumit përsëri
zëvendësohen me jone të natriumit. Rigjenerimi bëhet sipas reaksioneve:
[R1]2 (Ca, Mg) + 2NaCl 2 [R1] Na + (Ca, Mg) Cl2
Me procesin e zbutjes, siç theksuam më sipër, bëhet këmbimi i joneve të
kalciumit dhe magneziumit me jonet e natriumit, të cilat nuk shkaktojnë fortësi.
Si veti negative e zbutjes së ujit është rritja e vetive korrozive të tij. Kështu që
në shumë raste uji i zbutur duhet të neutralizohet me acid fosforik apo sulfurik.
Në krahasim me metodat kimike të zbutjes së ujit, metodat jono këmbyese
janë më të përshtatshme dhe më elegante, por janë më të shtrenjta. Përdorimi i tyre është
më i levërdishëm për ujërat me fortësi të vogël.
Zbutësit përdoren për përgatitjen e ujit për kazana të presionit të ulët, te
sistemet e ndryshme nxehëse dhe ftohëse, në spitale, hotele për larjen e rrobave, si dhe
te të gjitha rastet ku pengon fortësia e rritur e ujit.
Një filtër automatik për zbutjen e ujit është treguar në fig. 8.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
20
Fig. 8 –Filtri automatik për zbutjen e ujit
KAV- koka automatike me valvola, ZK- zbutësi katjonik ,ER- ena për reagjent, M- manometri,
V-valvolat,
Prodhimin e ujit të zbutur e drejton koka automatike me valvola. Koka
automatike e kontrollon punën e zbutësit të ujit dhe mund të rregullojë fillimin e
rigjenerimit në kohë (p.sh. çdo të dytën ditë) ose në bazë të vëllimit të ujit të prodhuar të
zbutur (p.sh. pas 20 m3
), por në të dy rastet rigjenerimi, i cili zgjatë rreth tre orë, duhet të
kryhet herët në mëngjes rreth orës 2 kur mendohet që nuk ka kërkesa për ujë të zbutur.
Rigjenerimi mund të startohet edhe me dorë në çfarëdo kohe.
Zbutësi i dyfishtë jonik i ujit dallohet nga zbutësi i mësipërm sepse është në
gjëndje të prodhojë ujë të zbutur pa ndërpre (kontinuale). Në këtë version shfrytëzohen
dy kolona identike nga të cilat njëra është në punë deri sa tjetra bënë rigjenerimin dhe
është në pritje për punë.
Rrjedhja e ujit nëpër kolonën që është në punë matet dhe kur të arrihet sasia e
definuar që më parë e ujit të prodhuar të zbutur, koka automatike me valvola e lëshon në
punë kolonën tjetër. Masa e ngopur jonike në kolonën e parë rigjenerohet dhe është në
pritje deri sa të mbushet kolona e dytë, kur koka automatike me valvola përsëri e kthen
procesin në kolonën e parë.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
21
Fig. 9- Pamja e një vije të trajtimit të ujit në stacion me kapacitet
1200 l/h me zbutës të dyfishtë të ujit (dy kolonat e kaltërta)
1.2.6. Dekarbonizimi i ujit
Dekarbonizimi është veprim me të cilin nga uji largohet fortësia karbonate.
Bëhet fjalë për pajisjen jon këmbyese të mbushur me masë speciale jon këmbyese, e cila
masë jonet e kalciumit dhe të magneziumit të fortësisë karbonate i zëvendëson me jonet
e hidrogjenit. Kështu në vend të kripërave me fortësi karbonate formohet sasia
ekuivalente e acidit karbonik, i cili nëse pengon, mund të ç’ajroset. Kripërat me fortësi
jo karbonate gjatë këtij procesi kalojnë pa ndryshime. Masa jon këmbyese pas
konsumimit të kapacitetit të vet rigjenerohet me lëshimin e tretjes së dobët të acidit
klorhidrik (HCl), pas të cilës përsëri është e gatshme për punë.
Dekarbonizimi i ujit është veçanërisht i nevojshëm gjatë prodhimit të pijeve
freskuese të gazuara, për shkak të problemeve që shkaktojnë kripërat e fortësisë
karbonate (gazimi i vështirësuar, zvogëlimi i thartirës për shkak të reaksioneve me
thartirë të pemëve, zvogëlimi i ëmbëlsisë për shkak të reaksioneve me sheqerna , etj. ).
1.2.7. Denitratizimi i ujit
Përmbajtja e nitratit mbi kufirin e lejuar, përveç ndikimeve mjaft të dëmshme
në shëndetin e njeriut, më së shpeshti është një shenjë e ndotjes së ujit me substanca
organike të cilat mund të jenë me prejardhje fekale.
Për mënjanimin e nitratit prodhohen pajisje me bazë të masave jon
shkëmbyese me jon-selektiv special me të cilat joni nitrat konvertohet në jon klorid të
padëmshëm. Pas ngopjes denitratizatori rigjenerohet me tretje të kripës së kuzhinës.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
22
1.2.8. Degazimi i ujit
Me degazim të ujit kuptojmë largimin e gazrave të tretura në ujë. Në ujërat
natyror janë të pranishme gazrat: ajri, dyoksidi i karbonit dhe në sasi më të vogël edhe
gaze tjera. Në ujërat industrial të rikthimit - ujërat qarkulluese, në sasi relativisht të
mëdha gjinden gazet si dyoksidi i karbonit, sulfuri i hidrogjenit, oksigjeni etj.
Gazrat në ujë ndikojnë në rritjen e vetive agresive të ujit ndaj materialeve
konstruktive. Dyoksidi i karbonit i tretur në ujë tregon veprim agresiv ndaj betonit,
ndërsa gazet e tjera si oksigjeni, sulfuri i hidrogjenit dhe dyoksidi i karbonit, tregojnë
veti agresive ndaj metaleve, sidomos hekurit dhe bakrit. Përmbajtja e gazeve të tretura
në ujë është sidomos e rrezikshme për ujin që përdoret për prodhimin e avullit.
1. 2. 8. a. Metodat fizike të degazimit të ujit
Këto metoda mbështeten në kontaktin e ujit me ajrin, që do të thotë se kemi të
bëjmë në të vërtetë me ajrosje të ujit. Kalimi i gazeve të tretura prej ujit në ajrin për
degazim është pasojë e presionit parcial të zvogëluar të ajrit në krahasim me presionin e
gazit që largohet. Degazimi i ujit me ajrosje bëhet me anë të stërpikjes së tij në formë të
shiut ose në formë të fontanës.
Fig. 10- Skema e degazimit të ujit me stërpikje në formë të fontanës
Pajisja më e përsosur për degazimin e ujit është kulla për ftohjen (freskimin) e
ujit (fig. 11). Kullat për freskim mund të kenë forma të ndryshme, si: cilindrike,
prizmatike, të kupës apo të piramidës së cunguar. Ato ndërtohen prej druri ose betoni
dhe brenda janë të mbushura me fletë në formë rrjetash, të cilat sigurojnë kontakt më të
mirë të ujit me ajrin për ftohje. Si material mbushës mund të përdoret koksi, druri, etj.
Uji hyn në krye të kullës dhe me ndihmën e aparateve të posaçme stërpiket në mënyrë të
barabartë mbi tërë sipërfaqen e kullës. Ajri për ftohje lëviz në drejtim të kundërt me
ventilim natyror ose të detyruar.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
23
Përveç efektit të degazimit arrihen edhe efekte të ftohjes për shkak të avullimit
të pjesshëm të ujit. Kullat për ftohje janë stabilimente që kanë përdorim të gjerë si për
degazim, ashtu edhe për freskim të ujit, sidomos të ujërave të rikthimit.
Fig. 11- Kulla për ftohje
1-Trupi i kullës, 2- Mbushja, 3-Hyrja e ajrit, 4- Dalja e ajrit, 5- Pompa, 6- Pajisja për ftohje ose
absorbim me ndihmë të ujit.
1. 2. 8. b. Metodat kimike për degazim të ujit
Metodat kimike për degazim të ujit janë më të shtrenjta dhe shpeshherë kanë
si pasojë ndotjen shtesë të ujit. Ky është edhe shkaku kryesor që këto metoda kanë
përdorim të kufizuar, megjithëse janë mjaft efikase. Bazohen në përdorimin e
reagjentëve me të cilët reagojnë me gazet e tretura në ujë.
Largimi i oksigjenit të tretur në ujë mund të bëhet, p.sh. duke bërë filtrimin e
ujit nëpër masën e ashklave(zdrukthave) të hekurit, me ç rast ndodhë reaksioni:
4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3
Oksigjeni po ashtu mund të largohet duke bërë përpunimin e ujit me sulfit të natriumit,
sipas reaksionit:
2 Na2SO3 + O2 2 Na2SO4 , etj.
Si mjet për lidhjen e oksigjenit mund të përdoret edhe hidrazimi. Sulfuri i hidrogjenit
(H2S) largohet nga uji duke bërë oksidimin e tij me oksigjenin e ajrit ose me klor.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
24
1.2.9. De mineralizimi i ujit
De mineralizimi apo shkripëzimi i plotë i ujit bëhet për nevoja të ndryshme.
Shumë herë për nevoja medicinale, farmaceutike, laboratorike, kozmetike ose proceseve
tjera teknologjike, kërkohet në kuptimin kimik ujë absolutisht i pastër, i liruar nga të
gjitha kripërat e tretura. Kësi uji fitohet me anë të demineralizimit.
Demineralizatori është aparaturë e cila, varësisht nga kualiteti i ujit që
përpunon, përbëhet nga dy ose më shumë kolona jon shkëmbyese me mbushje të
ndryshme të lidhura në seri. Duke kalua nëpër këtë sistem uji lirohet nga të gjitha
kripërat e tretura. Masat jon shkëmbyese në këto kolona rigjenerohen me tretësirat e
acidit klorhidrik(HCl) dhe të hidroksidit të natriumit (NaOH).
Demineralizatorët shërbejnë për prodhimin e ujit të demineralizuar me
përcjellshmëri elektrike specifike nga 0 deri në 10 μS/cm(mikroSiemens/cm).
Prodhohen të formës manuale dhe automatike në dy versione të ndërtimit të aparaturës:
të thjeshtuar dhe të zgjeruar. Për demineralizimin e plotë të ujit përdoren:
a) metoda e këmbimit jonik,
b) metoda elektrokimike
c) metoda e ajrosjes dhe
d) metoda e distilimit.
Për shkripëzimin e plotë të ujit përdoret sistemi i aparaturës i ngjashëm me
sistemet për zbutjen e thjeshtë të ujit (fig. 12). Aparatet kryesore të këtij sistemi janë
filtrat kationik dhe anionik, degazuesi dhe filtri i përzier. Uji së pari futet në filtrin
kationik, në të cilin gjendet masa e H- kationitit e cila e bënë absorbimin e joneve të
kalciumit dhe magneziumit, kështu që pas kësaj mbeten në ujë vetëm anionet sulfate,
klorure, silikate dhe karbonate. Reaksioni i procesit mund të shprehet me ekuacionin
kimik:
2 [R] H + Ca2+
+ Mg2+
[R2] ( Ca, Mg ) + Cl -1
+ SO4
2 -
+ SiO3
2 -
+ CO3
2 -
Pas filtrit kationik, uji dërgohet në filtrin e parë anionik me masë të anionit të dobët
bazik që bën këmbimin e anioneve sulfate dhe klorure, sipas reaksionit:
3 [R’] OH + Cl -
+ SO4
2 -
[R’2] SO4 + [R’] Cl + 3 OH -
Uji që del nga filtri i parë anionik përmban tash vetëm anionet silikate dhe
karbonate. Anionet karbonate (dyoksidi i karbonit ) veçohet në degazuesin që gjendet
pas filtrit të parë anionik. Uji pas kësaj dërgohet në filtrin e dytë anionik me masë të
anionit të fortë bazik, me të cilin bëhet veçimi i anioneve silikate, sipas reaksionit :
2 [ R”] OH + SiO3
2 -
[R”]2 SiO3 + 2 OH -
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
25
Fig. 12-Skema teknologjike e sistemit të aparateve për demineralizimin e plotë të ujit
1-Hyrja e ujit natyral, 2-Filtri kationik, 3-Filtri i dobët anionik, 4-Degazuesi, 5- Filtri anionik i fortë,
6-Filtri i përzier, 7-Dalja e ujit të demineralizuar
Në skemë shihet se rigjenerimi i joniteve bëhet me përdorimin e tretësirave të
acidit klorhidrik dhe hidroksidit të natriumit.
Në fund të sistemit të aparateve gjendet edhe filtri i përzier që shërben si
korrektor i gabimeve dhe i lëshimeve në fazat e mëparshme të procesit të
demineralizimit.
Demineralizatori manual në version të thjeshtuar përbëhet nga:
dy kolona, të punuara me material polimeri, nga jashtë të forcuara me fije të
tekstilit të zhytura në epokside, të cilat përmbushin kriteret për përdorim në trajtimin
e ujit në industrinë kimike, farmaceutike dhe ushqimore. Kolonat janë rrezistente nga
ndikimi i presioneve të larta (deri në 10 bar), nga korrozioni dhe nga ndikimi i
acideve dhe bazave.
ujëmatësi
filtri mekanik në hyrje prej 25μm dhe në dalje prej 5μm
konduktometri procesor i atestuar
dy rezervuarë nga PP për përgatitjen e tretësirave për rigjenerim
sistemi i gypave dhe lidhjeve nga PVC i fortë
valvolat sferike dhe dy injektor vakumor.
Rigjenerimi i sistemit, që zgjatë rreth tri orë bëhet pas stërngopjes së tij ( që
vërtetohet në treguesin e konduktometrit).
Në figurën 13, janë paraqitë skemat teknologjike të dy versioneve të
mundshme të demineralizatorit (a-versioni i thjeshtuar dhe b-versioni i zgjeruar).
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
26
Fig. 13 a-Skema teknologjike e demineralizimit të ujit (versioni i thjeshtuar)
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
27
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
28
Metodat tjera për demineralizimin e plotë të ujit
Ndër to është metoda elektro kimike e shkripëzimit të ujit e cila mbështetet në
veçimin e anioneve dhe kationeve të tretura në ujë nëpërmjet fundërrimit të tyre mbi
sipërfaqet e katodave dhe të anodave, të vendosura në banja të posaçme të elektrolizës.
Kjo metodë është mjaft efikase por edhe e shtrenjtë, kështu që përdoret rrallë.
Produktet kryesore të saj janë oksigjeni, si produkt i anodës dhe hidrogjeni, si produkt i
katodës.
Mënyra më e përsosur për shkripëzimin e ujit është distilimi. Përdorimi i tij në
përmasa më të mëdha është i kufizuar me shpenzime të larta të energjisë termike.
1.2.10. Dezinfektimi dhe dekontaminimi i ujit
Me dezinfektim dhe dekontaminim kuptojmë mbytjen e baktereve të cilat
shkaktojnë sëmundje të ndryshme. Për dezinfektim dhe dekontaminim të ujit përdoren
metoda të ndryshme.
Metodat me reagjent përdoren më së tepërmi në praktikë, prej të cilave më të
rëndësishmet janë metoda e klorinimit dhe metoda e ozonimit.
Klorinimi i ujit, është metoda më e përhapur për dezinfektimin e ujit, përkatësisht
për mbytjen e baktereve të ndryshme.
Në fillim si reagjent përdorej kloruri i gëlqeres, kurse prej vitit 1910 përdoret edhe
përpunimi i ujit me klorin e gaztë. Përveç tyre, sot për klorinimin e ujit përdoren edhe
hipokritet dhe aminat e klorit.
Veprimi i klorit shpjegohet me faktin se ai bën oksidimin e substancës organike të
protoplazmës së baktereve, sidomos bacileve të tifos së zorrëve dhe dizenterisë, të
vibrioneve të kolerës etj. Përveç këtyre veprimeve, klori reagon edhe me një varg
komponimesh dhe përbërësish organik dhe inorganik të ujit, kështu që efektet e veprimit
të tij nuk qëndrojnë vetëm në dezinfektim, por edhe në ç’ngjyrosje, largimin e erës dhe
të shijes dhe në lehtësimin e proceseve të koagulimit dhe të fundërrimit.
Në rastet kur uji përmban fenole, përdorimi i procesit të klorinimit për
dezinfektim dhe dekontaminim, ka si pasojë keqësimin e shijes dhe erës së ujit. Ky efekt
i padëshiruar mund të evitohet me përdorimin e dozave më të mëdha të klorit (10 mg/l).
Dozat më të mëdha të klorit ndikojnë edhe në shndërrimin e fortësisë karbonate në atë jo
karbonate, sipas këtij reaksioni:
Ca(HCO3)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O + 2CO2
Aparati më i përdorur për klorinim me klor të gaztë është klorinatori vakumor
(fig. 14) i cili për nga konstruksioni dhe mënyra e funksionimit i përngjanë mjaft
pompës së ujit.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
29
Fig.14- Klorinatori vakumor
1-Hyrja e ujit, 2-Hyrja e klorit, 3-Dhoma e thithjes, 4-Difuzori, 5-Dhoma e përzierjes
Procesi i dezinfektimit dhe i dekontaminimit me ozon, megjithëse i zbuluar në
fillim të këtij shekulli, përdorim më të gjerë gjeti viteve të fundit. Sipas të dhënave nga
praktika, ozoni i zhduk bakteret deri në 15 herë më shpejtë se klori. Përveç kësaj
manipulimi me të është më i lehtë dhe më i parrezikshëm dhe nuk len asnjë pasojë në
shijen dhe në erën e ujit. Efektet e zhdukjes së baktereve me përdorimin e ozonit janë
mjaft të larta (98-99%). Epërsitë e përdorimit të ozonit qëndrojnë në faktin se ai
zëvendëson të tre proceset e përdorura gjerë më tani: largimin e ndyrësirave organike (të
gjalla dhe jo të gjalla), përpunimin e ujit me karbon aktiv dhe klorinimin.
Metodat pa reagjent të dezinfektimit dhe të dekontaminimit të ujit janë: rrezatimi
me rrezet ultra-vjollcë, përpunimi me valët e ultratingujve dhe përpunimi termik i ujit.
Këto metoda janë mjaft efikase, por përdorimi i tyre është i shtrenjtë.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
30
1.3. AVULLI I UJIT
Avulli i ujit është avull i cili formohet nga avullimi i ujit dhe paraqet ujin në
gjendje agregate të gazët. Avulli i ujit bënë pjesë në të ashtuquajturat gaze reale, sepse
te ai prodhimi i shtypjes së tij (p) dhe vëllimit (V), pra prodhimi p∙V edhe në
temperaturë të njëjtë nuk mbetet konstant (i pandryshueshëm) si te gazet ideale të cilat i
nënshtrohen ekuacionit të Klapejronit (barazimit të gjendjes së gazit: p∙V=R∙T, ku R
është konstante e gazit, e T-temperatura absolute). Për këtë arsye, gjendja e avullit të ujit
karakterizohet edhe me shtypje e temperaturë, të cilat përcaktojnë sasinë e nxehtësisë së
domosdoshme për përfitimin e avullit gjatë ngrohjes së ujit deri në temperaturën e vlimit
(e cila varet nga shtypja dhe anasjelltas) dhe më tutje deri në avullimin e plotë, e pastaj
edhe deri në tej ngrohjen e avullit të ujit. Në shtypje atmosferike (760 mm Hg=1 atm)
avulli i ujit zë një vëllim afërsisht 1600 herë më të madh nga vëllimi i ujit prej të cilit
është prodhuar avulli. Avulli i cili fitohet në shtypje më të lartë, zë vëllim më të madh,
p.sh., në 100 ata (atmosfera absolute: 1 ata= 1 kp/cm2
= 9,81 kN/cm2
) vetëm 12,7 herë
më të madh se sa vëllimi i ujit nga i cili është formuar. Më në fund, në ndonjë shtypje të
caktuar avulli ka vëllim të njejtë sa edhe uji nga i cili është formuar. Kjo gjendje quhet
gjendje kritike dhe është karakteristike për çdo lloj materie. Për ujin dhe avullin e ujit
gjendja kritike formohet në shtypje pk=225,5 ata, në temperaturë tk=374,4 °C dhe në të
cilën çdo kilogram avull (respektivisht ujë) zë vëllimin specifik Vk =0,003 m3
/kg=3
dm3
/kg.
Siç dihet, uji kalon nga gjendja e lëngët agregate në gjendje të avullit apo të gazët
në dy forma: me avullim dhe me vlim.
Avullimi i ujit kryhet në çdo temperaturë. Sipas teorisë kinetike të fluideve,
molekulat e ujit vazhdimisht janë në lëvizje. Një pjesë e molekulave të ujit, gjatë
lëvizjes së tyre të pandërprerë dhe të parregullt, që posedojnë shpejtësi mjaft të madhe të
lëvizjes, arrijnë të zotërojnë forcat kohezione gjatë kalimit nëpër sipërfaqen e lirë të
lëngut dhe kalojnë në hapësirën mbi lëng. Te kjo mënyrë, kalimi i ujit nga gjendja e
lëngët në gjendje të avullit bëhet vetëm në sipërfaqe të lëngut. Molekulat e ujit në pika të
imëta iu nënshtrohen forcave të vogla kohezione gjatë kalimit nëpër sipërfaqe të lirë pasi
që domeni i tyre tërheqës përmban numër më të vogël të molekulave të lëngut se sa
molekulat e ujit te pikat më të mëdha ose te sipërfaqet e rrafshëta të ujit.
Për këtë arsye avullimi më i shpejtë do të bëhet te rasti i parë se sa te i dyti. Mbi lëng
molekulat e avullit të formuar gjenden në lëvizje të vazhdueshme të parregullt, gjatë së
cilës disa nga to, tërhiqen prapa në lëng. Me qëndrim më të gjatë të ujit në enë të hapur,
ai i tëri do të avullohet. Mirëpo, në enë të mbyllur gjatë avullimit të ujit në çdo moment
më shumë molekula të ujit kalojnë nga gjendja e lëngët në gjendje avulli, se sa që
kthehen nga avulli në lëng dhe ky avullim zgjatë gjithnjë deri sa të arrij i ashtuquajturi
drejtpeshim dinamik. Gjatë kësaj me shprehjen drejtpeshim dinamik nënkuptojmë rastin
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
31
kur numri i molekulave që e lëshojnë lëngun barazohet me numrin e molekulave të cilat
kthehen prapa në lëng në të njëjtën kohë. Në këtë rast hapësira mbi lëng në enë të
mbyllur është e ngopur me avull, sepse e njëjta nuk mundet në atë temperaturë me
pranua më shumë molekule të ujit në vehte.
Vlimi i ujit . Me nxehjen e ujit në enë të hapur rritet temperatura e tij dhe shtohet
avullimi. Pas një kohe të nxehjes fillojnë të lajmërohen fluskat e avullit në brendi të
lëngut ose në mure të enës. Fluskat e avullit, të cilat formohen me shpejtësi, tregojnë
paraqitjen e dukurisë e cila quhet vlim, ndërsa temperatura në të cilën kryhet vlimi quhet
temperatura e vlimit ose pika e vlimit.
Për ujin në shtypje normale kjo e ka vlerën 100˚C dhe mbetet e pandryshuar gjatë
tërë kohës së vlimit. Arsyeja pse nxehtësia e cila harxhohet për të ndërrua gjendjen
agregate të lëngut, nuk ndikon në treguesin e termometrit, quhet nxehtësi latente (e
mëshehur) e avullimit dhe shënohet me r[kcal/kp] dhe është funksion i shtypjes. Gjatë
presionit normal të jashtëm 1 [At] vlera e saj është 538,7 [kcal] ≈ 539 [kcal] për 1 [kp]
uji.
Nëse ena ku e nxejmë ujin deri në pikën e vlimit është e mbyllur, atëherë pika e
vlimit varet nga presioni në të cilin bëhet vlimi. P.sh. temperatura e vlimit ka vlerën:
për presion 1[at] = 1 [kp/cm2
] = 735,6 [mmHg]......................tv = 99,1 ˚C
për presion 1[At] = 1,033[kp/cm2
] = 760,0[mmHg]................tv = 100 ˚C
për presion 50 [at]....................................................................tv = 262,7 ˚C
për presion 100 [at] .................................................................tv = 309,5 ˚C
Gjatë nxehjes së ujit në një enë të mbyllur me presion të vazhdueshëm do të vërejmë se
temperatura vazhdimisht do të rritet. Në vendin ku bëhet nxehja e enës nga ndonjë burim
nxehtësie fillojnë të formohen fluskat e avullit, të cilat posa të formohen ngrihen lart kah
sipërfaqja e lëngut, mirëpo para se të arrijnë në sipërfaqe, ato zhduken nga se në rrugë e
sipër, gjatë takimit me shtresat e ftohta të ujit, ato kondenzohen. Kjo do të ndodhë
gjithnjë deri sa uji të mos arrijë temperaturën e vlimit, gjegjësisht kur fluskat e avullit të
ujit të fillojnë me shpejtësi të formohen në tërë vëllimin e lëngut dhe pa u kondenzua të
formojnë vëllim gjithnjë e më të madh, veçanërisht për rreth mureve të enës dhe në
vendet e nxehjes së enës. Fluskat e tilla të formuara të avullit të ujit ngrihen si më të
lehta kah sipërfaqja e lëngut, ku me shpejtësi pëlcasin dhe shkojnë në hapësirën mbi
lëng.
Avulli i ujit përdoret në industri, ekonomi, në ekonominë komunale dhe në
ndërtesa për ngrohje dhe për përfitimin e energjisë mekanike në pajisjet industriale dhe
reparte, ku shërben si trup punues (bartës i energjisë termike e cila në makinat me avull
ose në turbinat e avullit transformohet në energji mekanike ).
Për ngrohje më së shpeshti përdoret avulli i ujit i ngopur me presion 1,2 deri 15
ata. Për përfitimin e energjisë mekanike zakonisht përdoret avulli i ujit i tej ngrohur me
presion edhe deri në 170 ata dhe me temperaturë të tej ngrohjes deri 550 °C.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
32
Avulli i ujit shërben si trup punues në makinat me avull dhe turbinat me avull dhe
gjithnjë e më shumë po përdoret për prodhimin e energjisë elektrike në termoelektrana
me ndihmën e turbinave (afër 65 % e prodhimit botëror të rrymës elektrike). Gjithashtu
avulli i ujit, paraqet trupin e vetëm punues në termoenergjetikën atomike, etj.
2. AJRI
Ajri si përzierje e shumë gazrave ka fitua të drejtën në teknikë të jetë si gaz me
prioritet dhe të përdoret më së tepërmi si gaz teknik. Përdorimi i tij në shumicën e
rasteve bëhet në presione të rritura. Ajri i komprimuar, si fluid energjetik, në teknikë ka
rol të rëndësishëm. Përsosja e kompresorëve dhe pajisjeve për ajër të komprimuar, e me
te edhe e materialeve që përdoren, ka bë që aparaturat për ajër të komprimuar të
aplikohen në lëmi të reja të ndryshme, në industri dhe në teknikën procesore. Fushat e
përdorimin janë aq të gjëra, sa që është vështirë të përshkruhen të gjitha.
Vetitë fiziko-kimike
Masa molekulare Majr = 28,95[kg/kmol]
Dendësia në 1,033 bar dhe 0o
C ρ= 1,293 kg/m3
Konstanta gazore R = 287 J/(kgK)
Kapaciteti specifik i nxehtësisë në 20o
C dhe1,033 bar cp = 1,00 kJ/(kgK)
cv = 0,72 kJ/(kgK)
Raporti cp/cv = 1,4
Viskoziteti në 0˚C dhe 1,033 bar 173 ·106
P
Temperatura e vlimit 78 deri 81 K
Nxehtësia e avullimit gjatë 1 bar r = 197 kJ/kg
Dendësia e ajrit të lëngësht gjatë -195˚C ρ = 861 kg/m3
Koeficienti i përcjellësh. së nxehtësisë gjatë 0˚C dhe 1 bar λ = 0,0245 W/(mK)
Parametrat kritik: temperatura 132,25 K
shtypja 37,74 bar
dendësia 310 deri 350 kg/m3
Siç është theksua në hyrje, për ajrin është shkrua mjaft dhe është analizua, qoftë
nëse janë dhënë shënime si për gaz ose i analizuar si ajër i lagësht në disa procese të
këmbimit të nxehtësisë dhe materies (lëngështimi, klimatizimi, tharja e të ngjashme.),
në të cilin rast ai është materie punuese.
Në kushte normale ajri është në gjendje gazi dhe sillet sipas ekuacionit të gjendjes
së gazrave ideale, dhe në funksion të temperaturës dhe presionit. Meqenëse ajri shpesh
përdoret si i komprimuar, do të jepet pamja e disa ndërrimeve karakteristike të gjendjes,
të cilat hasen më së shumti në praktikë.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
33
2.1. Ngjeshja izotermike
Ngjeshja izotermike kryhet gjatë temperaturës normale, ndërsa nxehtësia e krijuar
gjatë ngjeshjes largohet me ndihmën e ndonjë mjeti ftohës. Vlen ekuacioni i izotermës
sipas ligjit të Bojl-Mariotit.
p·v = const. gjegjësisht
2
1
12
p
p
vv  ,
ku janë,
p1, bar, presioni në gjendjen 1,
p2, bar, presioni në gjendjen 2,
v1, m3
/kg, vëllimi specifik në gjendjen 1,
v2, m3
/kg, vëllimi specifik në gjendjen 2.
2.2. Ngjeshja adiabatike
Ngjeshja adiabatike është ndërrimi i gjendjes pa shkëmbim nxehtësie. Gjatë
ngjeshjes bëhet nxehja ndërsa gjatë zgjerimit ftohja e ajrit. Vlen ekuacioni i adiabatës
sipas ligjit të Gej-Lusakut
.,constvp  
Gjegjësisht duke shfrytëzua relacionet tjera nga ekuacioni i gjendjes
,
2
1
12








v
v
pp bar, ,
2
1
12








v
v
TT K, ,
1
1
2
12









p
p
TT K,
Ku janë
T1, K, temperatura e ajrit në gjendjen 1,
T2, K, temperatura e ajrit në gjendjen 2,
χ= cp/cv, eksponent i adiabatës (për ajër ka vlerën 1,4).
Praktikisht ngjeshja e ajrit, për shkak të shpejtësisë së madhe të zhvillimit kryhet
në mënyrë adiabatike. Por edhe në këtë rast bëhet një rritje e madhe e temperaturës së
ajrit të ngjeshur.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
34
Shembull
Ajri duhet të ngjishet sipas adiabatës nga presioni 1 bar deri në presionin prej 10 bar.
Temperatura e fillimin të ajrit është 20˚C. Sa do të jetë temperatura në fund të procesit
të shtypjes?
Në bazë të ekuacionit 568
1
10
293
4,1
14,11
1
2
12 















p
p
TT K, gjegjësisht t2=295˚C.
T1=20+273=293 K (nga 0˚C=273K)
Temperatura prej 295˚C është shumë e lartë dhe e padurueshme për kompresor. Në këtë
temperaturë vaji për lyerje ndizet, e mund të vjen edhe deri te eksplodimi i gazrave të
vajit. Këto temperatura të larta mënjanohen me masa të caktuara konstruktive. Në
princip nuk guxon të kalohet temperatura e ajrit mbi 200˚C.
2.3. Ngjeshja politropike
Gjendet në mes ngjeshjes izotermike dhe adiabatike. Kjo mund të quhet “ngjeshje
reale”. Ekuacioni i adiabatës vlenë njësoj edhe për politropën (ndërrimi politropik i
gjendjes), kur eksponenti χ të zëvendësohet me eksponentin e politropës n. Eksponenti i
politropës varet nga kushtet dhe rrjedhimi i ekspansionit gjegjësisht kompresionit. Me
prova është përcaktua dhe gjendet për ajër në kufinjë prej 1 deri 1,4. Vlejnë të njëjtat
relacione si për izotermë dhe adiabatë kur të merret
n=1 p·v = const. (izoterma),
n= χ .constvp  
(adiabata).
2.4. Prodhimi i ajrit të komprimuar
Kompresorët shërbejnë për ngjeshjen dhe transportimin e ajrit, gazrave dhe
avujve në përgjithësi. Në përdorim janë kompresorët:
me piston, rrotacion, me vida dhe turbo kompresorët.
Principi i shtypjes te makinat pistonike është mënyra më e vjetër e ngjeshjes.
Shtypja arrihet përmes ndryshimit të vëllimit. Dukuria e masave inerciale kushtëzon
numër të vogël të rrotullimeve gjatë punës. Me vendosjen në rend të cilindrave
relativisht të vegjël, praktikisht mund të arrihet rritje e pakufishme e shtypjes. Arrihen
shtypje deri në 1000 bar dhe kapacitete deri në 25000 m3
/h. Kërkesat për hapësirën
montuese dhe të masave të makinave janë relativisht të mëdha dhe varen nga tipi dhe
kapaciteti i kompresorëve.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
35
Kompresorët rotacional punojnë në principin e kompresorëve me pistona. Shtypja
arrihet gjithashtu përmes ndryshimit të vëllimit. Masat inerciale, të cilat lajmërohen,
janë kryesisht të vogla dhe për këtë mund të arrihen rrotullime më të mëdha. Kapaciteti i
këtyre kompresorëve sillet nga 100-8000 m3
/h. Hapësira montuese që zënë këta
kompresor është më e vogël se te kompresorët pistonik.
Kompresorët filetorë punojnë me dy akse, praktikisht me dy kërmij të ingranuar
të cilët rrotullohen në cilindrin e përbashkët. Ajri shtypet aksialisht. Shtypja për një
shkallë arrin deri në 4 bar, ndërsa kapaciteti nga 900-15000 m3
/h. Numri i rrotullimeve
sillet brenda kufinjëve 5000 deri 25000 o/min.
Turbokompresorët janë krejtësisht ndryshe dhe për përdorime tjera. Ekziston
raport krejtësisht i ndryshueshëm në mes kapacitetit, presionit dhe numrit të
rrotullimeve.
Për të zgjedhë llojin e kompresorit për përdorim vlejnë:
Kompresorët pistonik për presione të larta,
kapacitet të vogël dhe të mesëm
Kompresorët rrotacional presione të mesme, kapacitet të vogël
dhe të mesëm
Kompresorët filetor presione të mesme, kapacitet të mesëm
Turbokompresorët presione të ulëta dhe të mesme,
kapacitet të mesëm dhe të madh
Kompresorët pistonik punojnë me proces të njohur rrethor. Gjatë procesit të
ngjeshjes lirohet sasi e nxehtësisë. Për shkak të kohës shumë të shkurtë të ngjeshjes (1/4
e sekondës dhe më pak) nuk është e mundur me largu në moment sasinë e nxehtësisë e
cila krijohet gjatë ngjeshjes. Për këtë arsye për arritjen e presioneve më të larta
shfrytëzohet ngjeshja shumë shkallëzore dhe ftohja e ajrit në mes shkallëve.
Mënyra më efikase për me iu largua temperaturave të larta është ngjeshja
shkallëzore. Në këtë rast ajri do të ngjishet në cilindër gjithnjë deri sa të arrihen
temperaturat e lejuara. Pas kësaj ajri i tillë i ngjeshur në temperaturë të lartë përcillet
nëpër ftohës. Ajri kështu i ftohur, futet në shkallën e dytë për ngjeshje të mëtutjeshme.
Pas secilës ngjeshje mund të vendoset mes ftohësi (p.sh. për ngjeshje tre shkallëzore ose
më shum shkallëshe).
Përveç rritjes së shkallës së shfrytëzimit dhe shfrytëzimit më të mirë të energjisë
për punë të kompresorëve pistonik, gjatë ngjeshjes shumë shkallëzore lajmërohet edhe
kursimi në punë.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
36
2.4.1. Përcaktimi i madhësisë (kapacitetit) të kompresorit
Harxhimi i ajrit në disa vende pune, ose vendet ku merret është masë për të
përcaktua kapacitetin e kompresorit. Tabela I në vazhdim përmban shënime orientuese
për harxhimet e ajrit dhe për presionet në vende të ndryshme të punës gjegjësisht për
vegla. Nga përvoja dhe nga shënimet e marrura gjatë eksploatimit, shihet se nuk janë të
gjitha veglat, gjegjësisht harxhuesit, njëkohësisht në punë.
Tab.I
Harxhuesit Rrjedhja Presioni punues
barm3
n /min dm3
/s
Retifika 0,3-1,3 5-22 7
Vegla për prerje 0,3-0,9 5-15 7
Presat e mëdha - - 9
Platforma për automobila - - 11
Ajër për laborator 0,01-0,02 0,17-0,33 4-5
Vegla për bluarje 1,0-8,0 17-133 1,5-5
Vendi për mbushje dhe
kontroll të auto gomave
- - 16
Te aparaturat e mëdha kompresorike është e këshillueshme që kapaciteti i caktuar
(rrjedhja) të ndahet në dy kompresor. Ndarja e kapaciteteve ka përparësi sepse në rast të
defektit në njërin kompresor, ka mundësi të punohet me kompresorin tjetër me kapacitet
të zvogëluar.
Për kapacitete të mëdha çdo zgjërim i aparaturës duhet të kalkulohet mirë, ngase
nuk ka llogari të bëhet ndonjë rekonstruktim apo zgjërim për më pak se 50% të
kapacitetit ekzistues. Humbjet e pashmangshme janë në rrjetin e gypave, në rezervoar
dhe në kompresor dhe sillen rreth 10%.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
37
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
38
2.4.2. Montimi i kompresorit dhe rregullimi automatik
Hapësira në të cilën vendoset kompresori ose më shumë kompresor (stacioni i
kompresorëve), duhet të jetë mirë dhe përherë e ajrosur. Puna e kompresorëve dhe
motorëve ngasës e nxehë ajrin në atë lokal. Për atë duhet të sigurohet që ajri i nxehtë të
ketë dalje në pjesën e sipërme të lokalit ashtu që ajri i nxehtë të del në atmosferë, dhe në
pjesën më të poshtme të lokalit të ketë hyrje për ajër të freskët.
2.4.2.1. Rregullimi me ndërprerje
Ky rregullim përbëhet në atë që kompresori kohë pas kohe pushon. Elektro
ndërprerësi ndërpret elektromotorin kur të arrihet presioni më parë i rregulluar. Me
gjithat elektromotori edhe më tej rrotullohet i pangarkuar ashtu që harxhon dukshëm më
pak energji elektrike, me të cilën rast zvogëlohen shpenzimet e repartit.
a) Rregullimi me ecje të zbrazët
Ky lloj i rregullimit është metoda më e shpeshtë dhe më e preferuar. Kompresori
pajiset me ndërprerës automatik të presionit i cili e kalon punën e kompresorit në ecje të
zbrazët, ndërsa ajri i komprimuar merret nga rezervuari. Kur të arrihet, gjegjësisht të
bjerë presioni deri në kufirin e poshtëm, kompresori aktivizohet dhe fillon ngjeshja e
ajrit.
b) Rregullimi i numrit të rrotullimeve
Gjatë mbushjes së pandërprerë të rezervuarit ndërron numri i rrotullimeve. Ky lloj
i rregullimit haset shpesh te kompresorët e fuçive të mëdha.
2.4.3. Rezervuarët e ajrit të komprimuar
Prodhimi dhe përgatitja e rezervuarëve për ajër të komprimuar duhet të bëhet në
pajtim me rregullat për enët nën presion. Në përgjithësi rezervuari i ajrit të komprimuar
duhet të shërbejë si rezervë për shpenzime të ndryshme të ajrit, si dhe pranues i ajrit nga
kompresori. Rezervuari i ajrit të komprimuar duhet të jetë rrjedhës dhe kurrsesi të jetë i
lidhur me ndonjë përfundim të rrjetit të gypave. Më shumë rezervuar të ajrit të
komprimuar duhet të lidhen njëri pas tjetrit (lidhja në rend). Me qëllim që të zënë më
pak hapësirë te aparaturat e mëdha, zakonisht rezervuarët vendosen vertikalisht. Pjesët
lidhëse, rregullatorët e presionit dhe valvolat siguruese, pastaj manometrat si dhe
ndarësit e ujit nga vaji vendosen sipas rregullave për ato pajisje.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
39
2.5. VAKUMI
Në kuptimin termodinamik vakuumi mund të konsiderohet ajri i shpërndarë, dhe
si i tillë sillet sipas ligjeve të njëjta të sjelljes së ajrit. Por për disa specifika gjatë
përdorimit, prodhimit dhe eksploatimit vakuumi analizohet ndryshe nga ajri, bile është
zhvillua lëmia teknike e quajtur teknika vakumore. Aplikimi është mjaft i gjerë dhe atë
nga fusha e teknikës procesore, termoteknika dhe termo energjetika deri te medicina.
2.5.1. Pajisjet për vakum
Për kërkesa të veçanta, siç janë kërkesat në sallat e operacioneve, është e nevojshme të
arrihet vakum për afërsisht 0,2 bar për aparaturë. Për nevoja të drenazheve në mjekësi
kërkohet vakum prej rreth 0,9 bar.
Në objektet medicinale zakonisht instalohen aparatura për të ashtuquajturin vakum të
lartë. Vakum pak më i ulët mund të arrihet me valvola rregulluese dhe nuk ka nevojë
për pajisje shtesë.
Aparaturat për vakum për nga konstruksioni dhe puna janë shumë të ngjashme me
pajisjet për ajër të komprimuar. Për shkaqe sigurie të repartit është e nevojshme që çdo
herë të instalohen dy vakum pompa. Vendosja e ndërprerësit vakumor siguron kyçjen
dhe ç’kyçjen e pompës vakumore. Pompat vakumore punohen fabrikisht me rezervuarët
vakumor ose montohen pastaj afër tyre. Ftohja e pompës vakumore bëhet me ajër të
rrethinës. Për këtë pompat vakumore montohen në hapësirat me temperatura të ulëta.
Ajri të cilin e thithë pompa vakumore përcillet me gypa në atmosferë. Vëllimi i
rezervuarëve vakumor të zakonshëm të montuar me pompa ajër-vaj është kryesisht nga
20, 40, 100, 150, 250 dhe 350 litra.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
40
3. KARBURANTET (LËNDËT DJEGËSE)
Hyrje
Historia e përdorimit të lëndëve djegëse është e lashtë, që nga koha kur njeriu futi
në jetën e tij zjarrin. Krahas drurit ai përdori edhe shtresime qymyrore të dalura
rastësisht në sipërfaqe. Me kalimin e kohës u kuptua që këto lëndë nuk përmbanin vetëm
potencial energjetik, por mund të shërbenin edhe si burim i lëndëve të para. Kthesë në
vlerësimin e tyre shënoi revolucioni industrial. Zhvillimi i metalurgjisë, i transportit,
kimizimi i industrisë etj. gjetën te lëndët djegëse burimin e energjisë termike dhe
njëkohësisht bazën e pazëvëndësueshme të fitimit të lëndëve të para, duke filluar nga
koksi i metalurgjisë e prodhimeve tjera.
Duke u nisur nga këto rrethana, është e kuptueshme që nocioni ,,lëndë djegëse’’ e
ka humbur përmbajtjen e dikurshme, është i pjesshëm. Teknologjia e lëndëve djegëse
studion qymyrin, naftën dhe gazin në funksion të gjetjes së rrugëve më të përshtatshme
për nxjerrjen prej tyre të energjisë termike dhe produkteve të gatshme apo gjysmë të
gatshme të nevojshme për sinteza të mëtejshme.
3.1. Klasifikimi dhe llojet e lëndëve djegëse
Karburantet janë materie djegëse me prejardhje organike dhe minerale që janë të
afta për djegie në kontakt me ajrin, që shërbejnë si burim nxehtësie të domosdoshme për
agregate termike industriale, transport dhe qëllime tjera, si dhe për nevoja shtëpiake dhe
për nevoja të standardit shoqëror.
Dallohen karburantet e ngurta, të lëngëta dhe të gazëta. Të gjitha këto grupe
ndahen në natyrore të cilat përdoren ashtu siç gjenden në natyrë pasi të lirohen nga
papastërtitë që i përcjellin, dhe artificiale të përpunuara nga karburantet natyrore.
Karburanti është i përbërë nga pjesa që digjet dhe pjesa që nuk digjet. Pjesa e
karburantit që digjet përbëhet prej karbonit, hidrogjenit dhe squfurit.
Ndërsa elementet që nuk digjen janë: hiri, lagështia, azoti dhe oksigjeni.
Karboni. Është komponenti më i rëndësishëm i lëndëve djegëse. Në lëndët
djegëse asnjëherë nuk gjendet i lirë, por i bashkëdyzuar me elementet tjera. Këto
bashkëdyzime gjatë djegies zbërthehen, me ç’rast karboni i lirë lidhet me oksigjenin dhe
digjet. Djegia e plotë e karbonit bëhet nëse ka sasi të mjaftueshme të oksigjenit, ku si
rezultat i kësaj djegie shfaqet dyoksidi i karbonit (C+O2→CO2). Nëse djegia bëhet në
mungesë të oksigjenit, atëherë djegia do të jetë jo e plotë dhe do të shfaqet monoksidi i
karbonit (2C+O2→2CO). Me djegien e 1 kg mase karboni lirohet 33829 kJ/kg të
energjisë termike, me temperature maksimale të djegies prej 2573 °K. Pjesëmarrja e
karbonit në lëndët djegëse sillet prej 50 deri 95%, varësisht nga lloji i lëndës djegëse.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
41
Hidrogjeni. Krahas karbonit, hidrogjeni është element bazë i lëndëve djegëse.
Pjesëmarrja e tij në lëndët djegëse sillet prej 5 deri 15%. Pas djegies lidhet me
oksigjenin dhe kalon në avull uji (2H2+O2→2H2O ). Djegia e 1 kg hidrogjen liron
142014 kJ/kg energji termike, me temperaturë maksimale të djegies 2508°K.
Oksigjeni. Është element i padjegshëm dhe i padëshirueshëm në lëndët djegëse.
Përmbajtja e oksigjenit sillet prej 5 deri 45%. Oksigjeni e zvogëlon sasinë e karbonit
dhe hidrogjenit në lëndët djegëse, sepse lidhet me hidrogjenin dhe formon ujin, ose me
hidrogjenin dhe karbonin ku formon lidhje shumë të ndërlikuara organike.
3.2. KARAKTERISTIKAT E LËNDËVE DJEGËSE
Sasia e nevojshme e ajrit, është ajo sasi e ajrit, e cila nevojitet për djegien e plotë
të 1 kg të lëndës së ngurtë apo të lëngët, gjegjësisht 1m3
të lëndës djegëse të gazët. Sasia
e oksigjenit llogaritet në bazë të përbërjes kimike të lëndës djegëse ose në bazë të
formulave të djegies kimike. Sasia e vërtetë duhet të jetë më e madhe për 1,2 deri
2 herë se sasia e llogaritur. Nëse sasia e ajrit është e vogël, do të kemi djegie jo të plotë.
Nëse sasia e ajrit është e madhe do të kemi humbje të nxehtësisë.
Aftësia termike e lëndës djegëse, është karakteristika kryesore e lëndës djegëse.
Paraqet sasinë e nxehtësisë, e cila fitohet me djegien e plotë të një njësie të lëndës
djegëse. Njësi matëse për lëndë të ngurta dhe të lëngëta është kilogrami ndërsa për lëndë
djegëse të gazëta metri kub.
Sasia e nxehtësisë që lirohet me djegien e masës së lëndës djegëse prej 1 kg,
gjegjësisht të gazit prej 1m3
, quhet fuqi termike e lëndës djegëse.
Temperatura e djegies, është temperaturë e zhvilluar gjatë procesit të djegies së
plotë kur nuk ka kurrfarë humbjesh të nxehtësisë. Pasi që kjo temperaturë zhvillohet në
flakë, atëherë edhe quhet temperaturë e flakës. Prej dy lëndëve djegëse me aftësi termike
të njëjtë, nga aspekti tekniko-ekonomik më e mirë është ajo e cila ka temperature më të
lartë të djegies.
Temperatura e ndezjes, është temperatura më e ulët në të cilën lënda djegëse
ndezet kur të bie në kontakt me ajrin. Temperatura e ndezjes varet nga shumë faktorë:
shtypja, kapaciteti i nxehtësisë, etj. Temperatura e djegies së disa lëndëve djegëse është
dhënë në tabelën 2.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
42
Tab. 2. Temperatura e ndezjes së lëndëve djegëse në ajër
Lënda djegëse Temperatura e
ndezjes (°C)
Lënda djegëse Temperatura e
ndezjes (°C)
Benzina 350 -:-520 Thëngjillguri-pluhur
-copa
-antracit
150-:-200
rreth 250
rreth 485
Benzoli 520-:-600
Butani rreth 430
Druri 300-:-425 Thëngjill i murrmë 200-:-240
Gazi i rrjetit të qytetit rreth 450 Propani rreth 500
Gazi tokësor rreth 650 Shkrepëse e drurit 170
Koksi 550-:-600 Vaji për djegie 340-:-360
Bloza 500-:-600 Rreshpet 225
Temperatura e ngurtësimit- të lëndëve djegëse paraqet temperaturën më të
madhe në të cilën lënda djegëse e lëngët ngurtësohet deri në atë shkallë sa nuk mund të
rrjedhë. Kjo karakteristikë është e rëndësishme sidomos te karburantet për motor me
djegie të brendshme. Benzina motorike e ka temperaturën e ngurtësimit nën -60°C,
ndërsa nafta mbi -15°C dhe -20°C, gjë që vështirëson ndezjen e motorit gjatë dimrit.
4. KARBURANTET E NGURTA
Siç mësuam edhe më sipër edhe lëndët djegëse të ngurta ndahen në natyrore dhe
artificiale.
4.1. Lëndët djegëse të ngurta natyrore
Në këtë grup bëjnë pjesë: druri, torva (treseti), ligniti, qymyri i murrmë dhe i
gurit, antraciti, etj.
Druri-Shfrytëzimi i drurit si lëndë djegëse nuk është i arsyeshëm, prandaj
përdorimin e tij duhet gjetur në proceset tjera teknologjike, si p.sh. në industrinë për
përpunimin e celulozës, të mobileve etj. Druri gjithashtu përdoret edhe në makineri, ku
me shumë sukses në shumë vende zëvendëson materialet metalike. Në këtë aspekt për
drurin do të mësojmë më vonë.
Torva-paraqet fazën e parë të transformimit të materies bimore në thëngjill. Është
materie me ngjyrë të hirtë të mbyllët. Gjendet kryesisht në rajonet moçalike. Digjet me
flakë të gjatë dhe është e përshtatshme të përdoret në vendet ku nxirret. Mund të
përpunohet dhe pastaj të shfrytëzohet në formë briketi.
Ligniti-sipas përbërjes së vet mund të jetë drunor, tokësor dhe humusor. Në
vendin tonë është kryesisht humusor dhe zakonisht gjendet në thellësi të vogla prej disa
dhjetëra metra, ashtu që shfrytëzohet në mihje sipërfaqësore.
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
43
Qymyri- krijohet prej bimëve dhe drunjëve të mbuluara në dhe, ku nën shtypje
dhe temperaturë të rritur pa prezencën e ajrit, bëhet karbonizimi. Mbetjen e materies
bimore, në ujë apo në tokë të terur, e sulmojnë bakteret me veprimin e të cilave krijohet
torva. Torvën e formuar në këtë mënyrë e mbulon rëra dhe lymi. Meqenëse këto shtresa
rriten, rritet shtypja dhe kështu bëhet ndarja e gazrave dhe përmbajtja e karbonit rritet.
Kjo masë nën shtypje lëvizë gjithnjë e më poshtë në thellësi, ku temperatura dhe shtypja
rriten edhe më tepër, duke formuar kështu qymyrin. Ky proces ka zgjatë shumë sepse
për 1 metër shtresë të materies nevoiten 3000 vjet. Lloji i qymyrit varet nga
përmbajtja e elementeve organike. Sipas shkallës së karbonizimit, qymyri ndahet në disa
grupe
Qymyri i murrmë - Ka ngjyrë më të mbyllët se torva si dhe dendësi më të madhe,
mirëpo është më pak hidroskopik. Në varësi nga shkalla e karbonizimit mund të ketë
strukturë ligniti, toke apo rrëshire. Digjet me flakë të gjatë.
Qymyrguri - Është lëndë djegëse mjaft cilësore. Ka përqindje të madhe të
karbonit, ndërsa përmban pak lagështi dhe hi. Lloji më cilësor i qymyrgurit quhet
antracit. Qymyrguri përdoret si lëndë djegëse në pajisjet për kaldaja dhe furra
industriale, për distilim të thatë gjatë të cilit fitohet koksi, për përfitimin e masave
plastike dhe lëndëve djegëse të lëngëta. Procesi i distilimit të thatë është proces themelor
sekondar i përpunimit të qymyrit që bën të mundshëm shpërbërjen e qymyrit pa praninë
e ajrit.
Koksi - Është lëndë djegëse e cila përfitohet me distilim të thatë të qymyrgurit në
temperaturë të lartë (prej 1100 deri 1200 °C). Përdoret si lëndë djegëse në furrë larta dhe
në furra për prodhimin e hekurit të derdhur.
Pluhuri i qymyrit - Formohet gjatë mihjes dhe përpunimit të qymyrgurit. Mund të
përdoret vetëm në vatra speciale dhe pas bluarjes në pluhur të imët.
Rreshpet djegëse - krijohen nga lymi organik me shpërbërjen e organizmave
bimorë dhe shtazor, më së shpeshti në mungesë të ajrit. Në të vërtetë, janë shkëmbinj të
tejshkuar me masë organike.
Përbërja dhe aftësia e ulët termike për disa lëndë djegëse të ngurta është dhënë në
tab.3.
Tab.3. Përbërja dhe aftësia termike për disa lëndë djegëse të ngurta
Lënda
djegëse
Përbërja në % Aftësia e ulët
Termike kJ/kgC H S O N Hiri Lagështia
Dru i terur 50 6 0 44 0,1 0,5 10-20 14700-16700
Qymyri i murrmë 70 7 2 20 1 2-10 12-60 8400-20100
Qymyrguri 85 5 1 8 1 1-2 0-10 27000-34000
Antracit 96 2 0,9 1 1 2-10 1-5 29000-30770
Koks 97 0,5 0,8 0,7 1 8-10 1-7 28000-30000
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
44
4.1.1. Qymyri, prejardhja dhe llojet e tij
Karboni është një nga elementet më të rëndësishëm të kores së tokës, ndonëse nuk
është aq i përhapur. Përmbajtja e tij sillet rreth 0,4-0,5 %. Me vetitë e veçanta fiziko-
kimike të tij, ai luan një rol të rëndësishëm në botën e gjallë. Organizmat e gjallë
shkëmbejnë me botën inorganike karbon nëpërmjet të një cikli me anë të dyoksidit të
karbonit. Ky shkëmbim nuk është plotësisht i kthyeshëm. Një pjesë e
karbonit(nëpërmjet CO2) që përvehtësohet nga bimët, del përkohësisht nga
rrethqarkullimi.
Sasia e gazit karbonik që del nga qarkullimi me anë të bimësisë nuk është e lartë,
por me kalimin e epokave gjeologjike kjo sasi CO2 e akumuluar rritet në trajtë të
shtresimeve të naftës, të gazit dhe të qymyreve të llojeve të ndryshme.
Në bazë të vrojtimeve kimike dhe gjeokimike mund të jepet pamja e përmbledhur
e prejardhjes dhe evoluimit të shtresimeve qymyrore. Nga vrojtimi i qymyreve duket se
zanafilla e tyre është materiali bimor. Shumë lignite janë të murrme dhe të buta dhe me
sy të lirë në to vërehen fragmente bimore; te antracitet, si qymyre më të vjetra, mbetjet
bimore shihen me vështirësi, më e qartë është pamja te torvat, ku këto mbetje janë
makroskopike.
Përveç bimësisë, në sasi më të paktë, në shtresimet fillestare marrin pjesë edhe
mbeturinat shtazore.
Periudha biokimike e formimit të qymyrit është stad vijues. Tashmë pranohet që
shtresimet e mbetjeve bimore kanë qenë fillesat e formimit të qymyrit. Torva formohet
në moçalishte me bimësi të zhvilluar. Me rrëzimin e bimësisë fillon edhe zbërthimi i
lëndës bimore nga mikroorganizmat në prani të ajrit dhe lagështisë. Ndërkohë shtresa
më të reja mbulojnë të vjetrat, që tashmë zhyten nën nivelin e ujit, organizmat aerobë
ndërpresin atje veprimtarinë e tyre dhe shpërbërja vazhdon ngadalë në mungesë të ajrit.
Strukturave kimike bazë gjatë kësaj periudhe u largohen grupet anësore në trajtë të
molekulave të H2O, CO2, CH4 .
Më komplekse është periudha kimiko-dinamike e formimit të qymyreve. Faktorët
kryesor ndikues janë:
-prania e formacioneve eruptive, nxehtësia e të cilave u transmetohet
akumulimeve organike të fazës së parë;
-zhytja, për shkaqe të ndryshme, në thellësi të tokës. Kjo sjellë jo vetëm
veprimin e trysnive të mëdha mbi materialin gjenetik por edhe ndikimin e nxehtësisë.
Vetëm për shkak të gradientit gjeotermik, temperatura mesatare e shtresave tokësore
rritet 1°C çdo 33 m zhytje.
Ndryshimet kimike që ndodhin nuk janë vetëm zvogëlimi i përmbajtjes së ujit,
por edhe largimi i gazit karbonik dhe i metanit, gjë që sjellë rritjen e përmbajtjes së
karbonit në shtresime. Ndryshime të tilla për të shndërruar torvën në qymyr të murrmë,
lignit, qymyrguri dhe antracit kanë kërkuar miliona vite. Kohëzgjatja e veprimit të
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
45
faktorëve fizik, kimik dhe natyra e shtresimit fillestar përcaktojnë llojin përfundimtar të
qymyrit që gjendet sot. Mendohet që këto procese kanë ndodhur në temperatura 100 deri
600°C dhe në trysni deri në 1500 atmosfera. Lëndët organike të ndodhura në këto kushte
janë varfëruar me oksigjen dhe në një masë më të vogël me hidrogjen, por janë pasuruar
me karbon (largimi i CO2 dhe H2O nga acidet humike) si rezultat i reaksionit të
kondensimit.
4.1.2. Përpunimi fiziko-mekanik i qymyreve
Briketimi - Gjatë nxjerrjes së qymyrit, pasurimit dhe përdorimit të tij, mbesin
sasi të mëdha pluhurash qymyrore; këtu bëhet fjalë për pluhura dhe copa nën 10 mm.
Një pjesë e kësaj sasie mund të përdoret në impiantet termike, të cilat sistemin e djegies
e kanë të ndërtuar për qymyre pluhuri. Përdorimi i pluhurave në konsumator tjerë është i
vështirë dhe pa levërdi, prandaj bëhet briketimi i tyre, që i shndërron ato në copëza me
cilësi më të mirë se lënda e fillimit. Kur briketimi realizohet me lidhës organik,
nxehtësia e djegies rritet, sepse një sasi pluhuri (së bashku me materialin inorganik që
përmban) zëvendësohet nga e njëjta sasi lidhësi, zakonisht me shumë pak hi.
Briketimi bëhet me, dhe pa lidhës. Zakonisht briketohen, pa përdorur materiale
lidhës, pluhurat që formohen nga qymyre të reja, torva dhe qymyre të murrme me
pamje dheu. Në këto qymyre lagështia është më e lartë.
Teknologjia e briketimit me lidhës është teknologjia më e përhapur e briketimit të
pluhurave, sepse përfshin llojllojshmëri më të madhe të qymyreve dhe jep briketa më të
qëndrueshme. Më së shumti si lidhës për briketim përdoren mbetjet e distilimit të naftës,
rrëshirat e produkteve të koksimit të qymyreve etj. Sasia e lidhësit (5-13 %) përcaktohet
nga lloji i pluhurave (qymyret e reja apo të vjetra), nga fortësia që pritet të arrihet etj.
Ideja teknologjike e briketimit të pluhurave, siç mund të shihet në fig.15, është e
thjeshtë. Lidhësi nxehet deri në temperaturë 20-30 °C mbi pikën e shkrirjes së tij. Në
këtë gjendje filtrohet dhe, me anë të një pompe me presion, hidhet në formë dushi mbi
pluhurat. Në vazhdim bëhet përzierja e pluhurave me lidhësin në një cilindër rrotullues
dhe në një përzierës. Me anë të një transportuesi me fletë, përzierja pak e ftohur,
dërgohet në presë, ku nën veprimin e shtypjes (deri në 30 MPa) merr formë dhe me
anë të transportuesit dërgohet në ruajtje. Briketave u jepet zakonisht formë vezake sepse,
duke pasur sipërfaqen më të vogël për një vëllim të caktuar, janë më të qëndrueshme.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
46
Fig. 15. Skema e nyjeve kryesore teknologjike të prodhimit të briketave nga pluhuri i qymyrit
4.1.3. Teknologjia e përpunimit kimik të qymyreve
-Koksifikimi në temperatura të larta
Vlera kalorike e një qymyri siç kemi përmend çmohet nga shkalla e karbonizimit
të tij. Rritja e shkallës së karbonizimit bëhej gjatë evoluimit fiziko-kimik të qymyrit
pas një periudhe të gjatë. Lënda fillestare ,,lehtësohej’’ nga grupet atomike anësore dhe
përqendrohej gjithnjë e më shumë rreth një bërthame të kondenzuar. Kështu kalohej nga
torva në antracit.
Ky kalim mund të realizohet edhe në kushte artificiale, duke imituar proceset
natyrore për të cilat janë dashur epoka të tëra gjeologjike. Kjo mund të arrihet gjatë
koksifikimit të qymyreve, që në thelb është procesi i ngrohjes së tyre në temperatura të
larta 900-1050°C, pa prezencë të ajrit.
Qysh në shekullin XVII, në vitin 1745 Karon (Skoci) zbuloi se me ngrohje
qymyri mund të shndërrohej në një masë të fortë, në koks, që e zëvendësonte shumë
më mirë qymyrin e drurit në furrënaltë. Kështu filloi përdorimi teknologjik i qymyreve
natyrore. Sot më se 35 % e qymyreve i nënshtrohet përpunimeve kimike, me zanafillë
koksifikimin, për të përfituar koks, gaze dhe nënprodukte tjera.
Gjatë ngrohjes së qymyreve në furrë, ndodhin disa procese fiziko-kimike. Në
temperaturën deri në 200°C, krahas largimit të ujit sipërfaqësor dhe të brendshëm, prej
qymyrit largohen edhe gazet siç janë (ajri, CO2, CH4 ). Mbi 300°C fillon zbërthimi
Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT
2004 .
47
intensiv i qymyreve. Përveç ujit dhe dyoksidit të karbonit, del hidrogjeni i squfuruar dhe
squfuri organik. Në 400°C çlirohen sasi të mëdha metani dhe homologe të tij, olefina,
vajra dhe më kryesorja në këtë periudhë, qymyri mund të kalojë në gjendje plastike.
Ngrohja e mëtejshme (në 500°C) e thellon zbërthimin në dalje të avujve, të rrëshirës
dhe të hidrokarbureve të gazta, gjithashtu, shfaqen sasitë e para të hidrogjenit, masa
plastike fillon ngurtësimin dhe struktura e koksit fitohet brenda kufirit të 600°C. Ngritja
e mëtejshme e temperaturës ndikon më shumë mbi produktet e lëngëta dhe të gazta të
përfituara deri në 500°C se sa mbi mbetjen e ngurtë. Në intervalin 500-700°C, përveç
krekingut të gazeve, mbetja e ngurtë pëson ndryshime kryesisht fizike, por edhe kimike
të lëndës organike të saj. Në 700°C hidrogjeni çlirohet me vrull. Kur temperatura
përfundimtare arrin 900-1050°C formohet një mbetje e fortë, poroze që përdoret si koks
metalurgjik.
Procesi i koksifikimit përfundon kur temperatura në mesin e dhomës arrin
1000°C; kohëzgjatja e procesit është 14-16 orë. Më tej koksi shkarkohet nga dhoma në
një vagon të veshur me material zjarrdurues. Koksi i skuqur transportohet shpejt në
kullën e shuarjes, ku ftohet me një sasi të madhe të ujit që e lagë atë në formë shiu.
Procesi përfundimtar lidhet me tharjen dhe ndarjen e koksit në përmasa të ndryshme
sipas kërkesave të përdoruesve.
Produkti kryesor i procesit të koksifikimit është koksi. Në masën e djegshme
(organike) të tij, 85-87 % zë karboni, kurse mbetja është hidrogjen, oksigjen, azot dhe
squfur. Ndërsa lagështia lejohet 2-4 % dhe hiri 10-11 %, squfuri duhet të jetë në sasi të
vogël. Kjo kërkesë është më e dukshme kur koksi do të përdoret në metalurgjinë e zezë.
Përmbajtja e squfurit në këto kokse është rreth 1 %. Mbi 75 % e koksit përdoret në
metalurgjinë e zezë si lëndë djegëse në furrë larta.
-Gjysmëkoksimi i qymyrit
Piroliza e qymyreve mund të ndërpritet edhe në temperatura 500-600°C,
temperaturë e krahasuar me temperaturat më të larta të koksifikimit. Ka disa shkaqe që
detyrojnë zhvillimin e gjysmëkoksimit. Përdorimi për djegie i qymyreve me përmbajtje
të lartë lëndësh volatile nuk është i përshtatshëm, sepse me tymra largohet edhe një pjesë
e tyre, rritet ndotja, ulet shkalla e shfrytëzimit të lëndës së djegshme etj. Me mbetjen e
ngurtë, si nënprodukte dalin edhe gazi e rrëshira, në sasi që varen nga natyra e lëndës së
parë dhe kushtet e zhvillimit të procesit. Sasia e rrëshirës së gjysmëkoksimit është më e
madhe se ajo që merret gjatë pirolizës së plotë.
Si lëndë nistore për këtë proces mund të përdoret çdo lloj qymyri, por meqenëse
kërkohet sasi e madhe gazi dhe rrëshire, parapëlqehen qymyre me moshë të re.
Gjysmë koksi zakonisht është i shkrifët, ka pak lëndë volatile dhe është mjaft
reaktiv. Gazi që del (rreth 100-120 m3
për çdo ton qymyr) përmban metan, hidrogjen,
etj. dhe ka nxehtësi të djegies nga 14000-36000 kJ/m3
.
MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini
2004 .
48
-Distilimi i thatë i drurit
Ngrohja e drurit në mungesë të ajrit është proces i njohur prej shekujsh. Në ditët
tona ai nuk e ka humbur rëndësinë, sepse prej tij përfitohen një seri nënproduktesh. Si
lëndë të para përdoren fletë druri të llojeve të ndryshme, por edhe ashkla që mbeten nga
industria e përpunimit të drurit.
Ky proces është i ngjashëm me gjysmëkoksimin e qymyrit dhe gjatë zhvillimit të
tij dallohen disa etapa:
Ngrohja fillestare largon nga druri lagështinë, kurse në temperaturat 170-270°C
lirohen gazet CO dhe CO2 si dhe sasi të vogla të acidit etanolik të metanolit. Në
intervalin e temperaturave 280-400°C përfundon dalja e lëndëve volatile, që ndërkohë
të formohet edhe qymyr druri. Veç fazës së ngurtë, pas ftohjes merren: rrëshirë, ujë dhe
gaze në sasi që kushtëzohen prej shumë faktorësh.
Cilësitë e qymyrit të prodhuar nga druri janë shumë të mira, sepse ai ka
reaktivitet të lartë, pak hi(pa fosfor dhe squfur). Për këto arsye ky qymyr përdoret në
metalurgji për të prodhuar çeliqe speciale. Mirëpo përfitimi i qymyrdrurit kërkon sasi të
konsiderueshme të drurit, p.sh. për një dru ahu dalja në qymyrdruri është afërsisht 35%
e masës fillestare.
-Gazifikimi i qymyreve
Gazifikimi është proces teknologjik me anë të të cilit zhvillohen reaksionet e
shndërrimit të masës organike të lëndëve djegëse të ngurta me ajrin, oksigjenin, avullin e
ujit, dyoksidin e karbonit ose me përzierjet e tyre për të prodhuar produkte të gazta të
përshtatshme për përdorime energjetike.
Më herët procesi i gazifikimit është zhvilluar për nevoja të prodhimit të gazeve
djegëse, që përdoreshin për ndriçimin e rrugëve. Me zhvillimin shkencor dhe
teknologjik, gazifikimi u zgjerua. Rriten kërkesat për lëndë djegëse të gazta. U kalua në
shfrytëzimin e qymyreve të cilësisë së dobët me shumë hi e squfur.
Përveç tjerash, që është shumë me rëndësi, gazifikimi pranë vendburimeve
shmang ndotjen e zonave industriale të populluara dhe kjo rënie e ndotjes zbret më tej në
gazifikimin nëntokësor. Por në ditët tona gazifikimi ende zë një vend modest në bilancin
e përgjithshëm të lëndëve djegëse pas naftës dhe gazit natyror.
Zgjedhja e një teknike gazifikimi kushtëzohet nga parametrat e lëndës së parë, si
dhe nga cilësitë e kërkuara për produktin. Përcaktuese janë përmbajtja e hirit dhe
temperatura e shkrirjes së tij, lagështia, etj.
Thelbi i një procesi gazifikues mund të përcaktohet nga veprimi i masës organike
të qymyrit me gaze, sipas reaksioneve të mëposhtme:
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT
MATERIALET E REPARTIT

More Related Content

Featured

2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by HubspotMarius Sescu
 
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTExpeed Software
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsPixeldarts
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthThinkNow
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfmarketingartwork
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsKurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summarySpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentLily Ray
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best PracticesVit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementMindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...RachelPearson36
 

Featured (20)

2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot
 
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPT
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 

MATERIALET E REPARTIT

  • 1. U N I V E R S I T E T I I P R I SH T I N Ë S Fakulteti i Shkencave Teknike të Aplikuara Ferizaj Fatmir Çerkini
  • 2. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 3 Përmbajtja Hyrje. Njohuri të përgjithshme..................................................................................................................5 1. UJI.........................................................................................................................................................5 1.1. Kuptimet themelore mbi ujin .........................................................................................................5 Fortësia e ujit.............................................................................................................................................8 1.2. Përpunimi i ujit...............................................................................................................................9 1.2.1. Distilimi i ujit ........................................................................................................................10 1.2.2. Filtrimi i ujit ..........................................................................................................................10 1.2.3. Deferizimi i ujit....................................................................................................................13 1.2.4. Deklorinimi i ujit dhe largimi i shijes dhe erës së keqe .......................................................14 1.2.5. Zbutja e ujit ..........................................................................................................................14 1.2.6. Dekarbonizimi i ujit .............................................................................................................21 1.2.7. Denitratizimi i ujit................................................................................................................21 1.2.8. Degazimi i ujit......................................................................................................................22 1.2.9. De mineralizimi i ujit ...........................................................................................................24 Metodat tjera për demineralizimin e plotë të ujit ................................................................................28 1.2.10. Dezinfektimi dhe dekontaminimi i ujit ...............................................................................28 1.3. AVULLI I UJIT ...........................................................................................................................30 2. AJRI ....................................................................................................................................................32 2.1. Ngjeshja izotermike......................................................................................................................33 2.2. Ngjeshja adiabatike ......................................................................................................................33 2.3. Ngjeshja politropike ....................................................................................................................34 2.4. Prodhimi i ajrit të komprimuar.....................................................................................................34 2.4.1. Përcaktimi i madhësisë (kapacitetit) të kompresorit .............................................................36 2.4.2. Montimi i kompresorit dhe rregullimi automatik..................................................................38 2.4.3. Rezervuarët e ajrit të komprimuar.........................................................................................38 2.5. VAKUMI .....................................................................................................................................39 2.5.1. Pajisjet për vakum .................................................................................................................39 3. KARBURANTET (LËNDËT DJEGËSE).........................................................................................40 3.1. Klasifikimi dhe llojet e lëndëve djegëse .....................................................................................40 3.2. KARAKTERISTIKAT E LËNDËVE DJEGËSE........................................................................41 4. KARBURANTET E NGURTA.........................................................................................................42 4.1. Lëndët djegëse të ngurta natyrore ................................................................................................42 4.1.1. Qymyri, prejardhja dhe llojet e tij ........................................................................................44 4.1.2. Përpunimi fiziko-mekanik i qymyreve.................................................................................45 4.1.3. Teknologjia e përpunimit kimik të qymyreve.......................................................................46 5. KARBURANTET E LËNGËTA ........................................................................................................51 5.1. N a f t a........................................................................................................................................51 5.1.1. Prejardhja e naftës .................................................................................................................52 5.1.2. Trajtimi fillestar i naftës........................................................................................................53 5.1.3. Distilimi i naftës....................................................................................................................54 5.1.4. Produktet e naftës..................................................................................................................58 5.1.5. Procesi i krekingimit të naftës...............................................................................................61 5.1.6. Polimerizimi..........................................................................................................................64 5.1.7. Hidrimi ..................................................................................................................................64
  • 3. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 4 5.1.8. Gazolinimi.............................................................................................................................64 5.1.9. Sintetizimi .............................................................................................................................64 5.2. NUMRI OKTANIK .....................................................................................................................64 5.3. NUMRI CETANIK.....................................................................................................................66 5.4. BENZINA MOTORIKE .............................................................................................................66 5.5. VAJI GAZOR-DIZEL KARBURANTI ......................................................................................67 6. KARBURANTET E GAZTA .............................................................................................................68 6.1. Gazi ndriçues................................................................................................................................69 6.2. Gazi tokësor..................................................................................................................................69 6.3. Gazi rafinerik................................................................................................................................69 6.4. Gazi gjeneratorik..........................................................................................................................69 6.5. Gazi ujor.......................................................................................................................................69 6.6. Gazi nga qymyrguri......................................................................................................................70 6.7. Gazi nga nafta i fituar me krekingim ...........................................................................................70 6.8. Hidrogjeni (H2)- ...........................................................................................................................71 6.9. Acetileni C2H2 ..............................................................................................................................72 6.10. Metani (CH4)-.............................................................................................................................73 7. MATERIALET LYRËSE (LUBRIFIKANTËT)................................................................................75 7.1. Lubrifikimi ...................................................................................................................................75 7.2. Vetitë e lubrifikantëve..................................................................................................................75 7.3. Ndarja dhe llojet e lubrifikantëve.................................................................................................76 7.4. Vetitë karakteristike të lubrifikuesve ...........................................................................................79 LITERATURA....................................................................................................................................81
  • 4. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 5 M A T E R I A L E T E R E P A R T I T Hyrje. Njohuri të përgjithshme Me materiale të repartit në teknikë nënkuptohen materialet ndihmëse që përdoren në praktikën teknike, në industri dhe në jetën e përditshme. Këtu hyjnë të gjitha materialet me prejardhje minerale(inorganike) dhe organike (bimore, shtazore dhe kimiko-sintetike) dhe materialet e përfituara me përpunimin e kombinuar të tyre. Këto materiale mund të ndahen në natyrore, që përfitohen drejtpërdrejtë nga natyra dhe artificiale (ose sintetike ), të cilat përfitohen me anë të sintezës kimike nga materialet natyrore me prejardhje minerale dhe organike. Duhet theksuar se as materialet natyrore në praktikën teknike nuk përdoren të papërpunuara, por më parë u nënshtrohen formave të ndryshme të përpunimit mekanik, kimik, termik, kimiko-termik, elektrolitik, etj. Disa materie organike, siç janë p.sh. thëngjilli dhe nafta, janë materie minerale megjithëse përbërjen dhe prejardhjen e kanë organike. Grup të posaçëm të materialeve të lartë shënuara përbëjnë: karburantët, lubrifikuesit dhe uji të cilët shërbejnë si material energjetik dhe i konsumit. 1. UJI 1.1. Kuptimet themelore mbi ujin Qarkullimin e ujit në natyrë e quajmë cikël hidrologjik. Me avullim nga sipërfaqet e mëdha të ujit (oqeaneve, deteve, liqenjve, lumenjve e të ngj.), tokës dhe bimëve, uji kalon në shtresat e sipërme të atmosferës ku kondensohet në formë të mjegullave, ashtu që kthehet përsëri në tokë si të reshura atmosferike (shiu, bora). Gjatë kalimit nëpër atmosferë uji tretë gazra të ndryshme që gjenden në ajër si që është oksigjeni dhe dyoksidi i karbonit, si dhe disa gazra mjaft të dëmshëm si që janë oksidet e sulfurit dhe azotit, por mbledhë edhe papastërti të ndryshme si që janë grimcat e tymit, pluhurit, baktereve e të ngjashme. Në vazhdim në rrugën e tij nëpër shtresat e ndryshme të tokës deri te ndonjë shtresë e fortë e cila nuk e lëshon ujin, uji tretë kripëra të ndryshme si kripërat e natriumit, kalciumit, magneziumit, hekurit dhe manganit, si dhe disa materie organike, ashtu që në natyrë nuk gjendet asnjë herë i pastër.
  • 5. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 6 Fig.1- Qarkullimi i ujit në natyrë
  • 6. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 7 Uji është bashkëdyzim kimik i hidrogjenit dhe oksigjenit (H2O). Është lëng pa ngjyrë, në +4°C e ka dendësinë më të madhe (në shkencë kjo është përvetësuar si njësi). Uji karakterizohet me kapacitet termik më të madh (nxehtësi specifike më të madhe nga të gjitha materialet në natyrë: në +15ºC nxehtësia specifike e ujit është 1 kcal/kg=4185,8511 kJ/kg), e me avullimin e tij avulli i formuar i tej ngrohur e ka edhe më të madhe nxehtësinë specifike(varësisht nga shtypja dhe temperatura e avullit të ujit të tejngrohur). Uji në shtypje normale (760 mm Hg=1 atm=10,133 kN/cm2 ) ngrihet në 0°C, ndërsa vlon në 100°C. Nxehtësia e avullimit të ujit (e domosdoshme që 1kg ujë me temperaturë fillestare 0°C e me shtypje 760 mm Hg të avullojë tërësisht: të shndërrohet në të ashtuquajtur avull i thatë) është 539 kcal/kg. Uji është tretës i mrekullueshëm për shumë acide dhe baza. Kripërat dhe bashkëdyzimet organike, p.sh. sheqeri, acetoni, yndyrërat dhe hidrokarburet treten dobët në ujë. Prej gazeve, në ujë treten dobët hidrogjeni, azoti, oksigjeni dhe deri diku dyoksidi i karbonit, amoniaku, gazi klorhidrik dhe squfuror. Uji formon hidrate p.sh. me kripëra. Shumë herë luan rolin e katalizatorit. Tretjet në ujë të shumë acideve, bazave dhe kripërave e përcjellin rrymën elektrike, sepse në to gjenden jonet në të cilat shkatërrohet materia e tretur në ujë. Uji i rëndë është ujë i cili përmban përbërës të ujit me dendësi më të madhe, me peshë molekulare 20, në përbërjen e të cilit nuk bënë pjesë hidrogjeni i zakonshëm (H2), por izotopi i tij –hidrogjeni i rëndë ose deuteriumi (D2), me peshë atomike 2. Uji i rëndë përfitohet me distilimin paralel të ujit, gjatë elektrolizës së tij. Temperatura e vlimit të ujit të rëndë është 101,42°C, e ngrinë në + 3,8°C. E ka dendësinë më të madhe jo në +4°C, por në 11,6°C. Në 5 litra ujë të zakonshëm gjenden rreth 3 mililitra ujë i rëndë. Tani për tani uji i rëndë përdoret si ngadalësues në reaksionet nukleare në reaktorë atomik dhe si eksploziv në bomba hidrogjenike, e parashikohet që brenda një kohe të shfrytëzohet si karburant në pajisjet termonukleare për përfitimin e energjisë. Uji ka rëndësi jashtëzakonisht të madhe në jetën ekonomike e komunale. Me një fjalë, ai është shkak dhe burim i jetës. Sasi të mëdha të ujit shpenzohen në industri, ekonomi dhe nevoja shtëpiake. Sasi mjaft e madhe e ujit shpenzohet gjatë veprimeve të ndryshme industriale, p.sh. për prodhimin e avullit të ujit, për ftohje, për tretje, për larje dhe operacione tjera. Gjatë fabrikimit të shumë prodhimeve, p.sh. gjatë përpunimit të metaleve dhe shumë punimeve tjera, sasia e ujit të shpenzuar për nga pesha shumë herë e tejkalon peshën e prodhimeve finale të fituara. Një sasi e madhe e ujit shndërrohet në ujë të papastër me ndyrësira të ndryshme joorganike. Për shkak të kërkesave për sasi të mëdha të ujit, si dhe për shkaqe tjera, fabrikat kimike zakonisht ngriten afër burimeve të ujit ose kalimeve tjera të ujit. Për shkak të zhvillimit të hovshëm të industrisë, urbanizmit dhe kërkesave për largimin e fabrikave nga vendbanimet, gjetja e burimeve të reja të ujit gjatë kohës është duke u bërë problem serioz, si për zhvillimin e industrisë së re, ashtu edhe për zgjerimin e asaj ekzistuese. Njëkohësisht sasi gjithnjë e më të mëdha të ujërave të papastër e ndotin tokën dhe shkatërrojnë florën e faunën në lumenj e liqene.
  • 7. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 8 Problemi për furnizim të industrisë me ujë në kohën e sotme po bëhet gjithnjë e më serioz edhe për arsye se industria bënë kërkesa për sasi edhe më të mëdha të ujit sa më të pastër. Meqenëse ujërat natyrore nga lumenjtë dhe burimet nuk i plotësojnë çdo herë kërkesat, uji para shfrytëzimit në industri në shumicën e rasteve përgatitet dhe përpunohet me anë të pastrimit Fortësia e ujit Dukja e jashtme e ujit, gjegjësisht ngjyra, era, shija si dhe gjendja bakteriologjike në rregull, mundësojnë shfrytëzimin e ujit për pije. Ndërsa mundësia e përdorimit të ujit në industri varet në rend të parë nga fortësia e ujit. Fortësia e ujit paraqet përmbajtjen e magneziumit dhe kripërave të kalciumit në ujë. Fortësia e tërë është masë për përbërjen e tërësishme të të gjitha kripërave alkalike dhe shprehet në gradë gjermane, franceze, angleze, amerikane. Fortësia e ujit shprehet me shkallë të fortësisë. Kështu p.sh. një shkallë gjermane të fortësisë e ka uji, një litër i të cilit përmban 10 mg kalcium-oksid (gëlqere e pashuar, CaO) dhe shënohet me 1°d. Ndërsa një shkallë franceze të fortësisë e ka uji, një litër i të cilit përmban 10 mg kalcium- karbonat (CaCO3), pastaj një shkallë angleze të fortësisë e ka uji, 0,7 litër i të cilit përmban 10 mg kalcium-karbonat (CaCO3). Dhe në fund një shkallë amerikane të fortësisë e ka uji, 1 litër i të cilit përmban 17 mg kalcium-karbonat. Prandaj raporti në mes këtyre shkallëve të fortësisë do të jetë: 1 shkallë franceze e fortësisë është e njëjtë me 0,56°d, 1 shkallë angleze e fortësisë 0,80°d, 1 shkallë amerikane e fortësisë 0,96°d gjegjësisht 1°d (gjermane)=1,79° franceze =1,25° angleze =1,05° amerikane. Kryesisht, fortësia e ujit mund të jetë: e përkohshme (karbonate), e cila shënohet me K° d, dhe e përhershme (jo karbonate), e cila shënohet me N° d. Kështu që fortësia e tërë mund të tregohet si: H° d = K° d + N° d Nëse uji përmban: 0° - 4° d, quhet shumë i butë, 4° - 8° d, quhet i butë, 8° - 16° d, quhet mesatarisht i fortë , 16° - 30° d, quhet i fortë , mbi 30° d, quhet shumë i fortë, Në shumë procese teknologjike fortësia e ujit bënë pengesa, p.sh:
  • 8. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 9 Te pajisjet termoenergjetike fortësia karbonate shkakton shtresimin e gurit në muret e rezervuarëve, gypave dhe kazanëve, kështu që shkakton probleme të mëdha në punën e tyre. Sapunët dhe detergjentet p.sh. reagojnë me kripëra të cilat e përbëjnë fortësinë e ujit dhe i shtresojnë ato duke formuar sapunë të patretshme dhe vetëm kur të arrijnë me i tretë ato mund të fillojnë funksionin e tyre të pastrimit. Për këtë shkak te pastrimi në ujë të fortë harxhohen pa nevojë sasi të mëdha të sapunëve dhe detergjenteve. Te prodhimi i lëngjeve të pemëve, kripërat e fortësisë së ujit mund të reagojnë me thartirat e pemëve dhe kështu të prishin shijen dhe erën. Këta janë vetëm disa shembuj të zakonshëm të cilët na tregojnë për nevojën e përpunimit të ujit për përdorime të veçanta. Për të përgatitur ujë të pastër, uji natyror i nënshtrohet distilimit ose metodave tjera të mënjanimit të kripërave të tretura ose bashkëdyzimeve organike të tretura nga uji natyror. Kjo d.t.th. zvogëlimi i fortësisë së ujit, para përdorimit të tij te kazanët e avullit apo te aparatet tjera dhe për agregate të pajisjeve industriale sidomos për industrinë kimike, të tekstilit, ushqimore dhe pastrimi i ujit të ujësjellësit për furnizimin e vendbanimeve. 1.2. Përpunimi i ujit Metodat më të shpeshta që shfrytëzohen për përpunimin e ujit për pije ose për nevoja të proceseve të caktuara teknologjike janë: Distilimi i ujit Filtrimi i ujit Deferizimi i ujit Deklorinimi dhe largimi i erës dhe shijes së keqe Zbutja e ujit Dekarbonizimi i ujit Denitratizimi i ujit Degazimi i ujit Demineralizimi i ujit Dezinfektimi dhe dekontaminimi i ujit Sterilizimi UV i ujit
  • 9. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 10 1.2.1. Distilimi i ujit Pastrimi i ujërave mund të kryhet edhe me anë të distilimit të tyre d.m.th. me anë të avullimit të ujërave dhe kondenzimit të pastajmë. Kështu pra distilimi i ujit përbëhet nga nxehja e ujit deri në vlim, kur uji avullohet në pajisje speciale për këtë punë që pastaj ti nënshtrohet ftohjes dhe kondenzimit. Me distilim fitohet ujë plotësisht i pastër, pa kripëra të gurit të kazanit, d.t.th. uji lirohet nga të gjitha kripërat dhe përbërësit. Fig.2- Skema e aparaturës për distilimin e ujit Kjo metodë mundëson përdorimin edhe të ujit të detit për furnizim të kazanëve të anijeve, si dhe kazanëve tjerë të instaluar në brigje të detit. Përdorimi i kësaj metode vjen në shprehje shumë herë kur nevojitet të plotësohet humbja e ujit për shkak të mbyllësve jo hermetik të turbinave, lidhjeve në gypa etj. Në sistemin e nxehjes (kazani- turbina-kondenzatori-kazani). Megjithatë, metoda e distilimit zgjatë shumë kohë dhe është mjaft më e shtrenjtë se metodat kimike të pastrimit të ujit, gjegjësisht mënyrave të zbutjes. 1.2.2. Filtrimi i ujit Filtrimi i ujit është operacion themelor qëllimi i të cilit është që nga uji të largohen të gjitha grimcat mekanike që gjinden në te. Pastrimi i ujit nga materiet në formë të tretësirave koloidale, përkatësisht kullimi i plotë i ujit bëhet nëpërmjet koagulimit. Për këtë qëllim tretet në ujë sulfati kristalor i aluminit (Al2(SO4)3 . 18H2O) e më rrallë edhe sulfati i hekurit (FeSO4 . 7H2O), të cilët duke vepruar me bikarbonatet e kalciumit dhe magneziumit sipas reaksionit:
  • 10. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 11 Al2(SO4)3+3(Ca,Mg)(HCO3)2=3(Ca,Mg)SO4+2Al(OH)3+6CO2 formojnë tretësirën koloidale të hidroksidit të aluminit, grimcat e të cilit, pasi që janë të ngarkuara me elektricitet pozitiv, bëjnë neutralizimin e grimcave koloidale negative të tretura në ujë dhe shkaktojnë fundërrimin e tyre. Largimi i grimcave koloidale të tretura në ujë bëhet zakonisht krahas me kullimin dhe me filtrimin e grimcave të suspenduara. Pastrimi i ujit nga materiet e suspenduara dhe koloidale mund të jetë: a) i plotë, dhe b) i pjesshëm. Pastrimi i plotë i materieve të suspenduara dhe koloidale nënkupton largimin e tyre deri në përmbajtjen 2 mg/l, ndërsa pastrimi i pjesshëm ose i trashë-deri në përmbajtjen 50-100 mg/l. Pastrimi i plotë i ujit nga materiet e suspenduara dhe koloidale është operacion i zakonshëm i përgatitjes së ujit për pije dhe për shumë qëllime industriale. Mënyra e filtrimit zgjidhet varësisht nga lloji dhe madhësia e grimcave. Kryesisht përdoren shtëpiza të ndryshme filtrash me filtrues adekuat të porozitetit të ndryshëm. Filtrat për filtrim të shpejtë mund të jenë të hapur apo të mbyllur. Filtri i hapur, më i thjeshtë (fig. 3) është një rezervuar me prerje në formë të katërkëndëshit, në fundin e të cilit janë të vendosur gypat e drenazhit, të lidhur me gypin për largimin e ujit të filtruar. Në pjesën e poshtme të filtrit vendoset shtresa e zhavorrit dhe mbi të shtresa filtruese, zakonisht rëra e kuarcit. Trashësia e shtresës filtruese është zakonisht 0,7 deri në 0,9 m. Fig. 3- Filtri i shpejtë i hapur 1-Hyrja e ujit për filtrim, 2-Xhepi për shpërndarjen e ujit, 3-Kanalet, 4-Shtresa fibruese, 5-Shtresa e zhavorrit, 6-Gypat e drenazhit
  • 11. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 12 Uji që do të filtrohet futet në filtër nëpërmjet xhepit(2) dhe pastaj me ndihmën e ulluqeve shpërndahet në mënyrë të barabartë mbi sipërfaqen e shtresës filtruese. Aftësia e filtrit për filtrim zvogëlohet me fundërrimin e ndyrësirave mbi sipërfaqen e grimcave filtruese, kështu që pas një kohe të caktuar të funksionimit të tij duhet të bëhet pastrimi. Operacioni i pastrimit të filtrit bëhet duke lëshuar ujin nëpër filtër në drejtim të kundërt të filtrimit dhe me shpejtësi të përshtatshme të rrymimit. Në stacionet për pastrimin e ujit përdoren zakonisht skemat e vazhdueshme. Lëvizja e ujit në këto skema mund të bëhet në bazë të rënies së lirë ose mund të jetë e detyrueshme. Fig. 4-Skema teknologjike e stabilimentit për pastrimin e ujit nga grimcat e suspenduara dhe koloidale:1-Hyrja e ujit, 2-Përzierësi, 3-Dhoma e koagulimit, 4-Fundërruesi, 5-Filtri, 6-Rezervuari i ujit të pastruar, 7-Ena për përgatitjen e reagjentëve Në fig. 4 është paraqitë skema teknologjike e një stabilimenti për pastrimin e ujit me veprim të vazhdueshëm dhe me lëvizje të lirë të ujit. Uji që do të pastrohet, me anë të pompës futet në përzierësin, ku vendos kontakt me reagjentët që vijnë nga ena për përgatitjen e tyre. Proceset fiziko-kimike të koagulimit të tretësirave koloidale dhe aglomerimi i grimcave, bëhen në dhomën e koagulimit, prej nga uji dërgohet në filtrin e rërës, në të cilin bëhet veçimi i grimcave që nuk janë fundërruar në agregatin e mëparshëm. Shpejtësia e filtrimit në një stabiliment të tillë është 5- 10 m3 /h. Ndërsa përdoren edhe filtrues të ndryshëm gjysmë automatik dhe automatik, të cilët pastrohen gjatë punës, ashtu që nuk ka ndërprerje gjatë punës. Te ujërat e ndyta shumë, mund të përdoren filtrat klasik të rërës me mbushje silikate shumështresëshe të granulitetit të ndryshëm. Largimi kryhet me filtrim nëpër rërë të kuarcit me madhësi të kokrrizave prej 0,8 deri 3,0 mm. Uji i pastruar kalon nëpër gypin kryesor dhe nëpërmjet kokës shpërndarëse del nga kolona. Sistemet të cilat mekanikisht e pastrojnë ujin, njëkohësisht bëjnë edhe deferizimin e ujit (zvogëlimin e nivelit të hekurit në ujë) dhe s’klorinimin (largimin e klorit nga uji i
  • 12. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 13 ujësjellësit). Principi i punës së tyre mund të jetë automatike dhe manuale dhe është e njëjtë për këto tri veprime, ndryshon vetëm lloji i mbushjes në kolonat filtruese, (fig. 5). Fig. 5-Skema e një sistemi për filtrim mekanik, deferizim dhe sklorinim të ujit 1.2.3. Deferizimi i ujit Në shumë raste te uji me përbërje më të madhe të hekurit paraqitet nevoja që përbërja e tillë të zvogëlohet në minimum. Te uji për pije përbërja e rritur e hekurit i jep ujit erë shumë të pa këndshme, e gjithashtu në te formohet dhe shtresohet fero- hidroksidi, i cili nëpër gypa mund të formon edhe probleme mikrobiologjike. Gjithashtu edhe në shumë procese prodhuese, sidomos në industrinë e tekstilit, të letrës dhe ushqimore, përbërja e hekurit duhet të zvogëlohet në minimum. Deferizatorët janë pajisje që përbëhen nga kolonat e mbushura me masë speciale katalitike-filtruese MnO2, e cila me anë të katalizës e shndërron hekurin nga forma tretëse në formë të patretshme dhe e mbanë në vehte. Hekuri i shtresuar kështu kohë pas kohe zbrazet nga pajisja me larje me rrymim nga ana e kundërt, gjë që ka efikasitet të lartë dhe shpenzime të ulëta eksploatuese. Gjatë punës filtri nuk shfrytëzon kemikalie ndihmëse. Materiali katalitik MnO2 ka qëndrueshmëri të madhe kohore dhe mund të dezinfektohet me klor aktiv të koncentrimit deri në 2%.
  • 13. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 14 1.2.4. Deklorinimi i ujit dhe largimi i shijes dhe erës së keqe Për të mirëmbajt gjendjen mikrobiologjike në rregull të ujit për pije, uji para distribuimit në rrjetin e ujit të qytetit duhet patjetër të klorinohet dhe atë me një sasi pak më të madhe të klorit, në mënyrë që ti mbahet steriliteti shtesë. Pikërisht kjo tepricë e klorit, mundet me ndikua shumë keq në vetitë e ujit për pije (erë dhe shije), ndërsa në kontakt me substancat organike mund të formojë kompozime mjaft të rrezikshme për njeriun (disa nga to janë edhe kancerogjene). Për s’klorinim të ujit sot kryesisht përdoren filtrat me karbon aktiv. Ky sistem më së shpeshti përdoret për s’klorinim dhe dezodorim të ujit për pije, si dhe në teknologjitë ushqimore të cilat përdorin ujin nga rrjeti. Largimi i shijes dhe erës së pakëndshme të ujit të pijshëm dhe ujit për nevoja të sintezës, në shumë raste është proces i domosdoshëm gjatë përgatitjes së tij për përdorim. Ky proces quhet dezodorim që nënkupton përmirësimin e kualitetit të ujit, gjegjësisht mënjanimin nga uji i substancave të cilat mund ti japin shije të keqe, erë, e në disa raste edhe ngjyrë. Metoda më efikase dhe më e përhapur për largimin e shijes së ujit është metoda e përpunimit të tij me karbon aktiv në aparatin për filtrim, në të cilin vendoset në mes të shtresës së rërës së kuarcit dhe zhavorrit shtresa e karbonit aktiv. D.m.th. edhe këtu si edhe te deklorinimi dhe filtrimi shfrytëzohen filtrat me karbon aktiv (fig. 5). Karboni aktiv si absorbues i fortë që është, i absorbon këto materie. Pas konsumimit të aftësisë absorbuese të karbonit ai zëvendësohet me të ri. Të metat kryesore të kësaj metode të dezodorimit të ujit janë nevoja për shpëlarjen e shpeshtë të filtrit, ç‘aktivizimi i shpejtë i tij dhe korrozioni i pjesëve metalike të aparaturës. 1.2.5. Zbutja e ujit Uji që përdoret për furnizimin e kazanëve të avullit duhet patjetër të zbutet. Shtresa e gurit në muret e kazanëve të avullit është e dëmshme për kazan, sepse pengon përcjelljen e nxehtësisë në ujë të kazanit, për çka gjatë harxhimeve të njëjta të lëndës djegëse kazani prodhon dukshëm sasi më të vogël të avullit. Pastaj mjaft e pengon ujin të ftohë muret e kazanit, të cilat nga jashtë nxehen nga gazrat e nxehtë, prej nga llamarinat nxehen së tepërmi. Kjo nxehje e madhe e llamarinave të kazanit shkakton ndryshimin e dukshëm të vetive mekanike të metalit, zvogëlon afatin e qëndrueshmërisë së materialit, gjegjësisht ndërrimin e shpeshtë të pjesëve të kazanit. Gjithashtu, guri i kazanit e ka edhe një veti shumë të dëmshme që gjatë punës së kazanit, për shkak të koeficientëve të ndryshëm të zgjerimit, shumë herë pëlcet. Në këtë rast uji që është në kazan vjen në kontakt me llamarinat e nxehta së tepërmi, ftohë përnjëherë dhe në to shkakton dëmtime të ndryshme, në disa raste edhe eksplodimin e kazanit.
  • 14. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 15 Zbutja e ujit ose procesi teknologjik i largimit të plotë të kripërave të tretura në ujë është një nga proceset më delikate në teknologjinë e ujit, proces i cili ndikon në mënyrë vendimtare në cilësitë e ujit dhe në përdorimin e tij. Për zbutjen e ujit përdoren: a) metodat termike b) metodat kimike dhe c) metodat e këmbimit jonik. 1. 2. 5. a. Zbutja e ujit me metodat termike Kjo metodë bazohet në zbërthimin e bikarbonateve të kalciumit dhe të magneziumit nën ndikimin e nxehtësisë sipas reaksioneve të shënuara më sipër (1) dhe (2) me ç’rast bëhet fundërrimi i tyre në formë të karbonateve. Metoda termike e zbutjes së ujit është e përshtatshme për ujërat që kanë fortësi të përkohshme të lartë dhe fortësi të përhershme të ulët, që janë raste të rralla. Kjo metodë është metodë e shtrenjtë dhe e ngadalshme, kështu që përdoret rrallë. 1. 2. 5. b. Zbutja e ujit me metodat kimike Metodat kimike për zbutjen e ujit janë më të përhapura në praktikën industriale. Varësisht nga reagjentët që përdoren, metoda kimike e zbutjes së ujit zbatohet në tri variante: a) zbutja e ujit me gëlqere, b) zbutja e ujit me baza dhe c) zbutja e ujit me fosfate. a) Zbutja e ujit me gëlqere Zbutja e ujit me metodën kimike, duke përdorur si reagjent gëlqeren është një nga metodat më të përhapura dhe më të lira të zbutjes. Si reagjent përdoret sherbeti i gëlqeres- tretësira ujore e hidroksidit të kalciumit. Me përdorimin e gëlqeres si reagjent për zbutje arrihet fundërrimi i plotë i tërë sasisë së magnezit dhe fundërrimi i kalciumit që gjendet në formë të bikarbonatit, sipas reaksioneve: Ca (HCO3)2 + Ca (OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O Mg (HCO3)2 + Ca (OH)2 = Mg (OH)2 + 2CaCo3 + 2H2O Me gëlqeren si reagjent fundërrohet njëkohësisht edhe hekuri, i cili ndihmon edhe koagulimin e tretësirave koloidale.
  • 15. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 16 b) Zbutja e ujit me baza Kjo metodë si reagjent përdorë hidroksidin e natriumit. Ashtu si edhe hidroksidi i kalciumit, hidroksidi i natriumit ndikon në veçimin e bikarbonatit të kalciumit dhe tërë sasisë së magneziumit. Kalciumi fundërrohet si karbonat, ndërsa magneziumi si hidroksid. Si produkt i reaksionit në tretësirë paraqitet karbonati i natriumit. Veprimi i hidroksidit të natriumit bëhet sipas reaksioneve: Ca(HCO3)2 + 2NaOH = CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O Mg(HCO3)2 + 4NaOH = Mg(OH)2 + 2Na2CO3 + 2H2O MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl Teprica e hidroksideve të kalciumit dhe të natriumit që mbetet pas zbutjes neutralizohet, duke fryrë nëpër masën e ujit dyoksidin e karbonit, me ç’rast formohen karbonati i kalciumit si komponent i patretshëm ose si karbonat i natriumit. c) Zbutja e ujit me fosfate Është metoda më e përsosur e zbutjes së ujit me përdorimin e reagjentëve. Metoda siguron largimin e fortësisë së përhershme dhe të përkohshme të ujit. Procesi bazohet në reaksionet: 3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3 + 3CO2 + 3H2O 3CaCl2(MgCl2) + 2Na3PO4 = (Ca, Mg)3(PO4)2 + 3Na2SO4(6NaCl) Reagjenti kryesor i metodës fosfatike të zbutjes së ujit është fosfati terciar i natriumit. Metoda është shumë efikase, mirëpo përdorimi i saj është i kufizuar për shkak të çmimit të lartë të reagjentëve. Në shumë raste skemat parimore të metodave të zbutjes së ujit me përdorimin e reagjentëve kimik u ngjajnë mjaft skemave teknologjike të pastrimit të ujit nga grimcat e suspenduara dhe koloidale. Stabilimentet për zbutjen e ujit me metodat kimike përbëhen prej aparateve për tretjen, përzierjen dhe dozimin e reagjentëve, përzierësve, dhomave të fundërrimit dhe zmadhimit të grimcave, aparateve për fundërrim dhe filtrave. Duke pasur parasysh faktin se kemi të bëjmë me një skemë teknologjike mjaft të komplikuar dhe të përbërë prej një numri të madh aparatesh me përmasa të mëdha, janë krejt të logjikshme përpjekjet për zvogëlimin e numrit dhe përmasave të aparateve. Si rezultat i përpjekjeve të tilla lindi i ashtuquajturi ”reaktor turbulent” (fig. 6), i cili aparat zëvendëson aparatet prej përzierësit e deri te fundërruesi.
  • 16. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 17 Fig. 6 - Reaktori turbulent 1-trupi i reaktorit 2-ventili i sigurimit 3-hyrja e ujit 4-hyrja e reagjentit 5-dalja e ujit të zbutur 6-hyrja për ndërrimin e masës 7-gypi për largimin e fundërresës Reaktori turbulent është një enë konike e mbushur deri diku me një sasi të caktuar të shtresës filtruese, të përbërë prej grimcave të rërës së kuarcit, antracitit ose mermerit me madhësi rreth 0,25 mm. Reagjentët dhe uji futen në reaktor me shpejtësi të zmadhuar, duke mundësuar lëvizje turbulluese dhe përzierje më të mirë të reagjentëve me ujin, me ç’rast fundërrinat shtresohen mbi sipërfaqen e grimcave, të cilat zmadhojnë përmasat e tyre. Kur përmasat e grimcave arrijnë kufirin 1,5-2 mm ato fillojnë të fundërrohen dhe ky është tregues se masa duhet të zëvendësohet me një masë të re. 1. 2. 5. c. Zbutja e ujit me këmbyes jonik Kjo metodë mbështetet në vetinë e disa substancave të ngurta që të absorbojnë jonet e tretura në ujë, duke lëshuar njëkohësisht në ujë jonet nga struktura e tyre. Substancat e tilla quhen këmbyes jonik, sorbentë jono këmbyes, ose jono këmbyes. Këto materie gjejnë sot përdorim të gjerë në praktikën industriale të pastrimit të ujit nga kripërat e tretura, në radhë të parë për shkak të shpejtësisë dhe efikasitetit të veprimit. Përveç për zbutje, jonet përdoren edhe për demineralizimin (shkripëzimin) e plotë të ujit. Gjatë procesit fiziko-kimik të këmbimit të joneve mund të bëhet këmbimi i anioneve dhe kationeve. Jonet që kanë veti për këmbimin e kationeve quhen kationite,
  • 17. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 18 ndërsa jonet që bëjnë këmbimin e anioneve- anionite. Kationitet me aftësi të lëshimit të joneve të hidrogjenit quhen H-kationite, ndërsa anionitet me aftësi të lëshimit të joneve hidrokside quhen OH-anionite. Sipas origjinës dallojmë këmbyes jonik me origjinë minerale ose inorganike dhe këmbyes jonik me origjinë organike. Këmbyesit jonik me origjinë minerale mund të jenë komponime natyrore ose artificiale (sintetike). Këmbyesit jonik me origjinë organike janë kryesisht komponime sintetike. Si sorbent jonik sintetik mund të përdoren silikageli dhe oksidi i aluminit. Ndërsa grupit të joniteve inorganike sintetike i takon edhe permutiti si produkt me strukturë amorfe, i cili përfitohet nga veprimi në mes të silikatit të natriumit dhe aluminatit të natriumit. Sorbent jon shkëmbyes sintetik të njohur janë edhe fosfati i bariumit dhe hidroksidi i zirkoniumit. Sot për zbutjen e ujit kryesisht përdoren filterët jon shkëmbyes, të cilët përbëhen nga kolonat jon shkëmbyese të mbushura me sasi të konsiderueshme të masës jon shkëmbyese e cila i absorbon jonet e kalciumit dhe të magneziumit, të cilat i zëvendëson me jone të natriumit, me ç’rast fortësia e ujit mënjanohet. Këta filtra jon shkëmbyes janë aparate cilindrike (fig. 7 ). Në pjesën e poshtme të aparaturës është vendosur një pllakë metalike me vrima dhe mbi te shtresa e jonitit. Nën këtë pllakë gjendet shtresa e zhavorrit dhe në të sistemi i gypave të drenazhit për largimin e ujit të zbutur. Fig. 7 - Filtri jonik 1-masa e kationitit, 2-shtresa e rërës-zhavorrit 3, 4-hyrja e tretësirës së rigjenerimit 5-shpërndarësi i ujit 6-sistemi i drenazhit për daljen e ujit të zbutur Nëse në filtrin jonik gjendet masa e kationitit, me lëshimin e ujit nëpër të, bëhet këmbimi i joneve të kalciumit dhe magnezit nga uji me jonet aktive të kationitit (jonet e natriumit) sipas reaksioneve: 2[R1] Na + Ca2+ [R1]2Ca + 2 Na+ 2[R1] Na + Mg2+ [R1]2Mg + 2 Na+
  • 18. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 19 Në këtë mënyrë në tretësirë-në ujë, në vend të bikarbonateve, sulfateve, klorureve dhe kripërave tjera të kalciumit dhe të magneziumit mbesin kripërat përkatëse të natriumit, të cilat nuk shkaktojnë fortësi. Procesi i këmbimit vazhdon deri sa të bëhet ngopja e masës së kationitit. Me këtë rast futja e ujit në aparat ndërpritet dhe fillon procesi i rigjenerimit (i përtërirjes ) së jonitit, duke lëshuar me rrymim nga ana e kundërt nëpër masën e jonitit tretësirën për rigjenerim. Si tretësirë për rigjenerim zakonisht përdoret tretësira e klorurit ose hidroksidit të natriumit (NaCl) me ç’rast jonet e kalciumit dhe magneziumit përsëri zëvendësohen me jone të natriumit. Rigjenerimi bëhet sipas reaksioneve: [R1]2 (Ca, Mg) + 2NaCl 2 [R1] Na + (Ca, Mg) Cl2 Me procesin e zbutjes, siç theksuam më sipër, bëhet këmbimi i joneve të kalciumit dhe magneziumit me jonet e natriumit, të cilat nuk shkaktojnë fortësi. Si veti negative e zbutjes së ujit është rritja e vetive korrozive të tij. Kështu që në shumë raste uji i zbutur duhet të neutralizohet me acid fosforik apo sulfurik. Në krahasim me metodat kimike të zbutjes së ujit, metodat jono këmbyese janë më të përshtatshme dhe më elegante, por janë më të shtrenjta. Përdorimi i tyre është më i levërdishëm për ujërat me fortësi të vogël. Zbutësit përdoren për përgatitjen e ujit për kazana të presionit të ulët, te sistemet e ndryshme nxehëse dhe ftohëse, në spitale, hotele për larjen e rrobave, si dhe te të gjitha rastet ku pengon fortësia e rritur e ujit. Një filtër automatik për zbutjen e ujit është treguar në fig. 8.
  • 19. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 20 Fig. 8 –Filtri automatik për zbutjen e ujit KAV- koka automatike me valvola, ZK- zbutësi katjonik ,ER- ena për reagjent, M- manometri, V-valvolat, Prodhimin e ujit të zbutur e drejton koka automatike me valvola. Koka automatike e kontrollon punën e zbutësit të ujit dhe mund të rregullojë fillimin e rigjenerimit në kohë (p.sh. çdo të dytën ditë) ose në bazë të vëllimit të ujit të prodhuar të zbutur (p.sh. pas 20 m3 ), por në të dy rastet rigjenerimi, i cili zgjatë rreth tre orë, duhet të kryhet herët në mëngjes rreth orës 2 kur mendohet që nuk ka kërkesa për ujë të zbutur. Rigjenerimi mund të startohet edhe me dorë në çfarëdo kohe. Zbutësi i dyfishtë jonik i ujit dallohet nga zbutësi i mësipërm sepse është në gjëndje të prodhojë ujë të zbutur pa ndërpre (kontinuale). Në këtë version shfrytëzohen dy kolona identike nga të cilat njëra është në punë deri sa tjetra bënë rigjenerimin dhe është në pritje për punë. Rrjedhja e ujit nëpër kolonën që është në punë matet dhe kur të arrihet sasia e definuar që më parë e ujit të prodhuar të zbutur, koka automatike me valvola e lëshon në punë kolonën tjetër. Masa e ngopur jonike në kolonën e parë rigjenerohet dhe është në pritje deri sa të mbushet kolona e dytë, kur koka automatike me valvola përsëri e kthen procesin në kolonën e parë.
  • 20. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 21 Fig. 9- Pamja e një vije të trajtimit të ujit në stacion me kapacitet 1200 l/h me zbutës të dyfishtë të ujit (dy kolonat e kaltërta) 1.2.6. Dekarbonizimi i ujit Dekarbonizimi është veprim me të cilin nga uji largohet fortësia karbonate. Bëhet fjalë për pajisjen jon këmbyese të mbushur me masë speciale jon këmbyese, e cila masë jonet e kalciumit dhe të magneziumit të fortësisë karbonate i zëvendëson me jonet e hidrogjenit. Kështu në vend të kripërave me fortësi karbonate formohet sasia ekuivalente e acidit karbonik, i cili nëse pengon, mund të ç’ajroset. Kripërat me fortësi jo karbonate gjatë këtij procesi kalojnë pa ndryshime. Masa jon këmbyese pas konsumimit të kapacitetit të vet rigjenerohet me lëshimin e tretjes së dobët të acidit klorhidrik (HCl), pas të cilës përsëri është e gatshme për punë. Dekarbonizimi i ujit është veçanërisht i nevojshëm gjatë prodhimit të pijeve freskuese të gazuara, për shkak të problemeve që shkaktojnë kripërat e fortësisë karbonate (gazimi i vështirësuar, zvogëlimi i thartirës për shkak të reaksioneve me thartirë të pemëve, zvogëlimi i ëmbëlsisë për shkak të reaksioneve me sheqerna , etj. ). 1.2.7. Denitratizimi i ujit Përmbajtja e nitratit mbi kufirin e lejuar, përveç ndikimeve mjaft të dëmshme në shëndetin e njeriut, më së shpeshti është një shenjë e ndotjes së ujit me substanca organike të cilat mund të jenë me prejardhje fekale. Për mënjanimin e nitratit prodhohen pajisje me bazë të masave jon shkëmbyese me jon-selektiv special me të cilat joni nitrat konvertohet në jon klorid të padëmshëm. Pas ngopjes denitratizatori rigjenerohet me tretje të kripës së kuzhinës.
  • 21. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 22 1.2.8. Degazimi i ujit Me degazim të ujit kuptojmë largimin e gazrave të tretura në ujë. Në ujërat natyror janë të pranishme gazrat: ajri, dyoksidi i karbonit dhe në sasi më të vogël edhe gaze tjera. Në ujërat industrial të rikthimit - ujërat qarkulluese, në sasi relativisht të mëdha gjinden gazet si dyoksidi i karbonit, sulfuri i hidrogjenit, oksigjeni etj. Gazrat në ujë ndikojnë në rritjen e vetive agresive të ujit ndaj materialeve konstruktive. Dyoksidi i karbonit i tretur në ujë tregon veprim agresiv ndaj betonit, ndërsa gazet e tjera si oksigjeni, sulfuri i hidrogjenit dhe dyoksidi i karbonit, tregojnë veti agresive ndaj metaleve, sidomos hekurit dhe bakrit. Përmbajtja e gazeve të tretura në ujë është sidomos e rrezikshme për ujin që përdoret për prodhimin e avullit. 1. 2. 8. a. Metodat fizike të degazimit të ujit Këto metoda mbështeten në kontaktin e ujit me ajrin, që do të thotë se kemi të bëjmë në të vërtetë me ajrosje të ujit. Kalimi i gazeve të tretura prej ujit në ajrin për degazim është pasojë e presionit parcial të zvogëluar të ajrit në krahasim me presionin e gazit që largohet. Degazimi i ujit me ajrosje bëhet me anë të stërpikjes së tij në formë të shiut ose në formë të fontanës. Fig. 10- Skema e degazimit të ujit me stërpikje në formë të fontanës Pajisja më e përsosur për degazimin e ujit është kulla për ftohjen (freskimin) e ujit (fig. 11). Kullat për freskim mund të kenë forma të ndryshme, si: cilindrike, prizmatike, të kupës apo të piramidës së cunguar. Ato ndërtohen prej druri ose betoni dhe brenda janë të mbushura me fletë në formë rrjetash, të cilat sigurojnë kontakt më të mirë të ujit me ajrin për ftohje. Si material mbushës mund të përdoret koksi, druri, etj. Uji hyn në krye të kullës dhe me ndihmën e aparateve të posaçme stërpiket në mënyrë të barabartë mbi tërë sipërfaqen e kullës. Ajri për ftohje lëviz në drejtim të kundërt me ventilim natyror ose të detyruar.
  • 22. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 23 Përveç efektit të degazimit arrihen edhe efekte të ftohjes për shkak të avullimit të pjesshëm të ujit. Kullat për ftohje janë stabilimente që kanë përdorim të gjerë si për degazim, ashtu edhe për freskim të ujit, sidomos të ujërave të rikthimit. Fig. 11- Kulla për ftohje 1-Trupi i kullës, 2- Mbushja, 3-Hyrja e ajrit, 4- Dalja e ajrit, 5- Pompa, 6- Pajisja për ftohje ose absorbim me ndihmë të ujit. 1. 2. 8. b. Metodat kimike për degazim të ujit Metodat kimike për degazim të ujit janë më të shtrenjta dhe shpeshherë kanë si pasojë ndotjen shtesë të ujit. Ky është edhe shkaku kryesor që këto metoda kanë përdorim të kufizuar, megjithëse janë mjaft efikase. Bazohen në përdorimin e reagjentëve me të cilët reagojnë me gazet e tretura në ujë. Largimi i oksigjenit të tretur në ujë mund të bëhet, p.sh. duke bërë filtrimin e ujit nëpër masën e ashklave(zdrukthave) të hekurit, me ç rast ndodhë reaksioni: 4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3 Oksigjeni po ashtu mund të largohet duke bërë përpunimin e ujit me sulfit të natriumit, sipas reaksionit: 2 Na2SO3 + O2 2 Na2SO4 , etj. Si mjet për lidhjen e oksigjenit mund të përdoret edhe hidrazimi. Sulfuri i hidrogjenit (H2S) largohet nga uji duke bërë oksidimin e tij me oksigjenin e ajrit ose me klor.
  • 23. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 24 1.2.9. De mineralizimi i ujit De mineralizimi apo shkripëzimi i plotë i ujit bëhet për nevoja të ndryshme. Shumë herë për nevoja medicinale, farmaceutike, laboratorike, kozmetike ose proceseve tjera teknologjike, kërkohet në kuptimin kimik ujë absolutisht i pastër, i liruar nga të gjitha kripërat e tretura. Kësi uji fitohet me anë të demineralizimit. Demineralizatori është aparaturë e cila, varësisht nga kualiteti i ujit që përpunon, përbëhet nga dy ose më shumë kolona jon shkëmbyese me mbushje të ndryshme të lidhura në seri. Duke kalua nëpër këtë sistem uji lirohet nga të gjitha kripërat e tretura. Masat jon shkëmbyese në këto kolona rigjenerohen me tretësirat e acidit klorhidrik(HCl) dhe të hidroksidit të natriumit (NaOH). Demineralizatorët shërbejnë për prodhimin e ujit të demineralizuar me përcjellshmëri elektrike specifike nga 0 deri në 10 μS/cm(mikroSiemens/cm). Prodhohen të formës manuale dhe automatike në dy versione të ndërtimit të aparaturës: të thjeshtuar dhe të zgjeruar. Për demineralizimin e plotë të ujit përdoren: a) metoda e këmbimit jonik, b) metoda elektrokimike c) metoda e ajrosjes dhe d) metoda e distilimit. Për shkripëzimin e plotë të ujit përdoret sistemi i aparaturës i ngjashëm me sistemet për zbutjen e thjeshtë të ujit (fig. 12). Aparatet kryesore të këtij sistemi janë filtrat kationik dhe anionik, degazuesi dhe filtri i përzier. Uji së pari futet në filtrin kationik, në të cilin gjendet masa e H- kationitit e cila e bënë absorbimin e joneve të kalciumit dhe magneziumit, kështu që pas kësaj mbeten në ujë vetëm anionet sulfate, klorure, silikate dhe karbonate. Reaksioni i procesit mund të shprehet me ekuacionin kimik: 2 [R] H + Ca2+ + Mg2+ [R2] ( Ca, Mg ) + Cl -1 + SO4 2 - + SiO3 2 - + CO3 2 - Pas filtrit kationik, uji dërgohet në filtrin e parë anionik me masë të anionit të dobët bazik që bën këmbimin e anioneve sulfate dhe klorure, sipas reaksionit: 3 [R’] OH + Cl - + SO4 2 - [R’2] SO4 + [R’] Cl + 3 OH - Uji që del nga filtri i parë anionik përmban tash vetëm anionet silikate dhe karbonate. Anionet karbonate (dyoksidi i karbonit ) veçohet në degazuesin që gjendet pas filtrit të parë anionik. Uji pas kësaj dërgohet në filtrin e dytë anionik me masë të anionit të fortë bazik, me të cilin bëhet veçimi i anioneve silikate, sipas reaksionit : 2 [ R”] OH + SiO3 2 - [R”]2 SiO3 + 2 OH -
  • 24. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 25 Fig. 12-Skema teknologjike e sistemit të aparateve për demineralizimin e plotë të ujit 1-Hyrja e ujit natyral, 2-Filtri kationik, 3-Filtri i dobët anionik, 4-Degazuesi, 5- Filtri anionik i fortë, 6-Filtri i përzier, 7-Dalja e ujit të demineralizuar Në skemë shihet se rigjenerimi i joniteve bëhet me përdorimin e tretësirave të acidit klorhidrik dhe hidroksidit të natriumit. Në fund të sistemit të aparateve gjendet edhe filtri i përzier që shërben si korrektor i gabimeve dhe i lëshimeve në fazat e mëparshme të procesit të demineralizimit. Demineralizatori manual në version të thjeshtuar përbëhet nga: dy kolona, të punuara me material polimeri, nga jashtë të forcuara me fije të tekstilit të zhytura në epokside, të cilat përmbushin kriteret për përdorim në trajtimin e ujit në industrinë kimike, farmaceutike dhe ushqimore. Kolonat janë rrezistente nga ndikimi i presioneve të larta (deri në 10 bar), nga korrozioni dhe nga ndikimi i acideve dhe bazave. ujëmatësi filtri mekanik në hyrje prej 25μm dhe në dalje prej 5μm konduktometri procesor i atestuar dy rezervuarë nga PP për përgatitjen e tretësirave për rigjenerim sistemi i gypave dhe lidhjeve nga PVC i fortë valvolat sferike dhe dy injektor vakumor. Rigjenerimi i sistemit, që zgjatë rreth tri orë bëhet pas stërngopjes së tij ( që vërtetohet në treguesin e konduktometrit). Në figurën 13, janë paraqitë skemat teknologjike të dy versioneve të mundshme të demineralizatorit (a-versioni i thjeshtuar dhe b-versioni i zgjeruar).
  • 25. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 26 Fig. 13 a-Skema teknologjike e demineralizimit të ujit (versioni i thjeshtuar)
  • 26. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 27
  • 27. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 28 Metodat tjera për demineralizimin e plotë të ujit Ndër to është metoda elektro kimike e shkripëzimit të ujit e cila mbështetet në veçimin e anioneve dhe kationeve të tretura në ujë nëpërmjet fundërrimit të tyre mbi sipërfaqet e katodave dhe të anodave, të vendosura në banja të posaçme të elektrolizës. Kjo metodë është mjaft efikase por edhe e shtrenjtë, kështu që përdoret rrallë. Produktet kryesore të saj janë oksigjeni, si produkt i anodës dhe hidrogjeni, si produkt i katodës. Mënyra më e përsosur për shkripëzimin e ujit është distilimi. Përdorimi i tij në përmasa më të mëdha është i kufizuar me shpenzime të larta të energjisë termike. 1.2.10. Dezinfektimi dhe dekontaminimi i ujit Me dezinfektim dhe dekontaminim kuptojmë mbytjen e baktereve të cilat shkaktojnë sëmundje të ndryshme. Për dezinfektim dhe dekontaminim të ujit përdoren metoda të ndryshme. Metodat me reagjent përdoren më së tepërmi në praktikë, prej të cilave më të rëndësishmet janë metoda e klorinimit dhe metoda e ozonimit. Klorinimi i ujit, është metoda më e përhapur për dezinfektimin e ujit, përkatësisht për mbytjen e baktereve të ndryshme. Në fillim si reagjent përdorej kloruri i gëlqeres, kurse prej vitit 1910 përdoret edhe përpunimi i ujit me klorin e gaztë. Përveç tyre, sot për klorinimin e ujit përdoren edhe hipokritet dhe aminat e klorit. Veprimi i klorit shpjegohet me faktin se ai bën oksidimin e substancës organike të protoplazmës së baktereve, sidomos bacileve të tifos së zorrëve dhe dizenterisë, të vibrioneve të kolerës etj. Përveç këtyre veprimeve, klori reagon edhe me një varg komponimesh dhe përbërësish organik dhe inorganik të ujit, kështu që efektet e veprimit të tij nuk qëndrojnë vetëm në dezinfektim, por edhe në ç’ngjyrosje, largimin e erës dhe të shijes dhe në lehtësimin e proceseve të koagulimit dhe të fundërrimit. Në rastet kur uji përmban fenole, përdorimi i procesit të klorinimit për dezinfektim dhe dekontaminim, ka si pasojë keqësimin e shijes dhe erës së ujit. Ky efekt i padëshiruar mund të evitohet me përdorimin e dozave më të mëdha të klorit (10 mg/l). Dozat më të mëdha të klorit ndikojnë edhe në shndërrimin e fortësisë karbonate në atë jo karbonate, sipas këtij reaksioni: Ca(HCO3)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O + 2CO2 Aparati më i përdorur për klorinim me klor të gaztë është klorinatori vakumor (fig. 14) i cili për nga konstruksioni dhe mënyra e funksionimit i përngjanë mjaft pompës së ujit.
  • 28. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 29 Fig.14- Klorinatori vakumor 1-Hyrja e ujit, 2-Hyrja e klorit, 3-Dhoma e thithjes, 4-Difuzori, 5-Dhoma e përzierjes Procesi i dezinfektimit dhe i dekontaminimit me ozon, megjithëse i zbuluar në fillim të këtij shekulli, përdorim më të gjerë gjeti viteve të fundit. Sipas të dhënave nga praktika, ozoni i zhduk bakteret deri në 15 herë më shpejtë se klori. Përveç kësaj manipulimi me të është më i lehtë dhe më i parrezikshëm dhe nuk len asnjë pasojë në shijen dhe në erën e ujit. Efektet e zhdukjes së baktereve me përdorimin e ozonit janë mjaft të larta (98-99%). Epërsitë e përdorimit të ozonit qëndrojnë në faktin se ai zëvendëson të tre proceset e përdorura gjerë më tani: largimin e ndyrësirave organike (të gjalla dhe jo të gjalla), përpunimin e ujit me karbon aktiv dhe klorinimin. Metodat pa reagjent të dezinfektimit dhe të dekontaminimit të ujit janë: rrezatimi me rrezet ultra-vjollcë, përpunimi me valët e ultratingujve dhe përpunimi termik i ujit. Këto metoda janë mjaft efikase, por përdorimi i tyre është i shtrenjtë.
  • 29. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 30 1.3. AVULLI I UJIT Avulli i ujit është avull i cili formohet nga avullimi i ujit dhe paraqet ujin në gjendje agregate të gazët. Avulli i ujit bënë pjesë në të ashtuquajturat gaze reale, sepse te ai prodhimi i shtypjes së tij (p) dhe vëllimit (V), pra prodhimi p∙V edhe në temperaturë të njëjtë nuk mbetet konstant (i pandryshueshëm) si te gazet ideale të cilat i nënshtrohen ekuacionit të Klapejronit (barazimit të gjendjes së gazit: p∙V=R∙T, ku R është konstante e gazit, e T-temperatura absolute). Për këtë arsye, gjendja e avullit të ujit karakterizohet edhe me shtypje e temperaturë, të cilat përcaktojnë sasinë e nxehtësisë së domosdoshme për përfitimin e avullit gjatë ngrohjes së ujit deri në temperaturën e vlimit (e cila varet nga shtypja dhe anasjelltas) dhe më tutje deri në avullimin e plotë, e pastaj edhe deri në tej ngrohjen e avullit të ujit. Në shtypje atmosferike (760 mm Hg=1 atm) avulli i ujit zë një vëllim afërsisht 1600 herë më të madh nga vëllimi i ujit prej të cilit është prodhuar avulli. Avulli i cili fitohet në shtypje më të lartë, zë vëllim më të madh, p.sh., në 100 ata (atmosfera absolute: 1 ata= 1 kp/cm2 = 9,81 kN/cm2 ) vetëm 12,7 herë më të madh se sa vëllimi i ujit nga i cili është formuar. Më në fund, në ndonjë shtypje të caktuar avulli ka vëllim të njejtë sa edhe uji nga i cili është formuar. Kjo gjendje quhet gjendje kritike dhe është karakteristike për çdo lloj materie. Për ujin dhe avullin e ujit gjendja kritike formohet në shtypje pk=225,5 ata, në temperaturë tk=374,4 °C dhe në të cilën çdo kilogram avull (respektivisht ujë) zë vëllimin specifik Vk =0,003 m3 /kg=3 dm3 /kg. Siç dihet, uji kalon nga gjendja e lëngët agregate në gjendje të avullit apo të gazët në dy forma: me avullim dhe me vlim. Avullimi i ujit kryhet në çdo temperaturë. Sipas teorisë kinetike të fluideve, molekulat e ujit vazhdimisht janë në lëvizje. Një pjesë e molekulave të ujit, gjatë lëvizjes së tyre të pandërprerë dhe të parregullt, që posedojnë shpejtësi mjaft të madhe të lëvizjes, arrijnë të zotërojnë forcat kohezione gjatë kalimit nëpër sipërfaqen e lirë të lëngut dhe kalojnë në hapësirën mbi lëng. Te kjo mënyrë, kalimi i ujit nga gjendja e lëngët në gjendje të avullit bëhet vetëm në sipërfaqe të lëngut. Molekulat e ujit në pika të imëta iu nënshtrohen forcave të vogla kohezione gjatë kalimit nëpër sipërfaqe të lirë pasi që domeni i tyre tërheqës përmban numër më të vogël të molekulave të lëngut se sa molekulat e ujit te pikat më të mëdha ose te sipërfaqet e rrafshëta të ujit. Për këtë arsye avullimi më i shpejtë do të bëhet te rasti i parë se sa te i dyti. Mbi lëng molekulat e avullit të formuar gjenden në lëvizje të vazhdueshme të parregullt, gjatë së cilës disa nga to, tërhiqen prapa në lëng. Me qëndrim më të gjatë të ujit në enë të hapur, ai i tëri do të avullohet. Mirëpo, në enë të mbyllur gjatë avullimit të ujit në çdo moment më shumë molekula të ujit kalojnë nga gjendja e lëngët në gjendje avulli, se sa që kthehen nga avulli në lëng dhe ky avullim zgjatë gjithnjë deri sa të arrij i ashtuquajturi drejtpeshim dinamik. Gjatë kësaj me shprehjen drejtpeshim dinamik nënkuptojmë rastin
  • 30. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 31 kur numri i molekulave që e lëshojnë lëngun barazohet me numrin e molekulave të cilat kthehen prapa në lëng në të njëjtën kohë. Në këtë rast hapësira mbi lëng në enë të mbyllur është e ngopur me avull, sepse e njëjta nuk mundet në atë temperaturë me pranua më shumë molekule të ujit në vehte. Vlimi i ujit . Me nxehjen e ujit në enë të hapur rritet temperatura e tij dhe shtohet avullimi. Pas një kohe të nxehjes fillojnë të lajmërohen fluskat e avullit në brendi të lëngut ose në mure të enës. Fluskat e avullit, të cilat formohen me shpejtësi, tregojnë paraqitjen e dukurisë e cila quhet vlim, ndërsa temperatura në të cilën kryhet vlimi quhet temperatura e vlimit ose pika e vlimit. Për ujin në shtypje normale kjo e ka vlerën 100˚C dhe mbetet e pandryshuar gjatë tërë kohës së vlimit. Arsyeja pse nxehtësia e cila harxhohet për të ndërrua gjendjen agregate të lëngut, nuk ndikon në treguesin e termometrit, quhet nxehtësi latente (e mëshehur) e avullimit dhe shënohet me r[kcal/kp] dhe është funksion i shtypjes. Gjatë presionit normal të jashtëm 1 [At] vlera e saj është 538,7 [kcal] ≈ 539 [kcal] për 1 [kp] uji. Nëse ena ku e nxejmë ujin deri në pikën e vlimit është e mbyllur, atëherë pika e vlimit varet nga presioni në të cilin bëhet vlimi. P.sh. temperatura e vlimit ka vlerën: për presion 1[at] = 1 [kp/cm2 ] = 735,6 [mmHg]......................tv = 99,1 ˚C për presion 1[At] = 1,033[kp/cm2 ] = 760,0[mmHg]................tv = 100 ˚C për presion 50 [at]....................................................................tv = 262,7 ˚C për presion 100 [at] .................................................................tv = 309,5 ˚C Gjatë nxehjes së ujit në një enë të mbyllur me presion të vazhdueshëm do të vërejmë se temperatura vazhdimisht do të rritet. Në vendin ku bëhet nxehja e enës nga ndonjë burim nxehtësie fillojnë të formohen fluskat e avullit, të cilat posa të formohen ngrihen lart kah sipërfaqja e lëngut, mirëpo para se të arrijnë në sipërfaqe, ato zhduken nga se në rrugë e sipër, gjatë takimit me shtresat e ftohta të ujit, ato kondenzohen. Kjo do të ndodhë gjithnjë deri sa uji të mos arrijë temperaturën e vlimit, gjegjësisht kur fluskat e avullit të ujit të fillojnë me shpejtësi të formohen në tërë vëllimin e lëngut dhe pa u kondenzua të formojnë vëllim gjithnjë e më të madh, veçanërisht për rreth mureve të enës dhe në vendet e nxehjes së enës. Fluskat e tilla të formuara të avullit të ujit ngrihen si më të lehta kah sipërfaqja e lëngut, ku me shpejtësi pëlcasin dhe shkojnë në hapësirën mbi lëng. Avulli i ujit përdoret në industri, ekonomi, në ekonominë komunale dhe në ndërtesa për ngrohje dhe për përfitimin e energjisë mekanike në pajisjet industriale dhe reparte, ku shërben si trup punues (bartës i energjisë termike e cila në makinat me avull ose në turbinat e avullit transformohet në energji mekanike ). Për ngrohje më së shpeshti përdoret avulli i ujit i ngopur me presion 1,2 deri 15 ata. Për përfitimin e energjisë mekanike zakonisht përdoret avulli i ujit i tej ngrohur me presion edhe deri në 170 ata dhe me temperaturë të tej ngrohjes deri 550 °C.
  • 31. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 32 Avulli i ujit shërben si trup punues në makinat me avull dhe turbinat me avull dhe gjithnjë e më shumë po përdoret për prodhimin e energjisë elektrike në termoelektrana me ndihmën e turbinave (afër 65 % e prodhimit botëror të rrymës elektrike). Gjithashtu avulli i ujit, paraqet trupin e vetëm punues në termoenergjetikën atomike, etj. 2. AJRI Ajri si përzierje e shumë gazrave ka fitua të drejtën në teknikë të jetë si gaz me prioritet dhe të përdoret më së tepërmi si gaz teknik. Përdorimi i tij në shumicën e rasteve bëhet në presione të rritura. Ajri i komprimuar, si fluid energjetik, në teknikë ka rol të rëndësishëm. Përsosja e kompresorëve dhe pajisjeve për ajër të komprimuar, e me te edhe e materialeve që përdoren, ka bë që aparaturat për ajër të komprimuar të aplikohen në lëmi të reja të ndryshme, në industri dhe në teknikën procesore. Fushat e përdorimin janë aq të gjëra, sa që është vështirë të përshkruhen të gjitha. Vetitë fiziko-kimike Masa molekulare Majr = 28,95[kg/kmol] Dendësia në 1,033 bar dhe 0o C ρ= 1,293 kg/m3 Konstanta gazore R = 287 J/(kgK) Kapaciteti specifik i nxehtësisë në 20o C dhe1,033 bar cp = 1,00 kJ/(kgK) cv = 0,72 kJ/(kgK) Raporti cp/cv = 1,4 Viskoziteti në 0˚C dhe 1,033 bar 173 ·106 P Temperatura e vlimit 78 deri 81 K Nxehtësia e avullimit gjatë 1 bar r = 197 kJ/kg Dendësia e ajrit të lëngësht gjatë -195˚C ρ = 861 kg/m3 Koeficienti i përcjellësh. së nxehtësisë gjatë 0˚C dhe 1 bar λ = 0,0245 W/(mK) Parametrat kritik: temperatura 132,25 K shtypja 37,74 bar dendësia 310 deri 350 kg/m3 Siç është theksua në hyrje, për ajrin është shkrua mjaft dhe është analizua, qoftë nëse janë dhënë shënime si për gaz ose i analizuar si ajër i lagësht në disa procese të këmbimit të nxehtësisë dhe materies (lëngështimi, klimatizimi, tharja e të ngjashme.), në të cilin rast ai është materie punuese. Në kushte normale ajri është në gjendje gazi dhe sillet sipas ekuacionit të gjendjes së gazrave ideale, dhe në funksion të temperaturës dhe presionit. Meqenëse ajri shpesh përdoret si i komprimuar, do të jepet pamja e disa ndërrimeve karakteristike të gjendjes, të cilat hasen më së shumti në praktikë.
  • 32. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 33 2.1. Ngjeshja izotermike Ngjeshja izotermike kryhet gjatë temperaturës normale, ndërsa nxehtësia e krijuar gjatë ngjeshjes largohet me ndihmën e ndonjë mjeti ftohës. Vlen ekuacioni i izotermës sipas ligjit të Bojl-Mariotit. p·v = const. gjegjësisht 2 1 12 p p vv  , ku janë, p1, bar, presioni në gjendjen 1, p2, bar, presioni në gjendjen 2, v1, m3 /kg, vëllimi specifik në gjendjen 1, v2, m3 /kg, vëllimi specifik në gjendjen 2. 2.2. Ngjeshja adiabatike Ngjeshja adiabatike është ndërrimi i gjendjes pa shkëmbim nxehtësie. Gjatë ngjeshjes bëhet nxehja ndërsa gjatë zgjerimit ftohja e ajrit. Vlen ekuacioni i adiabatës sipas ligjit të Gej-Lusakut .,constvp   Gjegjësisht duke shfrytëzua relacionet tjera nga ekuacioni i gjendjes , 2 1 12         v v pp bar, , 2 1 12         v v TT K, , 1 1 2 12          p p TT K, Ku janë T1, K, temperatura e ajrit në gjendjen 1, T2, K, temperatura e ajrit në gjendjen 2, χ= cp/cv, eksponent i adiabatës (për ajër ka vlerën 1,4). Praktikisht ngjeshja e ajrit, për shkak të shpejtësisë së madhe të zhvillimit kryhet në mënyrë adiabatike. Por edhe në këtë rast bëhet një rritje e madhe e temperaturës së ajrit të ngjeshur.
  • 33. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 34 Shembull Ajri duhet të ngjishet sipas adiabatës nga presioni 1 bar deri në presionin prej 10 bar. Temperatura e fillimin të ajrit është 20˚C. Sa do të jetë temperatura në fund të procesit të shtypjes? Në bazë të ekuacionit 568 1 10 293 4,1 14,11 1 2 12                 p p TT K, gjegjësisht t2=295˚C. T1=20+273=293 K (nga 0˚C=273K) Temperatura prej 295˚C është shumë e lartë dhe e padurueshme për kompresor. Në këtë temperaturë vaji për lyerje ndizet, e mund të vjen edhe deri te eksplodimi i gazrave të vajit. Këto temperatura të larta mënjanohen me masa të caktuara konstruktive. Në princip nuk guxon të kalohet temperatura e ajrit mbi 200˚C. 2.3. Ngjeshja politropike Gjendet në mes ngjeshjes izotermike dhe adiabatike. Kjo mund të quhet “ngjeshje reale”. Ekuacioni i adiabatës vlenë njësoj edhe për politropën (ndërrimi politropik i gjendjes), kur eksponenti χ të zëvendësohet me eksponentin e politropës n. Eksponenti i politropës varet nga kushtet dhe rrjedhimi i ekspansionit gjegjësisht kompresionit. Me prova është përcaktua dhe gjendet për ajër në kufinjë prej 1 deri 1,4. Vlejnë të njëjtat relacione si për izotermë dhe adiabatë kur të merret n=1 p·v = const. (izoterma), n= χ .constvp   (adiabata). 2.4. Prodhimi i ajrit të komprimuar Kompresorët shërbejnë për ngjeshjen dhe transportimin e ajrit, gazrave dhe avujve në përgjithësi. Në përdorim janë kompresorët: me piston, rrotacion, me vida dhe turbo kompresorët. Principi i shtypjes te makinat pistonike është mënyra më e vjetër e ngjeshjes. Shtypja arrihet përmes ndryshimit të vëllimit. Dukuria e masave inerciale kushtëzon numër të vogël të rrotullimeve gjatë punës. Me vendosjen në rend të cilindrave relativisht të vegjël, praktikisht mund të arrihet rritje e pakufishme e shtypjes. Arrihen shtypje deri në 1000 bar dhe kapacitete deri në 25000 m3 /h. Kërkesat për hapësirën montuese dhe të masave të makinave janë relativisht të mëdha dhe varen nga tipi dhe kapaciteti i kompresorëve.
  • 34. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 35 Kompresorët rotacional punojnë në principin e kompresorëve me pistona. Shtypja arrihet gjithashtu përmes ndryshimit të vëllimit. Masat inerciale, të cilat lajmërohen, janë kryesisht të vogla dhe për këtë mund të arrihen rrotullime më të mëdha. Kapaciteti i këtyre kompresorëve sillet nga 100-8000 m3 /h. Hapësira montuese që zënë këta kompresor është më e vogël se te kompresorët pistonik. Kompresorët filetorë punojnë me dy akse, praktikisht me dy kërmij të ingranuar të cilët rrotullohen në cilindrin e përbashkët. Ajri shtypet aksialisht. Shtypja për një shkallë arrin deri në 4 bar, ndërsa kapaciteti nga 900-15000 m3 /h. Numri i rrotullimeve sillet brenda kufinjëve 5000 deri 25000 o/min. Turbokompresorët janë krejtësisht ndryshe dhe për përdorime tjera. Ekziston raport krejtësisht i ndryshueshëm në mes kapacitetit, presionit dhe numrit të rrotullimeve. Për të zgjedhë llojin e kompresorit për përdorim vlejnë: Kompresorët pistonik për presione të larta, kapacitet të vogël dhe të mesëm Kompresorët rrotacional presione të mesme, kapacitet të vogël dhe të mesëm Kompresorët filetor presione të mesme, kapacitet të mesëm Turbokompresorët presione të ulëta dhe të mesme, kapacitet të mesëm dhe të madh Kompresorët pistonik punojnë me proces të njohur rrethor. Gjatë procesit të ngjeshjes lirohet sasi e nxehtësisë. Për shkak të kohës shumë të shkurtë të ngjeshjes (1/4 e sekondës dhe më pak) nuk është e mundur me largu në moment sasinë e nxehtësisë e cila krijohet gjatë ngjeshjes. Për këtë arsye për arritjen e presioneve më të larta shfrytëzohet ngjeshja shumë shkallëzore dhe ftohja e ajrit në mes shkallëve. Mënyra më efikase për me iu largua temperaturave të larta është ngjeshja shkallëzore. Në këtë rast ajri do të ngjishet në cilindër gjithnjë deri sa të arrihen temperaturat e lejuara. Pas kësaj ajri i tillë i ngjeshur në temperaturë të lartë përcillet nëpër ftohës. Ajri kështu i ftohur, futet në shkallën e dytë për ngjeshje të mëtutjeshme. Pas secilës ngjeshje mund të vendoset mes ftohësi (p.sh. për ngjeshje tre shkallëzore ose më shum shkallëshe). Përveç rritjes së shkallës së shfrytëzimit dhe shfrytëzimit më të mirë të energjisë për punë të kompresorëve pistonik, gjatë ngjeshjes shumë shkallëzore lajmërohet edhe kursimi në punë.
  • 35. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 36 2.4.1. Përcaktimi i madhësisë (kapacitetit) të kompresorit Harxhimi i ajrit në disa vende pune, ose vendet ku merret është masë për të përcaktua kapacitetin e kompresorit. Tabela I në vazhdim përmban shënime orientuese për harxhimet e ajrit dhe për presionet në vende të ndryshme të punës gjegjësisht për vegla. Nga përvoja dhe nga shënimet e marrura gjatë eksploatimit, shihet se nuk janë të gjitha veglat, gjegjësisht harxhuesit, njëkohësisht në punë. Tab.I Harxhuesit Rrjedhja Presioni punues barm3 n /min dm3 /s Retifika 0,3-1,3 5-22 7 Vegla për prerje 0,3-0,9 5-15 7 Presat e mëdha - - 9 Platforma për automobila - - 11 Ajër për laborator 0,01-0,02 0,17-0,33 4-5 Vegla për bluarje 1,0-8,0 17-133 1,5-5 Vendi për mbushje dhe kontroll të auto gomave - - 16 Te aparaturat e mëdha kompresorike është e këshillueshme që kapaciteti i caktuar (rrjedhja) të ndahet në dy kompresor. Ndarja e kapaciteteve ka përparësi sepse në rast të defektit në njërin kompresor, ka mundësi të punohet me kompresorin tjetër me kapacitet të zvogëluar. Për kapacitete të mëdha çdo zgjërim i aparaturës duhet të kalkulohet mirë, ngase nuk ka llogari të bëhet ndonjë rekonstruktim apo zgjërim për më pak se 50% të kapacitetit ekzistues. Humbjet e pashmangshme janë në rrjetin e gypave, në rezervoar dhe në kompresor dhe sillen rreth 10%.
  • 36. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 37
  • 37. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 38 2.4.2. Montimi i kompresorit dhe rregullimi automatik Hapësira në të cilën vendoset kompresori ose më shumë kompresor (stacioni i kompresorëve), duhet të jetë mirë dhe përherë e ajrosur. Puna e kompresorëve dhe motorëve ngasës e nxehë ajrin në atë lokal. Për atë duhet të sigurohet që ajri i nxehtë të ketë dalje në pjesën e sipërme të lokalit ashtu që ajri i nxehtë të del në atmosferë, dhe në pjesën më të poshtme të lokalit të ketë hyrje për ajër të freskët. 2.4.2.1. Rregullimi me ndërprerje Ky rregullim përbëhet në atë që kompresori kohë pas kohe pushon. Elektro ndërprerësi ndërpret elektromotorin kur të arrihet presioni më parë i rregulluar. Me gjithat elektromotori edhe më tej rrotullohet i pangarkuar ashtu që harxhon dukshëm më pak energji elektrike, me të cilën rast zvogëlohen shpenzimet e repartit. a) Rregullimi me ecje të zbrazët Ky lloj i rregullimit është metoda më e shpeshtë dhe më e preferuar. Kompresori pajiset me ndërprerës automatik të presionit i cili e kalon punën e kompresorit në ecje të zbrazët, ndërsa ajri i komprimuar merret nga rezervuari. Kur të arrihet, gjegjësisht të bjerë presioni deri në kufirin e poshtëm, kompresori aktivizohet dhe fillon ngjeshja e ajrit. b) Rregullimi i numrit të rrotullimeve Gjatë mbushjes së pandërprerë të rezervuarit ndërron numri i rrotullimeve. Ky lloj i rregullimit haset shpesh te kompresorët e fuçive të mëdha. 2.4.3. Rezervuarët e ajrit të komprimuar Prodhimi dhe përgatitja e rezervuarëve për ajër të komprimuar duhet të bëhet në pajtim me rregullat për enët nën presion. Në përgjithësi rezervuari i ajrit të komprimuar duhet të shërbejë si rezervë për shpenzime të ndryshme të ajrit, si dhe pranues i ajrit nga kompresori. Rezervuari i ajrit të komprimuar duhet të jetë rrjedhës dhe kurrsesi të jetë i lidhur me ndonjë përfundim të rrjetit të gypave. Më shumë rezervuar të ajrit të komprimuar duhet të lidhen njëri pas tjetrit (lidhja në rend). Me qëllim që të zënë më pak hapësirë te aparaturat e mëdha, zakonisht rezervuarët vendosen vertikalisht. Pjesët lidhëse, rregullatorët e presionit dhe valvolat siguruese, pastaj manometrat si dhe ndarësit e ujit nga vaji vendosen sipas rregullave për ato pajisje.
  • 38. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 39 2.5. VAKUMI Në kuptimin termodinamik vakuumi mund të konsiderohet ajri i shpërndarë, dhe si i tillë sillet sipas ligjeve të njëjta të sjelljes së ajrit. Por për disa specifika gjatë përdorimit, prodhimit dhe eksploatimit vakuumi analizohet ndryshe nga ajri, bile është zhvillua lëmia teknike e quajtur teknika vakumore. Aplikimi është mjaft i gjerë dhe atë nga fusha e teknikës procesore, termoteknika dhe termo energjetika deri te medicina. 2.5.1. Pajisjet për vakum Për kërkesa të veçanta, siç janë kërkesat në sallat e operacioneve, është e nevojshme të arrihet vakum për afërsisht 0,2 bar për aparaturë. Për nevoja të drenazheve në mjekësi kërkohet vakum prej rreth 0,9 bar. Në objektet medicinale zakonisht instalohen aparatura për të ashtuquajturin vakum të lartë. Vakum pak më i ulët mund të arrihet me valvola rregulluese dhe nuk ka nevojë për pajisje shtesë. Aparaturat për vakum për nga konstruksioni dhe puna janë shumë të ngjashme me pajisjet për ajër të komprimuar. Për shkaqe sigurie të repartit është e nevojshme që çdo herë të instalohen dy vakum pompa. Vendosja e ndërprerësit vakumor siguron kyçjen dhe ç’kyçjen e pompës vakumore. Pompat vakumore punohen fabrikisht me rezervuarët vakumor ose montohen pastaj afër tyre. Ftohja e pompës vakumore bëhet me ajër të rrethinës. Për këtë pompat vakumore montohen në hapësirat me temperatura të ulëta. Ajri të cilin e thithë pompa vakumore përcillet me gypa në atmosferë. Vëllimi i rezervuarëve vakumor të zakonshëm të montuar me pompa ajër-vaj është kryesisht nga 20, 40, 100, 150, 250 dhe 350 litra.
  • 39. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 40 3. KARBURANTET (LËNDËT DJEGËSE) Hyrje Historia e përdorimit të lëndëve djegëse është e lashtë, që nga koha kur njeriu futi në jetën e tij zjarrin. Krahas drurit ai përdori edhe shtresime qymyrore të dalura rastësisht në sipërfaqe. Me kalimin e kohës u kuptua që këto lëndë nuk përmbanin vetëm potencial energjetik, por mund të shërbenin edhe si burim i lëndëve të para. Kthesë në vlerësimin e tyre shënoi revolucioni industrial. Zhvillimi i metalurgjisë, i transportit, kimizimi i industrisë etj. gjetën te lëndët djegëse burimin e energjisë termike dhe njëkohësisht bazën e pazëvëndësueshme të fitimit të lëndëve të para, duke filluar nga koksi i metalurgjisë e prodhimeve tjera. Duke u nisur nga këto rrethana, është e kuptueshme që nocioni ,,lëndë djegëse’’ e ka humbur përmbajtjen e dikurshme, është i pjesshëm. Teknologjia e lëndëve djegëse studion qymyrin, naftën dhe gazin në funksion të gjetjes së rrugëve më të përshtatshme për nxjerrjen prej tyre të energjisë termike dhe produkteve të gatshme apo gjysmë të gatshme të nevojshme për sinteza të mëtejshme. 3.1. Klasifikimi dhe llojet e lëndëve djegëse Karburantet janë materie djegëse me prejardhje organike dhe minerale që janë të afta për djegie në kontakt me ajrin, që shërbejnë si burim nxehtësie të domosdoshme për agregate termike industriale, transport dhe qëllime tjera, si dhe për nevoja shtëpiake dhe për nevoja të standardit shoqëror. Dallohen karburantet e ngurta, të lëngëta dhe të gazëta. Të gjitha këto grupe ndahen në natyrore të cilat përdoren ashtu siç gjenden në natyrë pasi të lirohen nga papastërtitë që i përcjellin, dhe artificiale të përpunuara nga karburantet natyrore. Karburanti është i përbërë nga pjesa që digjet dhe pjesa që nuk digjet. Pjesa e karburantit që digjet përbëhet prej karbonit, hidrogjenit dhe squfurit. Ndërsa elementet që nuk digjen janë: hiri, lagështia, azoti dhe oksigjeni. Karboni. Është komponenti më i rëndësishëm i lëndëve djegëse. Në lëndët djegëse asnjëherë nuk gjendet i lirë, por i bashkëdyzuar me elementet tjera. Këto bashkëdyzime gjatë djegies zbërthehen, me ç’rast karboni i lirë lidhet me oksigjenin dhe digjet. Djegia e plotë e karbonit bëhet nëse ka sasi të mjaftueshme të oksigjenit, ku si rezultat i kësaj djegie shfaqet dyoksidi i karbonit (C+O2→CO2). Nëse djegia bëhet në mungesë të oksigjenit, atëherë djegia do të jetë jo e plotë dhe do të shfaqet monoksidi i karbonit (2C+O2→2CO). Me djegien e 1 kg mase karboni lirohet 33829 kJ/kg të energjisë termike, me temperature maksimale të djegies prej 2573 °K. Pjesëmarrja e karbonit në lëndët djegëse sillet prej 50 deri 95%, varësisht nga lloji i lëndës djegëse.
  • 40. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 41 Hidrogjeni. Krahas karbonit, hidrogjeni është element bazë i lëndëve djegëse. Pjesëmarrja e tij në lëndët djegëse sillet prej 5 deri 15%. Pas djegies lidhet me oksigjenin dhe kalon në avull uji (2H2+O2→2H2O ). Djegia e 1 kg hidrogjen liron 142014 kJ/kg energji termike, me temperaturë maksimale të djegies 2508°K. Oksigjeni. Është element i padjegshëm dhe i padëshirueshëm në lëndët djegëse. Përmbajtja e oksigjenit sillet prej 5 deri 45%. Oksigjeni e zvogëlon sasinë e karbonit dhe hidrogjenit në lëndët djegëse, sepse lidhet me hidrogjenin dhe formon ujin, ose me hidrogjenin dhe karbonin ku formon lidhje shumë të ndërlikuara organike. 3.2. KARAKTERISTIKAT E LËNDËVE DJEGËSE Sasia e nevojshme e ajrit, është ajo sasi e ajrit, e cila nevojitet për djegien e plotë të 1 kg të lëndës së ngurtë apo të lëngët, gjegjësisht 1m3 të lëndës djegëse të gazët. Sasia e oksigjenit llogaritet në bazë të përbërjes kimike të lëndës djegëse ose në bazë të formulave të djegies kimike. Sasia e vërtetë duhet të jetë më e madhe për 1,2 deri 2 herë se sasia e llogaritur. Nëse sasia e ajrit është e vogël, do të kemi djegie jo të plotë. Nëse sasia e ajrit është e madhe do të kemi humbje të nxehtësisë. Aftësia termike e lëndës djegëse, është karakteristika kryesore e lëndës djegëse. Paraqet sasinë e nxehtësisë, e cila fitohet me djegien e plotë të një njësie të lëndës djegëse. Njësi matëse për lëndë të ngurta dhe të lëngëta është kilogrami ndërsa për lëndë djegëse të gazëta metri kub. Sasia e nxehtësisë që lirohet me djegien e masës së lëndës djegëse prej 1 kg, gjegjësisht të gazit prej 1m3 , quhet fuqi termike e lëndës djegëse. Temperatura e djegies, është temperaturë e zhvilluar gjatë procesit të djegies së plotë kur nuk ka kurrfarë humbjesh të nxehtësisë. Pasi që kjo temperaturë zhvillohet në flakë, atëherë edhe quhet temperaturë e flakës. Prej dy lëndëve djegëse me aftësi termike të njëjtë, nga aspekti tekniko-ekonomik më e mirë është ajo e cila ka temperature më të lartë të djegies. Temperatura e ndezjes, është temperatura më e ulët në të cilën lënda djegëse ndezet kur të bie në kontakt me ajrin. Temperatura e ndezjes varet nga shumë faktorë: shtypja, kapaciteti i nxehtësisë, etj. Temperatura e djegies së disa lëndëve djegëse është dhënë në tabelën 2.
  • 41. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 42 Tab. 2. Temperatura e ndezjes së lëndëve djegëse në ajër Lënda djegëse Temperatura e ndezjes (°C) Lënda djegëse Temperatura e ndezjes (°C) Benzina 350 -:-520 Thëngjillguri-pluhur -copa -antracit 150-:-200 rreth 250 rreth 485 Benzoli 520-:-600 Butani rreth 430 Druri 300-:-425 Thëngjill i murrmë 200-:-240 Gazi i rrjetit të qytetit rreth 450 Propani rreth 500 Gazi tokësor rreth 650 Shkrepëse e drurit 170 Koksi 550-:-600 Vaji për djegie 340-:-360 Bloza 500-:-600 Rreshpet 225 Temperatura e ngurtësimit- të lëndëve djegëse paraqet temperaturën më të madhe në të cilën lënda djegëse e lëngët ngurtësohet deri në atë shkallë sa nuk mund të rrjedhë. Kjo karakteristikë është e rëndësishme sidomos te karburantet për motor me djegie të brendshme. Benzina motorike e ka temperaturën e ngurtësimit nën -60°C, ndërsa nafta mbi -15°C dhe -20°C, gjë që vështirëson ndezjen e motorit gjatë dimrit. 4. KARBURANTET E NGURTA Siç mësuam edhe më sipër edhe lëndët djegëse të ngurta ndahen në natyrore dhe artificiale. 4.1. Lëndët djegëse të ngurta natyrore Në këtë grup bëjnë pjesë: druri, torva (treseti), ligniti, qymyri i murrmë dhe i gurit, antraciti, etj. Druri-Shfrytëzimi i drurit si lëndë djegëse nuk është i arsyeshëm, prandaj përdorimin e tij duhet gjetur në proceset tjera teknologjike, si p.sh. në industrinë për përpunimin e celulozës, të mobileve etj. Druri gjithashtu përdoret edhe në makineri, ku me shumë sukses në shumë vende zëvendëson materialet metalike. Në këtë aspekt për drurin do të mësojmë më vonë. Torva-paraqet fazën e parë të transformimit të materies bimore në thëngjill. Është materie me ngjyrë të hirtë të mbyllët. Gjendet kryesisht në rajonet moçalike. Digjet me flakë të gjatë dhe është e përshtatshme të përdoret në vendet ku nxirret. Mund të përpunohet dhe pastaj të shfrytëzohet në formë briketi. Ligniti-sipas përbërjes së vet mund të jetë drunor, tokësor dhe humusor. Në vendin tonë është kryesisht humusor dhe zakonisht gjendet në thellësi të vogla prej disa dhjetëra metra, ashtu që shfrytëzohet në mihje sipërfaqësore.
  • 42. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 43 Qymyri- krijohet prej bimëve dhe drunjëve të mbuluara në dhe, ku nën shtypje dhe temperaturë të rritur pa prezencën e ajrit, bëhet karbonizimi. Mbetjen e materies bimore, në ujë apo në tokë të terur, e sulmojnë bakteret me veprimin e të cilave krijohet torva. Torvën e formuar në këtë mënyrë e mbulon rëra dhe lymi. Meqenëse këto shtresa rriten, rritet shtypja dhe kështu bëhet ndarja e gazrave dhe përmbajtja e karbonit rritet. Kjo masë nën shtypje lëvizë gjithnjë e më poshtë në thellësi, ku temperatura dhe shtypja rriten edhe më tepër, duke formuar kështu qymyrin. Ky proces ka zgjatë shumë sepse për 1 metër shtresë të materies nevoiten 3000 vjet. Lloji i qymyrit varet nga përmbajtja e elementeve organike. Sipas shkallës së karbonizimit, qymyri ndahet në disa grupe Qymyri i murrmë - Ka ngjyrë më të mbyllët se torva si dhe dendësi më të madhe, mirëpo është më pak hidroskopik. Në varësi nga shkalla e karbonizimit mund të ketë strukturë ligniti, toke apo rrëshire. Digjet me flakë të gjatë. Qymyrguri - Është lëndë djegëse mjaft cilësore. Ka përqindje të madhe të karbonit, ndërsa përmban pak lagështi dhe hi. Lloji më cilësor i qymyrgurit quhet antracit. Qymyrguri përdoret si lëndë djegëse në pajisjet për kaldaja dhe furra industriale, për distilim të thatë gjatë të cilit fitohet koksi, për përfitimin e masave plastike dhe lëndëve djegëse të lëngëta. Procesi i distilimit të thatë është proces themelor sekondar i përpunimit të qymyrit që bën të mundshëm shpërbërjen e qymyrit pa praninë e ajrit. Koksi - Është lëndë djegëse e cila përfitohet me distilim të thatë të qymyrgurit në temperaturë të lartë (prej 1100 deri 1200 °C). Përdoret si lëndë djegëse në furrë larta dhe në furra për prodhimin e hekurit të derdhur. Pluhuri i qymyrit - Formohet gjatë mihjes dhe përpunimit të qymyrgurit. Mund të përdoret vetëm në vatra speciale dhe pas bluarjes në pluhur të imët. Rreshpet djegëse - krijohen nga lymi organik me shpërbërjen e organizmave bimorë dhe shtazor, më së shpeshti në mungesë të ajrit. Në të vërtetë, janë shkëmbinj të tejshkuar me masë organike. Përbërja dhe aftësia e ulët termike për disa lëndë djegëse të ngurta është dhënë në tab.3. Tab.3. Përbërja dhe aftësia termike për disa lëndë djegëse të ngurta Lënda djegëse Përbërja në % Aftësia e ulët Termike kJ/kgC H S O N Hiri Lagështia Dru i terur 50 6 0 44 0,1 0,5 10-20 14700-16700 Qymyri i murrmë 70 7 2 20 1 2-10 12-60 8400-20100 Qymyrguri 85 5 1 8 1 1-2 0-10 27000-34000 Antracit 96 2 0,9 1 1 2-10 1-5 29000-30770 Koks 97 0,5 0,8 0,7 1 8-10 1-7 28000-30000
  • 43. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 44 4.1.1. Qymyri, prejardhja dhe llojet e tij Karboni është një nga elementet më të rëndësishëm të kores së tokës, ndonëse nuk është aq i përhapur. Përmbajtja e tij sillet rreth 0,4-0,5 %. Me vetitë e veçanta fiziko- kimike të tij, ai luan një rol të rëndësishëm në botën e gjallë. Organizmat e gjallë shkëmbejnë me botën inorganike karbon nëpërmjet të një cikli me anë të dyoksidit të karbonit. Ky shkëmbim nuk është plotësisht i kthyeshëm. Një pjesë e karbonit(nëpërmjet CO2) që përvehtësohet nga bimët, del përkohësisht nga rrethqarkullimi. Sasia e gazit karbonik që del nga qarkullimi me anë të bimësisë nuk është e lartë, por me kalimin e epokave gjeologjike kjo sasi CO2 e akumuluar rritet në trajtë të shtresimeve të naftës, të gazit dhe të qymyreve të llojeve të ndryshme. Në bazë të vrojtimeve kimike dhe gjeokimike mund të jepet pamja e përmbledhur e prejardhjes dhe evoluimit të shtresimeve qymyrore. Nga vrojtimi i qymyreve duket se zanafilla e tyre është materiali bimor. Shumë lignite janë të murrme dhe të buta dhe me sy të lirë në to vërehen fragmente bimore; te antracitet, si qymyre më të vjetra, mbetjet bimore shihen me vështirësi, më e qartë është pamja te torvat, ku këto mbetje janë makroskopike. Përveç bimësisë, në sasi më të paktë, në shtresimet fillestare marrin pjesë edhe mbeturinat shtazore. Periudha biokimike e formimit të qymyrit është stad vijues. Tashmë pranohet që shtresimet e mbetjeve bimore kanë qenë fillesat e formimit të qymyrit. Torva formohet në moçalishte me bimësi të zhvilluar. Me rrëzimin e bimësisë fillon edhe zbërthimi i lëndës bimore nga mikroorganizmat në prani të ajrit dhe lagështisë. Ndërkohë shtresa më të reja mbulojnë të vjetrat, që tashmë zhyten nën nivelin e ujit, organizmat aerobë ndërpresin atje veprimtarinë e tyre dhe shpërbërja vazhdon ngadalë në mungesë të ajrit. Strukturave kimike bazë gjatë kësaj periudhe u largohen grupet anësore në trajtë të molekulave të H2O, CO2, CH4 . Më komplekse është periudha kimiko-dinamike e formimit të qymyreve. Faktorët kryesor ndikues janë: -prania e formacioneve eruptive, nxehtësia e të cilave u transmetohet akumulimeve organike të fazës së parë; -zhytja, për shkaqe të ndryshme, në thellësi të tokës. Kjo sjellë jo vetëm veprimin e trysnive të mëdha mbi materialin gjenetik por edhe ndikimin e nxehtësisë. Vetëm për shkak të gradientit gjeotermik, temperatura mesatare e shtresave tokësore rritet 1°C çdo 33 m zhytje. Ndryshimet kimike që ndodhin nuk janë vetëm zvogëlimi i përmbajtjes së ujit, por edhe largimi i gazit karbonik dhe i metanit, gjë që sjellë rritjen e përmbajtjes së karbonit në shtresime. Ndryshime të tilla për të shndërruar torvën në qymyr të murrmë, lignit, qymyrguri dhe antracit kanë kërkuar miliona vite. Kohëzgjatja e veprimit të
  • 44. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 45 faktorëve fizik, kimik dhe natyra e shtresimit fillestar përcaktojnë llojin përfundimtar të qymyrit që gjendet sot. Mendohet që këto procese kanë ndodhur në temperatura 100 deri 600°C dhe në trysni deri në 1500 atmosfera. Lëndët organike të ndodhura në këto kushte janë varfëruar me oksigjen dhe në një masë më të vogël me hidrogjen, por janë pasuruar me karbon (largimi i CO2 dhe H2O nga acidet humike) si rezultat i reaksionit të kondensimit. 4.1.2. Përpunimi fiziko-mekanik i qymyreve Briketimi - Gjatë nxjerrjes së qymyrit, pasurimit dhe përdorimit të tij, mbesin sasi të mëdha pluhurash qymyrore; këtu bëhet fjalë për pluhura dhe copa nën 10 mm. Një pjesë e kësaj sasie mund të përdoret në impiantet termike, të cilat sistemin e djegies e kanë të ndërtuar për qymyre pluhuri. Përdorimi i pluhurave në konsumator tjerë është i vështirë dhe pa levërdi, prandaj bëhet briketimi i tyre, që i shndërron ato në copëza me cilësi më të mirë se lënda e fillimit. Kur briketimi realizohet me lidhës organik, nxehtësia e djegies rritet, sepse një sasi pluhuri (së bashku me materialin inorganik që përmban) zëvendësohet nga e njëjta sasi lidhësi, zakonisht me shumë pak hi. Briketimi bëhet me, dhe pa lidhës. Zakonisht briketohen, pa përdorur materiale lidhës, pluhurat që formohen nga qymyre të reja, torva dhe qymyre të murrme me pamje dheu. Në këto qymyre lagështia është më e lartë. Teknologjia e briketimit me lidhës është teknologjia më e përhapur e briketimit të pluhurave, sepse përfshin llojllojshmëri më të madhe të qymyreve dhe jep briketa më të qëndrueshme. Më së shumti si lidhës për briketim përdoren mbetjet e distilimit të naftës, rrëshirat e produkteve të koksimit të qymyreve etj. Sasia e lidhësit (5-13 %) përcaktohet nga lloji i pluhurave (qymyret e reja apo të vjetra), nga fortësia që pritet të arrihet etj. Ideja teknologjike e briketimit të pluhurave, siç mund të shihet në fig.15, është e thjeshtë. Lidhësi nxehet deri në temperaturë 20-30 °C mbi pikën e shkrirjes së tij. Në këtë gjendje filtrohet dhe, me anë të një pompe me presion, hidhet në formë dushi mbi pluhurat. Në vazhdim bëhet përzierja e pluhurave me lidhësin në një cilindër rrotullues dhe në një përzierës. Me anë të një transportuesi me fletë, përzierja pak e ftohur, dërgohet në presë, ku nën veprimin e shtypjes (deri në 30 MPa) merr formë dhe me anë të transportuesit dërgohet në ruajtje. Briketave u jepet zakonisht formë vezake sepse, duke pasur sipërfaqen më të vogël për një vëllim të caktuar, janë më të qëndrueshme.
  • 45. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 46 Fig. 15. Skema e nyjeve kryesore teknologjike të prodhimit të briketave nga pluhuri i qymyrit 4.1.3. Teknologjia e përpunimit kimik të qymyreve -Koksifikimi në temperatura të larta Vlera kalorike e një qymyri siç kemi përmend çmohet nga shkalla e karbonizimit të tij. Rritja e shkallës së karbonizimit bëhej gjatë evoluimit fiziko-kimik të qymyrit pas një periudhe të gjatë. Lënda fillestare ,,lehtësohej’’ nga grupet atomike anësore dhe përqendrohej gjithnjë e më shumë rreth një bërthame të kondenzuar. Kështu kalohej nga torva në antracit. Ky kalim mund të realizohet edhe në kushte artificiale, duke imituar proceset natyrore për të cilat janë dashur epoka të tëra gjeologjike. Kjo mund të arrihet gjatë koksifikimit të qymyreve, që në thelb është procesi i ngrohjes së tyre në temperatura të larta 900-1050°C, pa prezencë të ajrit. Qysh në shekullin XVII, në vitin 1745 Karon (Skoci) zbuloi se me ngrohje qymyri mund të shndërrohej në një masë të fortë, në koks, që e zëvendësonte shumë më mirë qymyrin e drurit në furrënaltë. Kështu filloi përdorimi teknologjik i qymyreve natyrore. Sot më se 35 % e qymyreve i nënshtrohet përpunimeve kimike, me zanafillë koksifikimin, për të përfituar koks, gaze dhe nënprodukte tjera. Gjatë ngrohjes së qymyreve në furrë, ndodhin disa procese fiziko-kimike. Në temperaturën deri në 200°C, krahas largimit të ujit sipërfaqësor dhe të brendshëm, prej qymyrit largohen edhe gazet siç janë (ajri, CO2, CH4 ). Mbi 300°C fillon zbërthimi
  • 46. Fatmir Çerkini MATERIALET E REPARTIT 2004 . 47 intensiv i qymyreve. Përveç ujit dhe dyoksidit të karbonit, del hidrogjeni i squfuruar dhe squfuri organik. Në 400°C çlirohen sasi të mëdha metani dhe homologe të tij, olefina, vajra dhe më kryesorja në këtë periudhë, qymyri mund të kalojë në gjendje plastike. Ngrohja e mëtejshme (në 500°C) e thellon zbërthimin në dalje të avujve, të rrëshirës dhe të hidrokarbureve të gazta, gjithashtu, shfaqen sasitë e para të hidrogjenit, masa plastike fillon ngurtësimin dhe struktura e koksit fitohet brenda kufirit të 600°C. Ngritja e mëtejshme e temperaturës ndikon më shumë mbi produktet e lëngëta dhe të gazta të përfituara deri në 500°C se sa mbi mbetjen e ngurtë. Në intervalin 500-700°C, përveç krekingut të gazeve, mbetja e ngurtë pëson ndryshime kryesisht fizike, por edhe kimike të lëndës organike të saj. Në 700°C hidrogjeni çlirohet me vrull. Kur temperatura përfundimtare arrin 900-1050°C formohet një mbetje e fortë, poroze që përdoret si koks metalurgjik. Procesi i koksifikimit përfundon kur temperatura në mesin e dhomës arrin 1000°C; kohëzgjatja e procesit është 14-16 orë. Më tej koksi shkarkohet nga dhoma në një vagon të veshur me material zjarrdurues. Koksi i skuqur transportohet shpejt në kullën e shuarjes, ku ftohet me një sasi të madhe të ujit që e lagë atë në formë shiu. Procesi përfundimtar lidhet me tharjen dhe ndarjen e koksit në përmasa të ndryshme sipas kërkesave të përdoruesve. Produkti kryesor i procesit të koksifikimit është koksi. Në masën e djegshme (organike) të tij, 85-87 % zë karboni, kurse mbetja është hidrogjen, oksigjen, azot dhe squfur. Ndërsa lagështia lejohet 2-4 % dhe hiri 10-11 %, squfuri duhet të jetë në sasi të vogël. Kjo kërkesë është më e dukshme kur koksi do të përdoret në metalurgjinë e zezë. Përmbajtja e squfurit në këto kokse është rreth 1 %. Mbi 75 % e koksit përdoret në metalurgjinë e zezë si lëndë djegëse në furrë larta. -Gjysmëkoksimi i qymyrit Piroliza e qymyreve mund të ndërpritet edhe në temperatura 500-600°C, temperaturë e krahasuar me temperaturat më të larta të koksifikimit. Ka disa shkaqe që detyrojnë zhvillimin e gjysmëkoksimit. Përdorimi për djegie i qymyreve me përmbajtje të lartë lëndësh volatile nuk është i përshtatshëm, sepse me tymra largohet edhe një pjesë e tyre, rritet ndotja, ulet shkalla e shfrytëzimit të lëndës së djegshme etj. Me mbetjen e ngurtë, si nënprodukte dalin edhe gazi e rrëshira, në sasi që varen nga natyra e lëndës së parë dhe kushtet e zhvillimit të procesit. Sasia e rrëshirës së gjysmëkoksimit është më e madhe se ajo që merret gjatë pirolizës së plotë. Si lëndë nistore për këtë proces mund të përdoret çdo lloj qymyri, por meqenëse kërkohet sasi e madhe gazi dhe rrëshire, parapëlqehen qymyre me moshë të re. Gjysmë koksi zakonisht është i shkrifët, ka pak lëndë volatile dhe është mjaft reaktiv. Gazi që del (rreth 100-120 m3 për çdo ton qymyr) përmban metan, hidrogjen, etj. dhe ka nxehtësi të djegies nga 14000-36000 kJ/m3 .
  • 47. MATERIALET E REPARTIT Fatmir Çerkini 2004 . 48 -Distilimi i thatë i drurit Ngrohja e drurit në mungesë të ajrit është proces i njohur prej shekujsh. Në ditët tona ai nuk e ka humbur rëndësinë, sepse prej tij përfitohen një seri nënproduktesh. Si lëndë të para përdoren fletë druri të llojeve të ndryshme, por edhe ashkla që mbeten nga industria e përpunimit të drurit. Ky proces është i ngjashëm me gjysmëkoksimin e qymyrit dhe gjatë zhvillimit të tij dallohen disa etapa: Ngrohja fillestare largon nga druri lagështinë, kurse në temperaturat 170-270°C lirohen gazet CO dhe CO2 si dhe sasi të vogla të acidit etanolik të metanolit. Në intervalin e temperaturave 280-400°C përfundon dalja e lëndëve volatile, që ndërkohë të formohet edhe qymyr druri. Veç fazës së ngurtë, pas ftohjes merren: rrëshirë, ujë dhe gaze në sasi që kushtëzohen prej shumë faktorësh. Cilësitë e qymyrit të prodhuar nga druri janë shumë të mira, sepse ai ka reaktivitet të lartë, pak hi(pa fosfor dhe squfur). Për këto arsye ky qymyr përdoret në metalurgji për të prodhuar çeliqe speciale. Mirëpo përfitimi i qymyrdrurit kërkon sasi të konsiderueshme të drurit, p.sh. për një dru ahu dalja në qymyrdruri është afërsisht 35% e masës fillestare. -Gazifikimi i qymyreve Gazifikimi është proces teknologjik me anë të të cilit zhvillohen reaksionet e shndërrimit të masës organike të lëndëve djegëse të ngurta me ajrin, oksigjenin, avullin e ujit, dyoksidin e karbonit ose me përzierjet e tyre për të prodhuar produkte të gazta të përshtatshme për përdorime energjetike. Më herët procesi i gazifikimit është zhvilluar për nevoja të prodhimit të gazeve djegëse, që përdoreshin për ndriçimin e rrugëve. Me zhvillimin shkencor dhe teknologjik, gazifikimi u zgjerua. Rriten kërkesat për lëndë djegëse të gazta. U kalua në shfrytëzimin e qymyreve të cilësisë së dobët me shumë hi e squfur. Përveç tjerash, që është shumë me rëndësi, gazifikimi pranë vendburimeve shmang ndotjen e zonave industriale të populluara dhe kjo rënie e ndotjes zbret më tej në gazifikimin nëntokësor. Por në ditët tona gazifikimi ende zë një vend modest në bilancin e përgjithshëm të lëndëve djegëse pas naftës dhe gazit natyror. Zgjedhja e një teknike gazifikimi kushtëzohet nga parametrat e lëndës së parë, si dhe nga cilësitë e kërkuara për produktin. Përcaktuese janë përmbajtja e hirit dhe temperatura e shkrirjes së tij, lagështia, etj. Thelbi i një procesi gazifikues mund të përcaktohet nga veprimi i masës organike të qymyrit me gaze, sipas reaksioneve të mëposhtme: