MATERIALET E REPARTIT

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


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.


2004 .

6

Fig.1- Qarkullimi i ujit në natyrë


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.


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:


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


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:


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


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


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%.


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.


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.


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.


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,


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+


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.


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.


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.


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.


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.


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 -


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).


2004 .

26

Fig. 13 a-Skema teknologjike e demineralizimit të ujit (versioni i thjeshtuar)


2004 .

27


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.


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.


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/cm

2) 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


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.


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 0oC ρ= 1,293 kg/m

3

Konstanta gazore R = 287 J/(kgK)

Kapaciteti specifik i nxehtësisë në 20oC 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.


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

112

p

pvv ,

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

112

v

vpp bar, ,

2

112

v

vTT K, ,

1

1

212

p

pTT 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.


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 5681

10293

4,1

14,11

1

212

p

pTT 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.


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.


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

bar m3

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%.


2004 .

37


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.


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.


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.


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.


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.


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/kg C 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


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


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.


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


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.


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:


2004 .

49

a)gazifikim me oksigjen ose ajër (djegia e pjesshme ):

C+ ½ O2 = CO ΔH = -123,1 kJ/mol

b) djegie me oksigjen:

C + O2 =CO2 ΔH = - 405,9 kJ/mol

c) gazifikimi me dyoksid karboni:

C+CO2 = 2CO ΔH = 159,7 kJ/mol

d) gazifikimi me avull uji:

C+ H2O = CO + H2 ΔH = 118,9 kJ/mol

e) gazifikimi me hidrogjen (reaksioni i hidrogjenizimit ) :

C + 2H2 = CH4 ΔH = -87,4 kJ/mol

Metodat e gazifikimit dhe impiantet përkatëse në të cilat ekuilibrohen proceset e

gazifikimit janë të shumta, duke filluar nga gazogjenet me ajër deri te ato të kombinuarat

me centralet bërthamore. Përshkruajmë një rast të thjeshtë të lidhur me gazin e ajrit. Si

punon gjeneratori i gazit të ajrit?

Si agjent gazifikues merret ajri me 79% N2 dhe 21% O2. Qymyri futet nga pjesa e

sipërme, kurse ajri fryhet nga poshtë. Të dyja rrymat, lënda e parë dhe ajri janë të

pandërprera. Nga pjesa fundore vazhdimisht zbrazet hiri, kurse nga sipër merren

produktet e reaksionit. Mund të dallohen katër zona në gjenerator: zona e oksidimit me

temperaturë të lartë dhe sipër saj zonën e reduktimit. Në këtë zonë qymyri i skuqur

redukton CO2 deri në CO, dhe temperatura e shtresës bie. Gazet e nxehta vazhdojnë të

ngjiten lart, drejt zonës së degazimit dhe të tharjes, ku ndodh largimi i pjesshëm i

lëndëve volatile dhe i lagështisë. Në dalje do të kemi CO, CO2, N2, O2, avuj uji,

hidrokarbure të lehta por edhe sasi të vogla rrëshire (fig.16).


2004 .

50

Fig.16-Skema e një gazogjeni klasik

1,2,3,4, zonat e tharjes,degazimit,reduktimit dhe

oksidimit

5-dalja e hirit

Në përbërjen e gazit të ajrit ndikojnë shumë parametra. Temperatura ndikon në kah të

kundërt në baraspeshën e reaksioneve (a) dhe (b). Përfitimi i hidrogjenit, i gazit të

sintezës dhe gazeve reduktuese me anë të gazifikimit të lëndëve djegëse të ngurta ka

perspektiva të mëdha.


2004 .

51

5. KARBURANTET E LËNGËTA

Karburante të lëngëta janë materiet në gjendje agregate të lëngët të cilat janë të

afta që të digjen në mënyrë kontinuale në prani të ajrit, të cilat gjinden në sasi të

mjaftueshme dhe të cilat, në krahasim me llojet tjera të karburanteve nuk janë shumë

shtrenjtë. Në krahasim me lëndët e ngurta kanë disa përparësi: nuk kanë hi dhe lagështi,

aftësinë termike e kanë më të madhe, lehtë shndërrohen në gjendje të gaztë, lehtë dhe

plotësisht përzihen me ajrin, kanë djegien më të mirë, etj.

Karburanti themelor i lëngët është nafta (vaji tokësor) dhe derivatet e saja të lehta

që përfitohen me distilimin fraksional direkt dhe me rafinimin e saj si dhe karburantet e

lëngëta të përfituara me zbërthimin piezotermik të derivateve të rënda të naftës me anë

të krekingimit.

5.1. N a f t a

Nafta është karburanti kryesor i lëngët që nxirret nga toka me anë të shpimit,

prandaj edhe quhet vaj tokësor.

Nafta mendohet se është njohur që në lashtësi, më se 3000 vjet më parë në

Mesopotami dhe në Kinë, por vetëm pas vitit 1859, kur ajo u zbulua nga një shpim prej

30 metrash, filloi historia e vërtetë e saj. U fillua me nxjerrjen e vajgurit ndriçues;

kurse sot me naftën mbulohen mbi gjysma e nevojave energjetike botërore. Nga 21 x 106

tonë që nxirreshin më 1900, sot nxirren rreth 3 x 109 tonë. Në fillim përdorej vetëm

vajguri ndërsa pjesa tjetër hidhej, kurse sot përdoret e tëra dhe gjithashtu 5% e naftës që

nxirret në botë, plotëson më shumë se 75% të kërkesave për lëndë të industrisë së

sintezës organike.

Sipas përbërjes është përzierje e shumë hidrokarbureve me përbërje kimike të

ndryshme të squfurit, oksigjenit dhe azotit. Masën organike e përbëjnë: karboni 83-87%,

hidrogjeni 11-14%, azoti 0,05-1,5%, oksigjeni 0,1-1%, squfuri 0,1-0,5%.

Përmbajtja e papastërtive minerale është 0,1-0,3%, ndërsa e lagështisë deri në 2%.

Aftësia termike (nxehtësia e djegies) e naftës është 42000-45000 kJ/kg. Nafta nuk

shfrytëzohet në gjendje në të cilën nxirret në natyrë, por përpunohet në shumë lloje

lëndësh djegëse dhe në vajra lubrifikues.

Nafta e papërpunuar është lëng me aromë karakteristike, më e lehtë se uji, me

dendësi prej 800-1000 kg/m3. Ka ngjyrë nga e verdha në kafe të errët e në të zezë,

varësisht nga llojet e naftës. Nafta nxirret nga brendia e tokës me anë të shpimeve që

arrijnë edhe deri në 5000 m thellësi.

Nga vend shpimet nafta del me presion, i cili ekziston në thellësi si pasojë e

gazrave të tretur në naftë. Pas një kohe gjatë nxjerrjes presioni në vend shpim

zvogëlohet dhe nafta shtyhet me pompa ose duke futur gazra dhe ujë me presion në to.

Përmes shpimeve të veçanta futet gazi mbi shtresën e naftës, ndërsa uji nën te (fig. 17).


2004 .

52

Gyp

i nën

pre

sion

Gyp

i nën

pre

sion

NaftaNaftaGaziGazi UjiUji

Fig. 17-Futja e gazit dhe ujit me presion dhe vendndodhja e naftës

Pas nxjerrjes transportohet në rafineri ku përpunohet në produkte dhe derivate të

ndryshme.

5.1.1. Prejardhja e naftës

Ekzistojnë teori për origjinën si organike ashtu edhe inorganike të naftës. Teoria

për origjinën organike të saj sot është e pranuar dhe shumica e shkencëtarëve përkrahë

tezën për formimin e naftës nga mbeturinat e organizmave të gjallë dhe të bimëve gjatë

një procesi të gjatë e të ndërlikuar në kushte gjeologjike të posaçme.

Duke pranuar që nafta është formuar nga mbetjet organike të bimëve dhe

organizmave shtazore të shtresuara në tokë e më shumë nën ujë, evolucioni i tyre mund

të shihet si shndërrim në shkallë të ndryshme i familjeve kryesore molekulare që i

përbëjnë ato: ligninës, hidrokarbureve, proteinave, yndyrave, acideve rrëshinore etj.

Me shtresimet nën ujë të këtyre mbetjeve, pas një periudhe të gjatë filloi krijimi i naftës.

Kjo ka ndodhur miliona vjet më parë kur u formua një masë bakterore dhe komponime

të ngjashme me proteinat, aminoacidet e lira, hidrokarburet etj. Duke u zhytur në

thellësi, temperatura dhe trysnia rriten, shfaqet këputja (krekingu) e lidhjeve

heteroatomike dhe lirohen ujëra, dyoksid karboni, hidrogjen i sulfuruar, amoniak, metan,

kurse në mbetje rritet përmbajtja e karbonit dhe hidrogjenit. Zhytja e mëtejshme në

thellësi 2000-3500 m dhe rritja e temperaturës 80-170°C, sjell shpërbërjen e vrullshme

të masës kryesore të kerogjenit, në të cilin përmbahet praktikisht kompleksi i

hidrokarbureve që përbëjnë naftën. Kështu mbaron faza kryesore e formimit të naftës.

Reaksionet e formimit të saj janë shumë të ngadalshme. Kjo ngadalësi shpjegohet me

shpejtësitë e vogla të zhytjes së shtresimeve organike, (dhjetra metra për miliona

vjet) që shoqërohet me rritje të temperaturës prej 30°C për 1000 m.


2004 .

53

Faza përfundimtare me shumë rëndësi është migrimi i naftës nga shtresa e

padepërtueshme, argjilore, drejt rezervuarëve nëntokësor. Kjo lëvizje bëhet, sepse

ndërmjet këtyre dy zonave ka një rënje të trysnisë, pastaj janë tretësit, uji ose gazi që

bëjnë përthithjen e lëndës organike nga strukturat poroze.

5.1.2. Trajtimi fillestar i naftës

Si çdo lëndë e parë edhe nafta i nënshtrohet një trajtimi fillestar përpara se të futet

në distilimin atmosferik. Ky trajtim bëhet për disa arsye; të shohim disa prej tyre:

Në naftën e sapo nxjerrur nga vendburimi, varësisht nga kushtet dhe shtypja në dalje të

pusit, janë të tretura gaze hidrokarburore, gjithashtu edhe ujë. Pastaj naftën e shoqërojnë

papastërti mekanike të ndryshme, një pjesë e tyre në formë kripërash janë të tretura në

ujin e naftës. Me cilësi të tilla nafta brut(e papërpunuar) nuk mund të përpunohet në

rafineri ngase mund të vjen deri te zënia e tubacioneve, humbja e gazit shoqërues, etj.

Thelbi i përpunimit të naftës natyrore në lëndë djegëse të lëngëta të përpunuara

mbështetet në procesin e ndarjes dhe zbërthimit fizik të naftës në një varg

komponentesh, fakt ky që bëhet i mundshëm nga vetë përbërja e naftës nga

hidrokarburet e shumta. Meqenëse secili hidrokarbur ka temperaturën e vet të

„avullimit“, ata gradualisht ndahen një nga një. Çdo grup të hidrokarbureve të ndara e

quajmë fraksion, e vet procesin fraksionim. Me ftohjen e hidrokarbureve të ndara

fitohen produktet e kërkuara-lëndët djegëse, ato lubrifikuese dhe mazuti.

Fraksioni bëhet në atë mënyrë që nafta nxehet deri në temperaturën 377°C. Gjatë

procesit të nxehjes elementet përbërëse të naftës kalojnë në gjendje të avullit. Avulli më

pas ftohet duke kaluar nëpër këmbyes të ndryshëm të nxehtësisë që kanë temperatura të

ndryshme. Në temperatura të caktuara fraksionet e naftës kalojnë në gjendje të lëngët

(kondenzohen ) dhe mbeten në kondenzator përkatës.

Prodhimet e fraksionit të naftës (distilimi fraksional) që paraqesin derivatet e

naftës kondenzojnë, përkatësisht avullojnë në fushën e temperaturave:

-benzina 40-220°C

-vajguri 220-280°C

-dizeli 280-350°C

-vajrat e rënda mbi 350°C .

Mbetja e naftës pas distilimit fraksional quhet mazut. Mazuti mund të përdoret si

lëndë djegëse për nxehje dhe për përpunimin e fraksioneve të lehta të naftës.

Procesi më i vjetër për përfitimin e këtyre produkteve është distilimi fraksional i

naftës.


2004 .

54

5.1.3. Distilimi i naftës

Nga shumë procese të përpunimit të parë të naftës, distilimi është më kryesori. Ai

është përpunuar dhe përsosur që nga impiantet më të vjetra, pa ndërpre. Thelbi i këtij

procesi është në nxehjen graduale të naftës, avullimin dhe kondenzimin e saj. Nafta që

më parë është liruar nga uji, kripa dhe papastërtitë tjera shtyhet dhe vihet në lëvizje me

pompa.

Skema e distilimit, që kryhet në shtypje të zakonshme dhe pastaj në vakum,

përcaktohet varësisht nga lloji i naftës brut. Nafta e lehtë, me përmbajtje të

konsiderueshme të benzinës, distilohet me dy avullime. Në fazën e parë bëhet veçimi i

masës më të madhe të benzinës. Kjo e liron impiantin nga ngarkesat e mëdha, zvogëlon

përmasat në tërësi etj. Pas fazës së parë vazhdohet me distilimin e sasisë së mbetur.

a) Distilimi atmosferik

Aparatet kryesore për përpunimin e parë të naftës janë: furra, kolona, shkëmbyes,

ftohës, ndarës, pompa shtytëse dhe pajisje për vakum.

Furra me tuba është një dhomë e veshur me material zjarrdurues. Prej nxehtësisë

së liruar nga djegia e gazit ose e lëndës djegëse të lëngët, nafta ngrohet deri në

temperaturë rreth 330-350 °C, ndërkohë që në tubat e furrës ajo ka hyrë e para ngrohur

(me temperaturë 150-180 °C). Në furrë nafta brut ndahet në dy kalime dhe përshkon

zonën e rrezatimit ku merr nxehtësitë nga rryma e gazeve të djegies dhe nga rrezatimi

dritor i flakës. Gjatë kësaj lëvizjeje, edhe për shkak të temperaturës në rritje, nafta hasë

në rezistencë, prandaj shtypja nga 10-12 at në hyrje të furrës, në dalje zbret pothuaj në

presionin atmosferik.

Kolona është një hapësirë cilindrike prej çeliku me diametër 4-5 m, me lartësi 35-

45 m, e veshur nga jashtë me material izolues termik. Në distilimin në vakum meqenëse

nuk nevojitet veçim i saktë i destilateve vajore, kolonat bëhen më të shkurtra (vendosen

më pak pjata), por njëkohësisht diametri i tyre është më i madh, sepse duke iu nënshtruar

distilimit në vakum, avujt e hidrokarbureve zgjerohen më tepër, se në shtypje

atmosferike.

Elementet bazë të një kolone distilimi janë pjatat me gota. Një kolonë e

zakonshme mund të ketë deri në 40 nivele(kate) me pjata të hapura, që mbulohen nga

sipër me gota. Këto kate nxehen në temperatura të ndryshme, ashtu që kati më i ulët

është më i nxehuri. Për të kuptuar procesin e punës këtu vështrojmë një pjatë, në një

lartësi çfarëdo të kolonës, ku është grumbulluar një sasi lëngu në një temperaturë

përkatëse. Nisemi nga një gjendje ku as lëngu në pjatë dhe as avujt që përshkojnë atë

nuk janë fraksionuar mirë, pra kanë më shumë se një përbërës teknik.


2004 .

55

Avujt gurgullojnë nëpër lëngun e pjatës, shkëmbejnë masë dhe energji termike me të.

Gjatë këtij procesi, avulli pasurohet me përbërësin më volativ me temperaturë vlimi më

të ulët dhe varfërohet me përbërësin me temperaturë vlimi më të lartë. Në të njëjtën kohë

një „ndreqje“ (rektifikim) ngjet edhe në fazën e lëngët: prej saj largohet përbërësi me

temperaturë vlimi më të ulët dhe në të mbetet (nga avulli ) përbërësi me temperaturë më

të lartë.

Fig.18-Skema e ndërtimit të një kolone me

pjata

Sa më i madh të jetë numri i këtyre elementeve, aq më e mirë do të jetë ndarja e

destilateve në pjata sipas temperaturave të vlimit: destilatet e lehta, me temperatura

vlimi më të ulëta do të kalojnë në pjesën e sipërme të kolonës dhe hyjnë nëpër një

kondenzator. Kurse të rëndat, në formë të lëngët, më poshtë, deri në pjesën fundore. Siç

kuptohet në tërë gjatësinë e kolonës vendosen destilatet sipas pikave të vlimit. Marrja e

tyre realizohet në pjesën anësore të kolonës në lartësitë e pjatave ku destilatet kalojnë në

gjendje të lëngët.

Në distilimin atmosferik nafta e papërpunuar futet në kolonë, pak mbi fundin e

saj, në hapësirën avulluese dhe nga poshtë gurgullohet avull uji i tejnxehur. Arsyet e

ftohjes së avullit të ujit janë disa: largimi nga mazuti i lëndëve volatile, zvogëlimi i

temperaturës së vlimit të hidrokarbureve ( që nuk përzihen me ujin), rritja e sipërfaqes së

takimit lëng-avull në kalimin nëpër pjata, etj. Me vendosjen e regjimit në baraspeshë

merren destilatet: benzinë, vajguri dhe gazoil. Produktet e përfituara-benzina, vajguri

dhe gazoili (nëse prej tyre dëshirojmë destilate me intervale vlimi më të ngushta),

trajtohen në vazhdim në kolona më të vogla me nga 6-8 pjata secila.

Së bashku me benzinën merret edhe uji, që veçohet prej saj për shkak të

ndryshimeve të dendësive që kanë. Nga pjesa fundore e kolonës nxirret mazuti(fig. 19).


2004 .

56

Fig. 19-Skema e impiantit të distilimit atmosferik të naftës

b) Distilimi në vakum

Meqenëse disa hidrokarbure mund të shpërbëhen vetëm në temperatura më të

larta se 400°C. Atëherë përbërësit që nuk avullojnë në distilimin atmosferik, dërgohen

për përpunim të mëtutjeshëm në kolonën tjetër distiluese, distilimi në vakum. Në këtë

kolonë në 400°C vlojnë edhe ata përbërës të cilët në shtypje normale do të vlonin tek në

595°C, por atëherë do të mund të vinte deri te ndryshimi i strukturës molekulare të disa

përbërësve në formë të pakontrolluar. Por nëse këto mbetje të distilimit të parë,

vazhdojnë distilimin në vakum, fitohen fraksione tjera.

Me qëllim që distilimi të shpejtohet në pjesën e poshtme të kolonës, sillet avulli i

ujit i nxehtë i cili ngrihet dhe merr me vehte hidrokarburet e lehta; ato i thithë pompa

me vakum. Procesi është i ngjashëm si te distilimi atmosferik. Me distilimin në vakum

fitohen fraksionet e vajit për ndezje dhe për lyerje të cilat pastaj rafinohen ose

reformohen në krekingimin katalitik. Nga mbetjet fitohen lloje të ndryshme të vajrave

për ndezje dhe asfalti.


2004 .

57


2004 .

58

5.1.4. Produktet e naftës

Sasia më e madhe e prodhimit botëror të naftës 80-85%, përdoret si lëndë djegëse

në forma të ndryshme. Sasia tjetër 15-20% përpunohet me qëllim të përfitimit

Fig 19.1 – Një formë e fraksionimit të naftës

të tretësve, vajrave për lyerje, parafinës, asfaltit dhe prodhimeve tjera që paraqesin

lëndën themelore të industrisë kimike.

Destilatet e naftës me pikë vlimi të ulët quhen fraksione të lehta, ato me pikë

vlimi të lartë fraksione të rënda, sepse me rritjen e pikës së vlimit rritet edhe dendësia.


2004 .

59

Me anë të distilimit fraksional nafta ndahet në produkte me veti dhe me përdorime të

caktuara,siç janë:

-Eteri petroleik (distilohet prej 20-100°C), përdoret si tretës i lyrësve,

rrëshirave dhe kauçukut.

-Benzina (distilohet prej 35-200°C). Është lëng pa ngjyrë ose ka ngjyrë të

verdhë- të zbehtë. Varësisht nga temperaturat e përfitimit dhe përdorimi benzina mund

të ndahet në këto lloje:

-Benzina e lehtë (me pikë vlimi prej 60-110°C), shërben si tretës në

pastrimin kimik, si ekstraktuese e vajrave në industrinë e lyrësve, si karburant në

motorët me djegie të brendshme dhe si lëndë djegëse.

-Benzina e rëndë ose ligroina (me pikë vlimi prej 100-200°C). Përdoret si

karburant për motor dhe si tretës (p.sh. në prodhimin e llakut dhe si tretës i asfaltit), etj.

Në bazë të vetive të saj ndodhet në mes të benzinës dhe kerozinit. Përfitohet me distilim

direkt fraksional të naftës, nuk përzihet me ujë, ka dendësinë më të vogël se uji.

Dendësinë specifike e ka 0,77- 0,90, përbërja fraksionale: 12 % avullon deri në 150°C,

30 % deri në 200°C dhe 58% deri në 230°C. Në temperaturë të zakonshme benzina

formon avuj që ndizen lehtë. Prandaj, duhet pasur kujdes kur punohet me benzinë, sepse

ajo paraqet rrezik zjarri. Enët e benzinës nuk duhet të hapen kurrë pranë flakës edhe

kur ato janë të zbrazëta.

-Aviobenzina (benzina për aviacion ) e ka numrin o k t a n i k 70-100 dhe

pothuaj çdo herë përmban në vete anti detonatorë (substanca të cilat pengojnë djegien

eksplozive të karburanteve të lëngëta). Aviobenzinës, si dhe llojeve tjera të benzinës të

cilat shërbejnë si karburante për motorë, të përfituara me distilimin direkt fraksional të

naftës, shpesh u shtohen pirobenzoli,izooktani, si dhe përbërës tjerë me numër të lartë

oktanik.

-Benzina e gaztë është benzinë e cila nxirret nga gazi naftor. Përmban

fraksione të lehta të benzinës dhe gjatë përzierjes me benzinë të rëndë, të përfituar me

anë të distilimit direkt dhe gjatë përzierjes me ligroinin paraqet një artikull konsumues

tregëtar.

Një lloj të veçantë të benzinës gazore paraqet benzina e pastruar e cila vlon në

intervalin temperatural 80-120°C dhe e cila nuk përmban më shumë se 15 %

hidrokarbure aromatike; përdoren, kryesisht për fitimin e zamkeve për ngjitjen e

prodhimeve të gomës.

-Vajguri (me pikë vlimi 150-300°C) përdoret si lëndë djegëse për ndriçim

(llamba dhe fanar), për ngrohje (stufa për ngrohje) dhe për motorë reaktiv. Ndizet pa

tym ose gazra që kanë erë të pakëndshme.

-Vaji solar ose gazoili (me pikë vlimi 300-350°C) shërben si karburant për

motorët Diesel dhe si lëndë djegëse për ngrohje.

-Kerozini (me pikë të vlimit 200-300°C) më së shumti përdoret si lëndë

djegëse në fabrikat e përpunimit të çelikut. Përmban shumë hidrokarbure aromatike që

avullojnë deri në temperaturën 270°C dhe ka numrin oktanik të lartë. Ka ngjyrë të


2004 .

60

verdhë-të çelët dhe aromë karakteristike. Temperaturën e ndezjes e ka 28°C. Kerozini i

cili përfitohet me anë të procesit kreking quhet k e r o z i n –k r e k i n g .

Kerozini pironaftor, përdoret për djegie për llambat me gaz në lokale me

temperatura të rritura, si dhe kerozin për sinjale me drita në det. Temperaturën e ndezjes

e ka të lartë (rreth 100°C).

-Mazuti është lëng i trashë, ka ngjyrë të murrme-të mbyllët, paraqet

mbeturinën nga distilimi direkt fraksional i naftës.

Ndërsa fraksionet që nxirren nga mazuti me distilim në vakum përbëhen

veçanërisht nga vajra lyrëse-lubrifikante. Sipas viskozitetit, vajrat lyrëse ndahen në

vajra të holla për boshte, p.sh. për makinat qepëse; vajra të trasha, p.sh. vajrat e

makinave, vajra të cilindrave, që në temperaturë të zakonshme, janë lëngje shumë

viskoze. Këto vajra durojnë nxehtësinë dhe reagjensat kimik, përdoren për lyerjen e

pjesëve të makinave, për ftohjen e tyre, për zvogëlimin e fërkimit, për mbrojtjen nga

brejtja etj.

Përveç për lyerje mazuti përdoret edhe si lëndë djegëse që digjet me anë të

injektorëve në vatra dhe cilindra të motorëve.

-Parafina është një përzierje hidrokarburesh të ngurta, e bardhë, e butë si

dyllë, pa erë, e patretshme në ujë, tretet në tretës organik, p.sh. në benzinë. Ajo përdoret

si izolator, si lyrëse, në industrinë e qirinjve, të luleve artificiale, në kozmetikë etj.

-Vazelina . Është një përzierje gjysmë e ngurtë hidrokarburesh të ngurta e të

lëngëta, që përdoret në teknikë si lyerëse e llojit të pomadës dhe në industrinë

farmaceutike, në gjendje të pastër, si bazë për pomada e kreme.

-Asfalti ose zifti .Përfitohet si mbetje nga distilimi në vakum i naftës.

Varësisht nga kohë zgjatja e procesit, fitohen lloje të buta ose të forta të asfaltit. Si veti

me rëndësi të asfaltit janë aftësia për tu shkri, aftësia e depërtimit dhe elasticiteti. Nën

ndikimin e ajrit asfalti oksidohet. Gjatë kësaj fitohen prodhime që për nga struktura janë

të ngjashme me gomën, kanë pikë të lartë të shkrirjes dhe shkallë të caktuar të

elasticitetit. Ky lloj asfalti quhet asfalt i rrjedhshëm ose asfalt oksidues.

Shumica e llojeve të asfalteve ka gjetë përdorim në ndërtimin e rrugëve, pastaj për

lyerjen e barkave dhe anijeve të ndërtuara prej druri. Në industri përpunohen për të fitua

letra izoluese për kulme, etj.


2004 .

61

5.1.5. Procesi i krekingimit të naftës

Prodhimi i benzinës me distilimin e naftës nuk i plotëson nevojat e mëdha të

ekonomisë moderne. Prandaj, lindi mendimi nëse mund të shndërrohen në benzinë

hidrokarburet e naftës me pikë vlimi të lartë, që nuk vlejnë si lyerëse. Me eksperimente

u vërtetua se në temperatura të larta dhe nën trysni të përshtatshme këto hidrokarbure me

pikë vlimi të lartë, d.m.th. me varg të gjatë, copëtohen në molekula hidrokarburesh me

varg më të shkurtër dhe me pikë vlimi më të ulët, d. t. th. në benzinë. Ky proces u quajt

„kreking“, që do të thotë copëtim.

Me proces të krekingut 60-70 % e naftës përpunohet në benzinë, përderisa me

distilim të thjeshtë nga nafta mund të përfitohet vetëm 5-30 % benzinë. Benzina e

përfituar me kreking quhet benzinë e krekinguar dhe ka numër oktanik më të madh se

benzina e përfituar me distilim. Përveç benzinës, me procesin e krekingut mund të

përfitohen edhe: vajguri, vaji gazor, karbohidratet e gazta e karbohidratet tjera. Të gjitha

këto produkte kryhen në kolonën e fraksionimit, njësoj sikurse nafta.

Copëtimi apo krekingu mund të kryhet në dy mënyra: me kreking termik dhe

me kreking katalitik.

a) Krekingu termik. Në teknologjinë e përpunimit të thellë të naftës krekingu

termik është realizuar i pari, sepse aparatura është e thjeshtë dhe s’ka nevojë për

katalizatorë. Proceset teknologjike ku zbatohet krekingu termik janë të shumta: ai

zbatohet në fazë të gaztë në temperatura të larta dhe shtypje atmosferike të lartë mbi atë

të benzinës ose edhe mbi gaze të naftës. Lënda e parë, vajrat e trasha, p.sh. mazuti,

nxehen në temperaturë prej 430-600°C dhe në shtypje të lartë (7-18 MPa). Në këto

kushte ndodhin një seri reaksionesh kimike, si rezultat i të cilëve lind një përzierje

hidrokarburesh të ngopura me vargje molekulare si ato të benzinës, hidrokarbure të

pangopura (alkene), alkane të gaztë (kryesisht metan) dhe karboni. Procesi që vazhdon

të ruajë vlera edhe sot është koksimi i mbetjeve të rënda të naftës, që ndryshe emërtohet

kreking termik deri në koks.

Qëllimi i këtij procesi është përfitimi i koksit të naftës dhe i disa

destilateve, duke u nisur nga një lëndë e parë, me cilësi teknike të kufizuara. Kështu nga

mazuti që mbetet prej distilimit të parë, me anë të krekingut termik deri në koks, merren

gaze, benzinë, gazoil i lehtë si dhe koks.

Skema teknologjike e krekingut termik deri në koks ka disa veçori. Lënda e

parë, mazuti, nuk mund të ngrohet drejtpërdrejt në furrë në rreth 510°C, sepse ndodhë

përpara kohe formimi i koksit i cili do të shkaktonte zënien e tubave të saj, si dhe

probleme tjera. Prandaj në furrë kalon pjesa më e lehtë e saj. Kjo realizohet në këtë

mënyrë: Mazuti në fillim futet në kolonën e distilimit të produkteve. Aty jo vetëm që

para ngrohet, por edhe veçohet në një pjesë vajore më të lehtë dhe në mbetje më të

rëndë, që merret nga fundi i kolonës. Destilati vajor kalon në furrë, më tej bashkohet me

mbetjen e rëndë dhe me temperaturë rreth 510°C hyjnë në dhomën e koksimit.


2004 .

62

Temperatura e lartë në dhomën e koksit me përmasa të mëdha (lartësi 30 m, diametër 5-

6 m) mbahet edhe nga masa e nxehtë që hyn në të, por edhe nga nxehtësia e reaksioneve

ekzotermike të polikondenzimit etj. Lënda e parë në dhomë futet nga poshtë. Mbushja

vazhdon deri në njëfarë lartësie duke vazhduar njëkohësisht dalja e gazeve nga ana e

epërme. Procesi pastaj vazhdon në kolonën e dytë, derisa e para ftohet, pastaj ajo zbrazet

nga koksi. Kolona e distilimit, që ndan produktet e dala në gjendje të gaztë nga dhomat,

punon vazhdimisht. Prej saj merren gaze, benzinë, gazoil i lehtë, por edhe vaj e

mbetje e rëndë nga lënda e parë që futet për koksim (fig. 20).

11 benzinë

mazut

gazoil

shkarkimi i koksit

3 2

vaj

gazeprodukti

Fig. 20-Skema e thjeshtuar e krekingut termik deri në koks:

1.dhomat e koksimit

2.kolona destiluese

3.furra

Nga koksimi i mazutit përfitohen 15-25 % koks dhe deri në 70 % produkte

të bardha e gaze. Koksi ka nxehtësi të djegies të lartë, sepse është praktikisht pa hi, por

përmbajtja e squfurit në të rritet varësisht nga sasia e lëndës së parë. Ai është i

përshtatshëm për përdorim në metalurgjinë me ngjyra si lëndë djegëse dhe për prodhim

elektrodash grafiti.

b) Krekingu katalitik. Edhe pse ka kosto më të lartë, ka epërsi ndaj krekingut

termik: formohet më pak qymyr, metan dhe etan; prandaj rendimenti i benzinës rritet

dhe cilësia e saj është më e mirë se ajo që del nga procesi termik. Derisa te krekingu

termik fitohet benzinë me numër oktanik më të vogël se 70, këtu te krekingu katalitik,

benzina e fituar ka numër oktanik më të madh se 70 dhe ka veti kundër shpërthyese


2004 .

63

(antidetonuese) të mirë. Përveç kësaj, në reformimin katalitik zgjidhen edhe dy detyra të

tjera kryesore : prodhimi i hidrokarbureve aromatike dhe i hidrogjenit.

Krekingu katalitik kryhet duke i dërguar avujt e distilimit të naftës të përzier me

pluhur të imët katalizatori nëpër një reaktor. Si katalizator përdoren: kloruri i aluminit,

aluminosilikatet artificiale (10-30%Al2O3 dhe 70-90%SiO2), silikatet e magnezit dhe të

molibdenit, komponimet e fluorit, oksidet e kobaltit dhe të nikelit, nikeli, paladi dhe

platini metalik etj.

Lënda e parë e ngrohtë bashkohet me katalizatorin e riaftësuar (600°C) që

njëkohësisht luan rolin e bartësit termik. Përzierja katalizator-avuj gazoili futet në

reaktor. Ajo mbahet në gjendje vlimi me anë të avullit të tejnxehur. Temperatura 470-

500°C dhe shtypja 0,15 MPa janë parametrat që zbatohen më shpesh. Produktet e

reaksionit, në gjendje të gaztë, veçohen prej grimcave të katalizatorit në ciklonin e

vendosur në pjesën e sipërme dhe vazhdojnë më tej procesin e rektifikimit, sipas

skemave tashmë të njohura për ne. Ndërkohë katalizatori i këtij çasti të procesit

teknologjik është veshur me koks, prandaj kalon nga pjesa anësore e reaktorit bie në

fund dhe mbartet nga rryma e ajrit të nxehtë për në rigjenerator. Këtu kryhet djegia e

kontrolluar e koksit dhe, njëlloj si në reaktor, gazet e djegies veçohen nga grimcat e

riaftësuara të katalizatorit nëpërmjet të ciklonit. Duke iu shtuar një sasi e freskët,

katalizatori futet përsëri

në proces (fig. 21).

Fig. 21- Krekingu katalitik

Benzin ose hidro-

karbure të gazta

Prurja e

lëndës së parë

Kat

aliz

atori

i ri

gje

ner

uar

Kthimi i

hidroka-

rbureve

të rënda

Ajri i

nxehtë

Vaj i rëndë

për djegie

Vaj i lehtë

për djegieReaktori

RigjeneratoriKOLONA EFRAKSIONIMIT


2004 .

64

Krekingu katalitik, është proces delikat dhe kërkon kujdes në kontroll në të

gjitha fazat. Dalja jashtë regjimit shkakton humbje të katalizatorit.

Edhe produktet e këtij krekingu distilohen pastaj në kolonën e fraksionimit dhe

ato paraqesin sasinë më të madhe të benzinës motorike.

5.1.6. Polimerizimi (formimi i hidrokarbureve) është proces i kundërt me

krekingun, me të cilin nga më shumë molekula të lehta formohet një molekulë e shkallës

më të lartë. Si lëndë e parë shfrytëzohen hidrokarburet e gazta, ndërsa qëllimi i fundit

është fitimi i fraksionit të benzinës dhe hidrokarbureve tjera. Procesi i polimerizimit

bëhet me nxehjen e gazrave që shfaqen gjatë krekingut dhe distilimit të naftës. Pas

nxehjes në temperaturën 430°C, për shkak të pranisë së katalizatorëve dhe trysnisë prej

200-300 bar, bëhet polimerizimi i hidrokarbureve të gazta dhe fitohet benzina me

numër të madh oktanik.

5.1.7. Hidrimi është proces i shtimit të hidrogjenit në thëngjill, me ç´rast

formohet hidrokarburi dhe bëhet shndërrimi i thëngjillit në gjendje të lëngët. Procesi i

hidrimit (proqesi i Berginsit) bëhet në temperaturë 430-500°C, nën presion 200-300 bar

dhe në praninë e katalizatorëve. Shembull me hidrim të 1000 kg thëngjilli fitohen: 150

kg benzinë, 200 kg vaj gazor, 60 kg vaj për lubrifikim dhe 80 kg vaj i rëndë për djegie.

Benzina e fituar me hidrim quhet benzinë e hidruar.

5.1.8. Gazolinimi është proces i përfitimit të benzinës nga gazrat tokësor të

cilët dalin nga vend shpimet e naftës. Këto gazra kanë në vehte pika dhe avuj të

benzinës. Benzina ndahet nga gazi kur ai kalon nëpër kolona të mbushura me thëngjill

aktiv, në poret e të cilit mbesin avujt dhe pikat e benzinës. Benzina e fituar në këtë

mënyrë quhet gazolin ose benzinë e gazit. Për përmirësimin e numrit oktanik i shtohet

benzina e distiluar.

5.1.9. Sintetizimi është proces i fitimit të benzinës sintetike dhe vajit gazor.

Benzina dhe dizeli sintetik fitohen me lidhjen e hidrogjenit dhe monoksidit të karbonit.

Kjo bëhet në temperaturë rreth 200°C dhe nën trysni deri në 10 bar, në prani të

domosdoshme të katalizatorëve (metoda e Fisher-Tropshit).

5.2. NUMRI OKTANIK

Numri oktanik është tregues i cili i karakterizon vetitë anti detonuese të

karburanteve të lëngëta për motorët me djegie të brendshme me karburatorë. Me qëllim

të rritjes së fuqisë së motorit me benzinë për shpenzim të njëjtë të karburantit,

përkatësisht për të shfrytëzuar sa më mirë energjinë është e nevojshme të rritet shkalla e

kompresionit. Mirëpo me rritjen e shkallës së kompresionit mund të shkaktohet

çrregullimi i djegies së përzierjes së benzinës me ajrin. Në kushte normale të punës,


2004 .

65

përzierja duhet të digjet në mënyrë graduale me shpejtësi të shpërndarjes së flakës 30

m/s. Me ngjeshje të madhe të përzierjes bëhet vetëndezja e saj dhe rritja e shpejtësisë së

djegies deri në 300 m/s. Si rezultat i kësaj është shfaqja e shtypjes shumë të madhe dhe

djegia e vrullshme e përzierjes, e cila e rritë temperaturën në cilindër. Kjo dukuri e

djegies së vrullshme në cilindër quhet detonim. Për shkak të detonimit shfaqen goditje

të mëdha, të cilat shkaktojnë dëmtimin e motorit.

Me qëllim që të eliminohet detonimi dhe ndikimi negativ i tij kërkohet që

benzina të ketë rezistencë sa më të madhe ndaj vetëndezjes dhe djegies së vrullshme.

Benzina është përzierje e karbohidrateve që kanë më së paku 5 e më së shumti 12 atome

karboni në molekulën e tyre dhe temperatura e avullimit të të cilave sillet prej 40-220°C.

Numri oktanik tregon se sa është pjesëmarrja në përqindje e izooktanit

(C8H18) në përzierje me heptanin (C7H16). Izooktani ka veti të larta antidetonuese,

kështu që merret si masë cilësie me vlerë 100, ndërsa heptani ka veti të ulëta

antidetonuese ( ka prirje për djegie detonative ) dhe vlerësohet me 0.

CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 Heptan normal (me numër oktonor O )

CH3

l

CH3--C –-CH2 –-CH –-CH3

l l

CH3 CH3

Trimetilpentan (izooktan) me numër oktanor 100

Përbërja në përqindje e izooktanit që përmban përzierja e karburanteve masë

(izooktanit dhe heptanit ) e cila i ka vetitë antidetonuese të njëjta me ato të karburantit të

provuar jep numrin oktanik të karburantit.

Rritja e numrit oktanik të benzinës mund të arrihet:

-me përzierjen e benzinës me numër të vogël oktanik me benzinën me

numër të madh oktanik,

-me shtimin e benzolit dhe alkoolit në benzinë dhe

-me shtimin e komponimeve kimike të ashtuquajtura antidetonatorë në

benzinë.

Si antidetonatorë më të njohur janë tetraetili i plumbit Pb(C2H5)4 dhe

tetrametili i plumbit Pb(CH3)4. Këto substanca janë helmuese, prandaj benzina që

përmban këto duhet të ngjyroset me qëllim të identifikimit (kaltër dhe ngjyrë trëndafili).

Për shkak të veprimit helmues dhe të ndotjes së ambientit gjatë djegies së benzinës, sasia

e tetraalkileve të përmendura të plumbit përkufizohet me standarde (maksimum deri në

0,6 % Pb /dm3).

Numri oktanik i benzinës motorike sillet prej 80—100 oktan.


2004 .

66

5.3. NUMRI CETANIK

Te motorat dizel gjithashtu mund të shfaqet detonimi. Shkaktar kryesor i

shfaqjes së detonimit te motorat dizel është vonesa e ndezjes, d.m.th. koha që kalon prej

momentit të injektimit të karburantit në cilindrin e motorit ( ku gjendet ajri i nxehur i

komprimuar) deri në momentin e ndezjes së karburantit. Te motorat e tillë, djegia duhet

të fillojë menjëherë pas injektimit të grimcave të para të karburantit në cilindër. Nëse

ndezja vonohet, përkatësisht nëse ajo bëhet pas injektimit të tërë sasisë së karburantit në

cilindër, atëherë bëhet djegia e vrullshme e cila shkakton goditje, që si pasojë ka

dëmtimin e motorit.

Për të eliminuar detonimin te motorat dizel është e domosdoshme që karburantet

për këta motorë të kenë afinitet (prirje) për vetëndezje. Aftësia e vetëndezjes së

karburantit varet nga përbërja e tij dhe shprehet me numrin cetanik.

Cetani (C16H34) është karbohidrat, i cili ka afinitet të madh për vetëndezje

(d.m.th. ka vonesë minimale në ndezje). Për këtë cetanit i është caktuar me marrëveshje

vlera 100. Ndërsa numri cetanik 0, është paraparë për metilnaftalinën (CH3C10H2) e

cila vështirë ndizet (ka vonesë të madhe në ndezje).

Numri cetanik tregon se sa është përbërja e cetanit në përzierje me

metilnaftalinën në vajin gazor. Sa më i madh të jetë numri cetanik, aq më kualitativ

është karburanti ( më e mirë është ndezja). Rritja e numrit cetanik te karburantet për

dizel motorë mund të arrihet :

-me përzierjen e karburantit me numër të vogël cetanik me karburant me

numër të madh cetanik.

-me shtimin e etil-nitratit në vajin gazor.

Për dizel motorë numri cetanik sillet prej 40-60.

5.4. BENZINA MOTORIKE

Benzina është karburant, përkatësisht lëndë djegëse, e cila më së tepërmi

përdoret për ngasjen e motorëve, sidomos atyre për automobila.

Sipas mënyrës së përfitimit, benzina ndahet në: benzinë e destiluar, benzinë e

krekinguar, benzinë e gazit(gazolin), benzinë e hidruar, benzinë e polimerizuar dhe

benzinë sintetike.

Në treg gjendet benzina motorike me numër të ndryshëm oktanik dhe me emra

të ndryshëm.

Benzina e thjeshtë me numër oktanik 86-93, përdoret për motor me shkallë të

vogël kompresioni.

Benzina super ka numër oktanik 98-100 dhe përdoret për motor me shkallë të

madhe të kompresionit.


2004 .

67

Benzina super mund të përdoret në motorët e paraparë për benzinë të thjeshtë, kurse

benzina e thjeshtë nuk mund të përdoret në motorët për benzinë super.

Prodhuesit e automobilave preferojnë vlerën e numrit oktanik të benzinës, të

cilës duhet t’i përmbahemi.

Vetitë e benzinës janë:

dendësia 0,7-0,78 kg/dm3,

temperatura e vetëndezjes rreth 500°C,

temperatura e ngurtësimit -60 deri -80°C,

numri oktanik : 80-100 oktan

5.5. VAJI GAZOR-DIZEL KARBURANTI

Dizel karburanti përdoret për motorët dizel, të cilët përdoren në anije, traktorë,

automjete të rënda transportuese dhe ndërtimore, në automjete për udhëtarë, etj.

Edhe ky karburant, varësisht nga konstruksioni i motorëve dhe destinimi i dizel

motorëve, në treg gjendet me emra të ndryshëm:

dizel karburant shumë i lehtë, D-1,

dizel karburant i lehtë, D-2,

dizel karburant i mesëm, D-3 dhe

dizel karburant i rëndë, D-4.

Dizel karburanti D-1 përdoret për dizel motorët e shpejtë të automobilave për

udhëtarë. Dizel karburanti D-2, përdoret për dizel motorët e automjeteve të rënda

transportuese (kamionët, autobusët etj.). Dizel karburantët D-3 dhe D-4 përdoren për

motorët stabil të ngadalshëm (anije etj.).

Vetitë e dizel karburantit janë:

dendësia 0,87 kg/dm3,

temperatura e vetëndezjes rreth 397°C,

temperatura e ngurtësimit -20°C për D-1 dhe -15°C për D-2,

numri cetanik :40-60 cetan.


2004 .

68

6. KARBURANTET E GAZTA

Lëndët djegëse të gazta janë ato karburante të cilat në kushte normale janë përzierje

e gazeve që digjen në prezencë të oksigjenit. Me atë rast gjatë djegies së tyre lirohet sasi

e nxehtësisë. Fuqia kalorike e gazeve djegëse varet kryesisht nga përbërja kimike e tyre

dhe është e ndryshme (Tab. 4).

Tab. 4- Fuqia kalorike e lëndëve të ndryshme

Lënda djegëse Fuqia kalorike (kJ/m3)

Hidrogjeni 10.800

Metani 35.900

Etani 64.100

Propani 92.000

Butani 123.700

Acetileni (etini) 56.900

Benzoli 144.000

Toluoli 198.800

Gazi tokësor

- i thatë

- i lagësht

33.400

56.500

Gazi për furra të koksit 18.000

Gazi i qytetit(për ndriçim) 17.500

Gazi gjeneratorik 5.000

Gazi ujor 10.600

Propan-butan (50:50) 94.604

Lëndët djegëse të gazta janë burim gjithnjë e më i rëndësishëm energjetik

edhe në krahasim me lëndët djegëse të lëngëta edhe me ato të ngurta.

Me këto punohet më lehtë, digjen plotësisht dhe shumë me pak

komponente helmuese. Kanë pak mbeturina (lagështi dhe hi), por janë më të ndezshme

shpërthyese dhe kërkojnë kujdes maksimal gjatë bartjes dhe veprimit me to.


2004 .

69

6.1. Gazi ndriçues (gazi i qytetit) - Është quajt gaz ndriçues sepse

është përdorë vetëm për ndriçim. Ky gaz për dallim prej lëndëve të ngurta dhe të

lëngëta,gjatë djegies len vetëm mbetje të gazta dhe ka vlerë të madhe kalorike, pastaj

është burim i lirë i energjisë e cila njëkohësisht përcillet lehtë.

Gazi i qytetit është një përzierje e gazrave, përbërja e të cilit varet nga lëndët e para

prej nga është prodhuar. Zakonisht gazi i qytetit është përzierje e gazrave

që fitohen nga qymyri i gurit dhe krekingut të naftës. Përbërja e gazit të qytetit

përcakton vetitë e tij, siç janë fuqia kalorike dhe dendësia. Sipas tyre edhe punohen

ndezësit në pajisjet me gaz p.sh. në furrat me gaz.

Llojet e ndryshme të gazrave që mund të gjenden në gazin e qytetit,janë: gazi i

qymyrit, gazi gjeneratorik(gazi nga krekingu), gazi tokësor, gazi rafinerik, gazi i ujit, etj.

Gazi nga qymyrguri, i cili përpara ka qenë i shpërndarë në shumë lëmi dhe gazi i fituar

me kreking të naftës, gjithnjë e më shumë janë duke u përdorur.

6.2. Gazi tokësor - gjendet së bashku me naftën, në vendburimet e

naftës. Më së shumti ka në SHBA, Rusi, Holandë, Afrikë, në Lindjen e mesme, etj.

Zakonisht përdoret i pastër, por shumë herë përzihet me gazin e qytetit.

Gazi tokësor kryesisht përbëhet nga metani, etani, hidrogjeni, dyoksidi i karbonit dhe

ka fuqi kalorike rreth 33440 kJ/m3. Si lëndë djegëse, shfrytëzohet në shumë procese të

shkrirjes së xeheve, përpunimit termokimik të metaleve, etj. Përdoret gjithashtu si lëndë

djegëse në motorat me djegie të brendshme. Në gazin tokësor mundet me u veprua me

avull të ujit në prezencë të katalizatorit me qëllim që t’ia ulim vlerën kalorike.

6.3. Gazi rafinerik -fitohet si prodhim sekondar në rafineritë e naftës.

Përbëhet kryesisht nga komponentët e njëjtë si edhe gazi tokësor, në të njëjtën mënyrë

pastrohet dhe përdoret. Ndonjëherë nga gazi rafinerik nxirren propani dhe butani,

komprimohen në shishe (bombola) të çelikta në gjendje të lëngët dhe si të tillë përcillen

në treg (propan gaz).

6.4. Gazi gjeneratorik - përfitohet nga qymyri(koksi, qymyrguri,

qymyri i murrmë), në furra të posaçme që quhen gazgjeneratorë. Sasitë e kufizuara të

ajrit lëshohen të kalojnë nëpër shtresën e qymyrit të skuqur. Në këtë rast në vendin ku

hyn ajri, qymyri digjet plotësisht, duke dhënë dyoksid karboni, i cili më tej reduktohet

nga shtresat e sipërme të ndezura të qymyrit(në 1000°C). Në këtë mënyrë përfitohet gazi

gjeneratorik me fuqi kalorike rreth 4600 kJ/m3. Nxehtësia që lirohet gjatë djegies së

gazit gjeneratorik vjen nga reaksioni kimik i djegies së monoksidit të karbonit në

prezencë të oksigjenit të ajrit.

6.5. Gazi ujor- Kur avulli i ujit të nxehtë lëshohet të kalojë nëpër qymyr

të skuqur, fitohet gazi ujor me fuqi kalorike rreth 11500 kJ/m3.

Gazi ujor ka fuqi kalorike më të madhe se gazi gjeneratorik, mirëpo është

më i shtrenjtë, kështu që rrallë përdoret si lëndë djegëse. Ky më tepër përdoret si lëndë e


2004 .

70

parë për sintezën e amoniakut etj. Fuqia kalorike e gazit ujor mund të përmirësohet me

anë të karborinimit (hudhja e naftës në gaz të nxehtë) deri në 20900 kJ/m3.

Në praktikë si lëndë djegëse e gaztë më shumë përdoret përzierja e gazit

gjeneratorik me atë ujor. Gazi i përzier përfitohet në gazgjeneratorë me proces të

kombinuar, ashtu që nëpër qymyrin e skuqur në të njëjtën kohë lëshohen ajri dhe avulli i

ujit, me ç’rast në mënyrë të kontrolluar zhvillohen reaksionet e përfitimit të gazeve.

Fuqia kalorike e gazit të përzier është 4200-8400 kJ/m3. Përbërja kimike e gazit të

përzier të fituar nga qymyrguri është: rreth 25%CO, 15%H2, 1%CH4,6%CO2 dhe

53%N2.

6.6. Gazi nga qymyrguri –fitohet me gazifikimin e qymyrit të gurit.

Ky proces përbëhet nga piroliza (destilimi i thatë). Qymyri nxehet në enë të mbyllura pa

prezencë të ajrit, gjatë së cilës përbërësit avullues nga qymyri lirohen në formë të gazit.

Kështu përfitohet koksi dhe njëkohësisht gazi i koksit i cili përdoret për djegie në furra

industriale.

Gazifikimi i qymyrit kryhet në furra me komora. Çdo komorë mbushet me 20 t

qymyr. Një furrë përbëhet nga 15-20 komora. Këto furra nxehen me ndihmën e gazit

gjeneratorik ose gazit të qytetit i cili hyn nëpër kanale në muret e komorës ku digjet.

Komoret mbushen me qymyr të imtësuar me madhësi maksimale të kokrrave 10 mm.

Gazifikimi kryhet në 1000-1300°C dhe varësisht nga temperatura zgjatë 20-40 orë.

Nga 1t qymyrguri fitohet 350 Nm3 gaz me fuqi kalorike 19230 kJ/m

3, 800 kg koks

dhe 30-40 kg katran. Gjatë kohës së gazifikimit qymyri sinterohet prej nga formohet

koksi në copa më të mëdha i cili ashtu i nxehtë(skuqur) nxirret nga furra, merret me

vagona dhe dërgohet në vendin për shuarje, e cila bëhet me ujë. Koksi pastaj thyhet dhe

klasifikohet sipas madhësisë. Përdoret për përfitimin e çelikut në furrat e larta, si lëndë

djegëse.

6.7. Gazi nga nafta i fituar me krekingim-Ky gaz fitohet nga

nafta me krekingun e vajrave të rënda. Ekzistojnë shumë metoda që përdoren për

shndërrimin e prodhimeve prej naftës duke filluar nga benzina e lehtë deri te vajrat e

rënda, në gaz të qytetit.

Shndërrimi bëhet me avullimin e lëndës së parë(produkteve të naftës) dhe përzierjen,

me avullin e ujit gjatë temperaturave tepër të larta dhe në prezencë të katalizatorëve të

ndryshëm (siç janë bashkëdyzimet e niklit, kalciumit, magneziumit e aluminit). Pas një

kohe të caktuar, energjia e nxehtësisë e cila është harxhua gjatë procesit duhet të

kompenzohet. Për këtë arsye procesi i gazifikimit për një kohë të shkurtë ndërpritet dhe

ajri që deri në atë moment është nxeh, lëshohet të rrymojë në kah të kundërt. Në këtë

mënyrë gjatë gazifikimit digjen në katalizatorë substancat e mbetura të padjegura dhe

katalizatori përsëri nxehet (fig. 22 ).

Këto pajisje për gazifikim për dallim nga furrat me komora, shpejtë mund të startojnë

në punë ose shpejtë të ndërpriten.


2004 .

71

Gazi i fituar me krekingim, pastrohet në të njëjtën mënyrë sikur gazi i qymyrgurit. Si

prodhim sekondar (dytësor), këtu fitohen katrani dhe benzoli.

Nga 1t e vajit gjysmë të rëndë, fitohen rreth 1600 Nm3 gaz me fuqi kalorike 19230

kJ/m3 dhe 100 kg katran.

Fig. 22- Pajisja për gazifikim

6.8. Hidrogjeni (H2)-është gaz pa ngjyrë, pa erë pa shije. Ai ka

dendësinë më të vogël se çdo substancë tjetër kimike: 0,0899 g/dm3 në 20°C. Në kushte

normale është në gjendje të gaztë. Në temperaturë -252,8°C kalon në gjendje të

lëngët, kurse në -257,3°C në gjendje të ngurtë. Hidrogjeni digjet shumë lehtë dhe me

flakë shumë pak të dukshme. Përdoret si lëndë djegëse gjatë saldimit autogjen (me

flakë) në kombinim me oksigjenin.

Edhe hidrogjeni mund të truset në shishe të çelikta nën presion prej 150 atmosferash dhe

ashtu transportohet deri në vendin e përdorimit.

Gjendet kryesisht në shtresat e sipërme të atmosferës si dhe shoqëron gazet që

lirohen gjatë shpërthimeve vullkanike. Në sipërfaqen e tokës hidrogjeni është mjaft i

përhapur në trajtë komponimesh: ai hynë në përbërjen e ujit (11% në masë), në

përbërjen e indeve të bimëve dhe të kafshëve, është pjesë përbërëse e naftës dhe e shumë

xeherorëve, nga të cilat vetëm argjila përmban 1,5 % hidrogjen.


2004 .

72

Përveç si gaz djegës te saldimi, hidrogjeni përdoret edhe për hidrogjenizimin e

vajrave ushqyese, me ç’rast përfitohet gjalpi bimor dhe margarina. Në të ardhmen pritet

të gjejë aplikim të madh si lëndë djegëse e gaztë e gjithashtu edhe në motorët me djegie

të brendshme, sepse gjatë djegies së tij lirohen sasi të mëdha të nxehtësisë dhe që është

më e rëndësishme, nuk ndotet ambienti jetësor.

Hidrogjeni përgatitet në disa mënyra:

1. Nga veprimi i hekurit të skuqur me avullin e ujit, hekuri dhe avulli i ujit

veprojnë në temperatura 650°C e më lartë:

3Fe +4H2O → Fe3O4 +4H2

2. Nga veprimi i qymyrit koks të skuqur me avullin e ujit, koksi dhe avulli i ujit

bashkëveprojnë në temperaturë të lartë mbi 1000°C:

C + H2O → CO + H2

Në këtë rast përfitohet një përzierje hidrogjen-oksid karboni që quhet gaz ujor.

Oksidi i karbonit CO përzihet përsëri me avull uji dhe ngrohet në prani të katalizatorit.

Oksidi i karbonit redukton avullin e ujit, duke liruar hidrogjen dhe shndërrohet në

dyoksid karboni (në temperaturë rreth 800°C):

CO + H2O → CO2 + H2

Përzierja dyoksid karboni-hidrogjen ftohet dhe dërgohet në ujë nën trysni të lartë;

dyoksidi i karbonit tretet në ujë, ndërsa hidrogjeni, largohet në gjendje të gaztë.

3. Nga elektroliza e ujit. Me këtë metodë përfitohet hidrogjen shumë i pastër dhe

njëkohësisht edhe oksigjen, por harxhohet sasi e madhe e energjisë elektrike:

2H2O elektrolizë

2H2 + O2

si elektrolit përdoret acid sulfurik (H2SO4) ose hidroksidi i natriumit (NaOH)

. . .

6.9. Acetileni C2H2 –Kur karbidi i kalciumit (CaC2) zhytet në ujë,

lirohet një gaz i pangjyrë. Është vërtetuar se ky gaz është një bashkëdyzim kimik i

karbonit dhe hidrogjenit dhe quhet acetilen ose etin.

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2 + 370 cal

Acetileni ka erë si të hudrës e cila vjen prej hidrogjenit të fosforizuar. Acetileni

përfitohet edhe me djegien e metanit në atmosferë të oksigjenit. Kur të përzihet me ujë,

acetileni është shumë eksplodues. Pika e shkrirjes është 189,6 K(-83,6°C), pika e vlimit

191,4K(-81,8°C). Është diçka më i lehtë se ajri, 1 m3 acetilen peshon 1,165 kg. Nëse

truset deri në 2 at. ekziston rreziku i eksplodimit, kurse në 6 at. eksplodon. Për këtë

shkak gjatë punës me acetilen, zbatohen presione më të vogla, më së tepërmi 1,5 at.

Përzierja e ajrit me acetilenin është eksplozive kur përzierja ka më shumë se 4%

acetilen. Meqenëse është mjaft eksplodues, nuk ruhet në gjendje të lëngët, por me


2004 .

73

shtypje futet në aceton (si tretës) dhe si i tillë ruhet në bombola të çelikta (disu-gas).

Acetoni (CH3COCH3) është lëng i cili ka veti që të thithë acetilenin. Është vërtetuar se

një litër aceton mund të thithë, në shtypje dhe temperaturë normale, 24 litra

acetilen,kurse 380 litra nën presion prej 15 atmosferash. Kjo veti e acetonit është

shfrytëzuar në mënyrë që në shishet e posaçme, në të cilat qitet acetoni, futet acetileni, të

cilin e thithë acetoni. Acetileni i thithur në këtë mënyrë truset deri në 15 atmosfera dhe

si i tillë lehtë transportohet deri në vendin e punës.

Përdorimin kryesor acetileni e ka te saldimi autogjen. Me oksigjen të pastër digjet

me flakë të kaltër pa blozë dhe zhvillon temperaturë prej 3100-3300°C. Gjithashtu

përdoret si mes prodhues gjatë sintezës së shumë komponimeve kimike, si p.sh. tretësve

(alkoolit, eterit, acetonit, etj.), të materialeve artificiale, ngjyrave, llakeve, etj. Acetileni i

pastër kimik përdoret në mjekësi si mjet narkotik. Acetileni nuk është helmues.

6.10. Metani (CH4)-është hidrokarburi më i thjeshtë në grupin e

alkaneve. Metani është gaz pa ngjyrë dhe erë. Është dy herë më i lehtë se ajri. Metani

formohet në natyrë gjatë shpërbërjes(kalbjes) së bimëve dhe mbeturinave të shtazëve në

mungesë të oksigjenit. Gjendet shpeshherë në moçale dhe në miniera të qymyrit.

Metani është komponentë kryesor i gazit natyror, përdoret si karburant në industri

dhe në shtëpi. Kjo molekulë ka katër lidhje të njëvlershme midis karbonit dhe

hidrogjenit, të shpërndara në formë tetraedri fig. 23. Çdo lidhje te metani ka të njëjtën

gjatësi (109,5 pm ) dhe secili nga këndet e lidhjes H-C-H është 109°28´( i ashtuquajturi

kënd tetraedrik).

a) b)

Fig. 23-Paraqitja e strukturës së metanit CH4 (lidhjet me gjatësi të zmadhuar në a) dhe

nën b) me përmasa të atomeve

Hidrokarburet janë komponime më të thjeshta të karbonit, por të rëndësishme, meqë

prej tyre mund të gatitet një numër shumë i madh i komponimeve organike.


2004 .

74

Hidrokarburet ndahen në dy nëngrupe: hidrokarbure alifatike dhe hidrokarbure

aromatike. Brenda hidrokarbureve alifatike, varësisht nga numri i lidhjeve kovalente

ndërmjet atomeve të karbonit ekzistojnë: alkanet dhe alkinet me analogët e tyre ciklik.

Alkanet janë seri e hidrokarbureve të ngopura. Kjo do të thotë që molekulat e

alkaneve janë të përbëra nga atome të karbonit dhe hidrogjenit të lidhur me lidhje

kovalente njëfishe (të thjeshtë). Çdo atom i karbonit është i kapur për katër atome të

hidrogjenit. Alkanet janë komponimet më të thjeshta organike nga të cilat mund të

përfitohen shumica e komponimeve tjera. Në alkane, atomet e karbonit lidhen ndërmjet

tyre në atë mënyrë, që krijojnë vargje, të cilat mund të jenë të gjatë ose të shkurtë, të

drejtë ose të degëzuar. Po qe se analizojmë formulat e shkruara të strukturës së alkaneve

(metan, etan, propan etj.), vërejmë se rreth çdo atomi të karbonit ekzistojnë katër lidhje

të drejtuara kah kulmet e një tetraedri të rregullt. Tabela vijuese paraqet emrin, formulën

molekulare, formulën strukturale dhe gjendjen fizike në temperaturë dhome, të pesë

alkaneve të parë.

Alkanet kanë përdorim më të gjerë se çdo komponim tjetër organik. Gazi natyror, i

cili kryesisht përbëhet nga metani, shpesh i shtohet gazit të qymyrit, e në disa vende

përdoret në vend të gazit të qymyrit për nxehje dhe ndriçim. Gazi në bombola është

përzierje e propanit, butanit dhe metilpropanit. Këto alkane ruhen si lëngje nën

presion në shishe (bombola) çeliku, ndërsa shndërrohen në gaze kur të lirohen nga

presioni. Ato përdoren për ngrohje ose për ndriçim në shtëpi, karavane, punëtori etj.


2004 .

75

Gazi në bombola shpeshherë përdoret në vend të acetilenit për prerje dhe ngjitje të

metaleve, meqë flaka e tij është shumë e nxehtë.

7. MATERIALET LYRËSE (LUBRIFIKANTËT)

7.1. Lubrifikimi

Me lubrifikim bëjmë zvogëlimin e fërkimit të drejtpërdrejtë në mes pjesëve

makinerike të cilat rrotullohen ose rrëshqasin, e me këtë pengojmë edhe harxhimin e

sipërfaqeve të tyre.

Nëse dy sipërfaqe të lëmuara fërkohen me kontakt të drejtpërdrejtë njëra në tjetrën,

atëherë edhe në shpejtësi të vogla të fërkimit, fillon harxhimi i pjesëve sepse nga

sipërfaqet kontaktuese gjatë fërkimit shkëputen grimca të imta të materialit.

Nëse në të kundërtën, në mes të dy sipërfaqeve vendoset lyrës i përshtatshëm, formohet

shtresa lyerëse e cila pengon takimin direkt, qoftë edhe gjatë presioneve të mëdha. Pra

detyrë kryesore e lubrifikuesit është zvogëlimi i fërkimit i cili lind gjatë lëvizjes së

detaleve të makinave të bashkuara në lëvizje ndërmjet veti, zvogëlimi i konsumimit të

sipërfaqeve të tyre dhe zvogëlimi i humbjeve në energji.

Sipërfaqet që duhet të lyhen në të shumtën janë metalike, ndërsa lubrifikantët që

përdoren zakonisht janë vajrat dhe yndyrat. Disa pjesë makinerike, si p.sh. kushinetat

dhe dhëmbëzorët mund të jenë të punuar edhe nga materialet tjerë, p.sh. nga druri ose

masat artificiale. Në këto raste, shpeshherë si lubrifikant nuk përdoren vajrat, por uji ose

lëngje tjera, ndonjëherë edhe ajri.

7.2. Vetitë e lubrifikantëve

Vetitë e lubrifikantëve përcaktohen me prova: fizike, kimike dhe mekanike.

Provat e këtilla bëhen për ta përcaktuar grupin, llojin dhe përdorimin e lubrifikanteve.

Çdo material lubrifikues i ka veçoritë e veta që i shërbejnë prodhuesit dhe shpenzuesit

për kontrollimin e cilësisë së tij. Këto prova bëhen sipas kërkesës konkrete ose

standardit përkatës.

Nga pikëpamja fiziko-mekanike lubrifikanti më i mirë është ai i cili ka aftësi më të

mëdha për vetë depërtim në boshllëqe të ngushta (çarje) ndërmjet sipërfaqeve fërkuese

të cilat lubrifikohen dhe të cilat me lubrifikim të tillë më së miri ndahen, me kusht që

lubrifikanti të ketë qëndresë ndaj tejshtypjes nga boshllëku-nën veprimin e ngarkesës e

cila transmetohet ndërmjet pjesëve të lëvizshme që lubrifikohen.

Për sa u përket kushteve nën të cilat punojnë, elementet e gërshetuara, siç janë:

temperatura, lagështia, pluhuri, agresiviteti kimik i ambientit të punës, shpejtësia,

shtypja dhe ndryshimet e ngarkesës që transmetojnë elementet, lubrifikantet duhet të

jenë fizikisht dhe kimikisht stabile. Stabiliteti i lubrifikanteve, varësisht nga kushtet e

punës, garantohet me disa karakteristika të lubrifikantëve.


2004 .

76

7.3. Ndarja dhe llojet e lubrifikantëve

Nevoja për plotësimin e kërkesave që lindin për shkak të kushteve të ndryshme të

punës nën të cilat punojnë detalet e ndryshme, kanë sjellë deri te formimi i llojeve të

ndryshme të lubrifikuesve, të cilët mund të ndahen në tri grupe të mëdha:

a) Vajrat lubrifikues

b) Grasot konzistente (kallamazet)

c) Materialet tjera lubrifikuese

a) Vajrat lubrifikues

Vajrat lubrifikues janë produkte të lëngëta me prejardhje bimore, shtazore dhe

minerale, si dhe lubrifikuesit sintetik (artificial).

Vajrat lubrifikues minerale përfitohen nga mbeturinat e naftës-mazutit i cili

distilohet në fraksione: vajra solar, boshtorë, të makinave dhe cilindrike.

Vajrat lubrifikuese minerale dallohen me stabilitet të lartë ndaj veprimit të

oksigjenit nga ajri dhe ndaj veprimit të temperaturës. Stabilitetin e kanë më të madh se

vajrat me prejardhje bimore dhe shtazore. Në disa raste speciale vajrave minerale i

shtohen sasi të vogla (deri në 5%) vajra me prejardhje bimore ose yndyra shtazore.

Karakteristikë kryesore e vajrave lubrifikues është viskoziteti, pastaj dendësia

specifike, temperatura e ndezjes dhe vetëndezjes, temperatura e trashjes (kalimit nga

gjendja e lëngët në konzistente), përmbajtja e hirit, etj.

Vajrat lubrifikues ndahen në shtat grupe: industriale, për anije, të turbinave, për

kompresorë, vaj për motorë me djegie të brendshme, vaj për cilindra dhe mazuti

lyerës.

1) Vajrat lubrifikues industrial-janë vajra të cilët përdoren për lubrifikimin e

makinave vegla dhe mekanizmave të cilat punojnë në temperaturë normale të ambientit.

Vaji industrial i lehtë për makina përdoret më së shumti (viskozitetin e ka 4-4,5 °E50).

Ai përdoret për lubrifikimin e pjesëve më të mëdha të makinave vegla në industrinë

metal përpunuese, cilindrave të motorëve me naftë (përveç motorëve dizel), etj.

2) Vajrat lubrifikues të anijeve- përbëhen prej 80 – 90 % vajra minerale dhe 10- 20

% vajra me prejardhje bimore që nuk thahen (nuk avullojnë).

Viskozitetin e kanë 6- 9 °E.

Vajrat lubrifikues të anijeve përdoren për lubrifikimin e pjesëve të lëvizshme të

anijeve detare të cilët ftohen me ujë. Vajrat lubrifikues të anijeve me ujë formojnë një

emulzion kompakt (homogjen) i cili nuk shpërlahet nga uji dhe ka veti lubrifikuese të

mira.


2004 .

77

3) Vajrat lubrifikues të turbinave- përfitohen prej destilateve të naftës bimore

vajore dhe i nënshtrohen pastrimit të kujdesshëm me acid sulfurik dhe me elemente për

zbardhim. Përdoren për lubrifikimin e kushinetave të turbinave.

4) Vajrat lubrifikues të kompresorëve-përpunohen në katër tipa :

Vaji i lehtë për kompresorë ( 6,5 – 7°E50), vaj i mesëm për kompresorë (1,7 – 2,2 °E100),

vaj i rëndë për kompresorë ( 2,3 – 2,8 °E100) dhe vaj për frigoriferë (2,0 – 2,3 °E50).

Vajrat për kompresorë përfitohen nga destilatet më të mira të naftës dhe i

nënshtrohen filtrimit të thellë sepse, të pa pastruar mirë mund të shkaktojnë eksplodim.

5) Vajrat për lubrifikim të motorëve me djegie të brendshme – përfshijnë: vajrat

për motorë, autotraktorë, për motorë të avionëve dhe për cilindra.

Vajrat lubrifikues për motorë përdoren për lubrifikimin e motorëve të ndryshëm me

djegie të brendshme, zakonisht të motorëve stacionarë.

Vajrat lubrifikues për autotraktorë, janë vajra me karakter distilues. Përdoren për

lubrifikimin e motorëve me djegie të brendshme të automobilave dhe traktorëve.

Vajrat për aviacion janë me viskozitet të lartë të karakterit sekondar, të përpunuara

prej llojeve speciale të naftës më të mirë. Përdoren për lubrifikimin e motorëve të

aviacionit (të motorëve me fuqi të madhe specifike ).

6) Vajrat lubrifikuese për cilindra –përdoren kryesisht për lubrifikimin e makinave

me avull.

7) Mazuti lubrifikues dhe gudroni – janë mbeturina të pa pastruara (me përjashtim

të mazutit lubrifikues dimëror) me viskozitet të ndryshëm. Përdoren për lubrifikimin e

kushinetave të akseve të vagonave, akseve të qerreve dhe për mekanizma të ngjashme.

Një grup të veçantë të vajrave lubrifikues e formojnë vajrat detergjente të cilët

përdoren për pastrimin e motorëve me djegie të brendshme.

b) Lubrifikuesit konzistentë (yndyrat)

Lubrifikuesit konzistentë janë materie lubrifikuese të trasha të cilat janë të përbëra

prej vajrave të konzistuara(yndyrave), mineral, me lloje të ndryshme të sapunëve.

Shpesh quhen graso konzistente ose kallamaze.

Përparësia e grasove konzistente në krahasim me vajrat lubrifikues është mundësia e

ruajtjes (mbajtjes) së lubrifikuesit në çiftëzimet e detaleve të makinave që lubrifikohen,

pa nxjerrjen e tij nga sistemi që lubrifikohet dhe pa derdhjen e lubrifikuesit.

Varësisht nga prejardhja dhe përmbajtja këta lubrifikues ndahen në:

Mineral

Sapunor dhe

Të kombinuar

Yndyrat (kallamazet) minerale. Më e rëndësishmja është vazelina.

Përfitohet nga mbeturinat e naftës së përpunuar me origjinë parafinore. Është fraksion i

vajit me dendësi më të lartë dhe i parafinës së ngurtë. Vazelina e ka pikën e shkrirjes të

ulët (afër 40°C). Për dallim nga kallamazet tjera, edhe pas shkrirjes mbetet përmbajtja e


2004 .

78

mëparshme. Më së shumti përdoret për lubrifikimin e kushinetave të vogla rrotulluese

dhe rrëshqitëse, ku depërton uji.

Yndyrat sapunore. Janë më të rëndësishmet dhe kanë përdorim më të gjerë.

Janë një lloj tretësire koloidole e një lloj sapuni me vaj mineral dhe 1 deri në 4% ujë.

Vetitë kryesore varen nga sasia e yndyrës, ndërsa sapuni shërben si stabilizues i

tretësirës vaj-ujë. Prodhohen duke e shkrirë sapunin e terur në vaj të vluar ose duke i

neutralizuar thartirat yndyrore me bazë minerale. Më së tepërmi përdoren vajrat e

distiluara ose të rafinuara me viskozitet 3,5 deri 60°E50. Sapunet prodhohen nga dhjami

shtazor ose vaji bimor me ndonjë shtesë bazore. Dendësia e yndyrës rritet me rritjen e

sasisë së sapunit në të.

Yndyrat sapunore ndahen varësisht nga përmbajtja e sapunit në të në :

kalciumore, të natriumit, të aluminit, të litiumit, etj.

Yndyrnt e kalciumit. Përmbajnë sapune të kalciumit të ashtuquajtura

solidose ose të Shtauferit. Nuk janë stabile ndaj temperaturave të larta, sepse avullohen

dhe shkatërrohen, por janë rezistente në mese me lagështi. Përdoren më së shumti për

lubrifikimin e kushinetave rrëshqitëse jo shumë të ngarkuara e që punojnë në

temperaturë nën 50°C, ku mund të depërtojë uji e avulli.

Yndyrat e natriumit. Përmbajnë sapunë të natriumit të ashtuquajtura

konstaline. Kanë konzistencë më kompakte se solidoset dhe janë të qëndrueshme në

presione dhe temperatura të larta. Zbërthehen me ujë, sepse sapuni i natriumit tretet në

ujë. Përdoren për lubrifikimin e kushinetave rrotulluese ose rrëshqitëse me ngarkesë të

mesme dhe të lartë, në të cilat nuk depërton uji.

Yndyrnt e aluminit. Janë të qëndrueshme në ujë dhe në presione të larta,

por jo në temperatura mbi 100°C. Përdoren për lubrifikimin e mekanizmave të ndjeshëm

(ndërruesit e shpejtësive, diferencialet, etj.) dhe atyre që punojnë në ngarkesa të mëdha

dhe që janë në kontakt me ujin dhe avullin e ujit.

Yndyrat e litiumit. Janë të mirë për punë në temperatura të ulëta për çka

përdoren për lubrifikim të pjesëve në aeroplanë, për lubrifikim në lokomotiva dhe

automobila në kushte të dimrit, e sidomos për lubrifikimin e motorëve, makinave dhe

stabilimenteve në teknikën ftohëse.


2004 .

79

c) Materialet tjera lubrifikuese

Në grupin e materialeve tjerë lubrifikuese bëjnë pjesë materiet lubrifikuese në

gjendje të ngurtë, të lëngët dhe të gaztë, tretje të ndryshme koloide dhe emulzionet.

Nga materialet e ngurta që shfrytëzohen si lubrifikues, zakonisht në kombinim me

lubrifikues tjerë, përdoren grafiti, liskuni, dysulfidi i molibdenit, etj.

Lubrifikantët e ngurtë. Përdoren atëherë kur nuk mund të arrihet lubrifikimi me

vajra ose yndyra përkatëse, p.sh. kur detalet punojnë në temperatura të larta ose tejet të

ulëta, apo nën presione të larta. Në këtë grup hyjnë : grafiti, dysulfidi i molibdenit,

boraksi, sulfidi i bakrit, etj.

Të gjithë lubrifikantët e ngurtë kanë fortësi të ulët, ashtu që materiali i tillë shpejt

shndërrohet në pluhur dhe kapet mirë për sipërfaqet kontaktuese, të cilat tani lyhen mirë.

Lubrifikantët e ngurtë përdoren për lubrifikimin e kallëpeve farkëtues dhe presues, të

cilindrave të kompresorëve, kalibrave për telëzim, kushinetave që punojnë në

temperatura të larta, etj.

7.4. Vetitë karakteristike të lubrifikuesve

Vetitë karakteristike të lubrifikuesve ndahen në veti fizike dhe kimike.

Në vetitë fizike bëjnë pjesë: pamja dhe aroma, dendësia specifike (pesha specifike),

viskoziteti, flakëzimi (temperatura e vetëndezjes dhe e djegies), pika e konzistimit

(temperatura e trashjes), etj.

Në vetitë kimike bëjnë pjesë të ashtuquajturit: numri i neutralizimit, numri i

sapunifikimit, numri jodik, përmbajtja e përgjithshme e yndyrës, përmbajtja e ujit,

përmbajtja e hirit, etj.

Më të rëndësishme janë karakteristikat eksploatuese: 1) viskoziteti i vajrave

lubrifikues dhe 2) numri i penetracionit i kallamazeve.

a) V i s k o z i t e t i i v a j r a v e

Viskoziteti i vajit është rezistenca e vajit (ose e lëngjeve në përgjithësi) ndaj

rrjedhjes; vaji më i trashë dhe më ngjitës rrjedhë më me vështirësi-ai është më

viskoz. Viskoziteti i vajit është një nga karakteristikat më të rëndësishme të tij, sepse nga

viskoziteti varet fuqia e bartjes së sipërfaqeve fërkuese të pjesëve ndërmjet

veti, konsumimi i këtyre sipërfaqeve dhe vetë konsumimi i vajit. Megjithatë, me rritjen e

shpejtësisë së lëvizjes rritet edhe rezistenca e brendshme inter molekulare (fërkimi) në

vaj për çka nxehen dhe bëhen më të rrjedhshëm (u bie viskoziteti) prandaj, për këtë

arsye, te shpejtësitë më të mëdha përdoren vajra më të rrjedhshëm (vajra me viskozitet

më të vogël), ndërsa te shpejtësitë më të vogla vajra më viskoz (më të trashë).


2004 .

80

Me ndryshimin e temperaturës ndërron edhe viskoziteti: me rritjen e temperaturës ai

bie, ndërsa me uljen e temperaturës viskoziteti rritet.

Viskoziteti përcaktohet me anë të viskozimetrave. Në Europë (me përjashtim të

Anglisë) matet me anë të viskozimetrit të Englerit dhe shenohet me shkallë Engler

(shenja : °E): Viskoziteti i Englerit është numër relativ i cili fitohet me anë të

krahasimit të kohës së rrjedhjes së një sasie të caktuar të vajit që provohet nga

viskoziteti standard i Englerit, me kohën e rrjedhjes së një sasie të njejtë të ujit dhe në

temperaturë të njejtë(20°C , 50°C dhe në 100°C).

Në Angli viskoziteti matet me viskozimetrin e Redvudit dhe në mënyrë direkte

shpreh kohën e rrjedhjes së një sasie të saktë të vajit që provohet, në sekonda të

Redvudit (shenja:R), ndërsa në Amerikë matet me viskozimetrin e Sajboldit dhe

shprehet me sekonda të Sajboldit (shenja: S ). Edhe në këto raste temperatura e matjes së

viskozitetit është 20°C, 50°C ose 100°C, e sipas Englerit kjo temperaturë shenohet në

shenjën e viskozitetit – si indeks: p.sh. 2°E20 (lexohet: dy shkallë të Englerit në

temperaturë 20°C), ose 5°E50 (pesë shkallë të Englerit në temperaturë 50°C), etj. Viskozitetet e Englerit, Redvudit dhe Saiboldit janë viskozitete relative. Krahas

këtyre, me viskozimetra të posaçëm (sipas Vogelit, Osagut, Heplerit, Lavacekut, etj.)

përcaktohet viskoziteti absolut i ashtuquajtur kinematik, i cili shprehet me njësi të cilat

quhen stoike (shenja: St).

Në mes të viskoziteteve të përmendura, me kusht që të krahasohen në temperatura të

njëjta, ekziston ky raport:

1 St=0,076°E,

1 R=29,3°E,

1 S=35,5°E.

Te vajrat e mirë viskoziteti nuk guxon të ndryshojë në mënyrë të hovshme gjatë

ndërrimit të temperaturës së punës. Kjo veti te vajrat çmohet me të ashtuquajturin indeks

i viskozitetit. Indeksi i viskozitetit përcaktohet me anë të krahasimit të vajit që provohet

me përzierjen e vajrave më të mirë të Pensilvanisë të cilëve u është dhënë indeksi i

viskozitetit 100 dhe vajrave më të dobët të Teksasit të cilëve u është dhënë indeksi i

viskozitetit 0. Për auto vajra indeksi i viskozitetit nuk duhet të jetë nën 50, e për avio

vajra nën 90.

b) N u m r i i p e n e t r a c i o n i t t ë k a ll a m a z e v e

Rezistenca e penetracionit është rezistenca e depërtimit të gjilpërës

standarde (të penetracionit ) në graso konzistuese. Sa më e butë që është grasoja

konzistuese, aq më thellë do të depërtoj gjilpëra konzistuese: penetracioni( depërtimi i

gjilpërës penetracione ) do të jetë më i madh, ndërsa numri i penetraciont, me të cilin

shprehet penetracioni, do të jetë më i vogël.


2004 .

81

LITERATURA

1. Prof.dr.Fatmir Agolli,TEKNOLOGJIA KIMIKE INORGANIKE, Prishtinë 1983

2. Prof.dr.Nexhat Daci,KIMIA E MJEDISIT(Ndotja industriale-parandalim),Prishtinë 1998

3. Agim Mala,Muharrem Frashëri,Hilmi Bimbashi,TEKNOLOGJIA KIMIKE 2,Tiranë 1995

4. doc.Tahir Haxhiymeri,Ali Katragjini,Qiriako Leka,Shyqeri Meta,TEKNOLOGJIA E

MATERIALEVE,Tiranë 1992

5. Fehmi Shehu,MOTORËT ME DJEGIE TË BRENDSHME I, II,Tiranë 1973

6. Dr.sc.Bajrush Bytyqi., Dr.sc.Hysni Osmani, Mr.sc. Nexhat Qehaja, MATERIALET E

MAKINERISË (për klasën e I-rë të shkollës së mesme të makinerisë),Prishtinë 1998

7. Charles E. Mortimer, KIMIA(vëllimi II), 1998

8. Focus International Book Produktion,ENCIKLOPEDIJA TEHNIKE 1,2 ,Stockholm 1982

9. Dr.Bedri A.Kamberi ,KIMIA E APLIKUAR ,Prishtinë

10..inxh.Borivoje Čurčić,TOPLOTNE MAŠINE (za IV razred maš.teh.škole),Beograd

11. Mr.S.H.Skënderi,SISTEMI NDËRKOMBËTAR I NJËSIVE (SI),ETMM i KSAK,Prishtinë 1987

MATERIALET E REPARTIT

Education

Transcript of MATERIALET E REPARTIT