UNIVERSITETI I PRISHTINËS FAKULTETI I XEHETARISË DHE METALURGJISË

DEPARTAMENTI I TEKNOLOGJISË

PUNIM MASTERI Lavdim ZEQIRI, inxh. i dipl. i Teknologjisë

Mitrovicë, Prill 2008

UNIVERSITETI I PRISHTINËS FAKULTETI I XEHETARISË DHE METALURGJISË

DEPARTAMENTI I TEKNOLOGJISË

METODAT TEORIKE PËR PËRCAKTIMIN E SO2, CO2, NOX DHE H2O

NË PROCESIN E DJEGIES SË LINJITIT TË KOSOVËS

PUNIM MASTERI

Mentori: Kandidati: Prof. Dr. sc. Shefqet RASHANI Lavdim ZEQIRI, ing. dipl

Mitrovicë, Prill 2008

Hyrje Shtimi i madh i popullsisë në botë dhe zhvillimet e hovshme

të shkencës kanë bërë të mundshme realizimin e shumë

projekteve madhore që janë me rëndësi për shoqërinë e botës

së civilizuar.Republika e Kosovës si shtet në formim e cila

më parë ka qenë me një industri të zhvilluar si: Trepça,

Ferronikeli,si dhe miniera të tjera tani aktivitet e saj

janë përqendruar më tepër në KEK, pasi që shumë miniera të

ndryshme në Kosovë mund të themi se mezi mbesin gjallë,

prandaj për momentin KEK -u është një korporatë që ka

zhvilluar dhe po zhvillon një kapacitet të mirë prodhues

dhe ndoshta do të vazhdoj edhe në të ardhmen me një

teknologji më të avancuar që do të ishte më mirë për një

ambient më të sigurt.

Është me rëndësi të ceket se KEK-ku ka një kapacitet të

madhë të furnizimit me energji elektrike, e këtu

konkretisht mendohet në termoelektrana.

Vjetërsimi i disa paisjeve në KEK sjell deri te problemet e

shumta që ka sot Kosova lidhur me furnizimin me energji

elektrike. Po kjo ndikon drejtpërsëdrejti edhe në ambient

sepse duke u djegur materiet djegëse vjen deri te lirimi i

gazërave në atmosferë, e që janë me pasoja për mjedisin.

Si pasoj e lirimit të gasërave në atmosferë mund të vjen

pos ndotjes masive të ambientit që është bërë dhe po

vazhdon të bëhet problem në tërë botën edhe deri te ngrohja

globale.

Pasojat e ngrohjes globale kanë filluar të shfaqen në tërë

rruzullin tokësor, e kjo vjen për shkak të emisioneve të

gazrave të ndryshme në atmosferë si CO2, SO2, NOx dhe disa

gazrave të tjera të cilat lirohen gjatë proceseve të

ndryshme kimike në atmosferë.

Dukuritë kryesore të cilat janë vërejtur gjatë viteve të

fundit janë: shkrirja e akullnajave në oqeanin e ngrirë të

veriut, si dhe ngritja e nivelit të ujit në oqeane që është

vërtetuar nga ekspert botëror.

Me qëllim të zhvillimit të jetës normale dhe mbrojtjes nga

emisionet e ndryshme është ratifikuar edhe marrëveshja e

Kiotos që ka për qëllim kufizimin e ndotësve të ajrit në

atmosferë. Bazuar në këto dukuri të emisioneve të ndryshme

nëse nuk ndërmerret diçka në parandalimin e tyre bota mund

të jetë në rrezik serioz për ndotje masive çka do të na

kushtonte me pasoja edhe tani por edhe më vonë.

Ing. i dipl. Lavdim Zeqiri Mitrovicë, 2007

Qëllimi i Punimit Qëllimi i punimit është që në mënyrë teorike si dhe me anë të kalkulimeve të ndryshme

me metoda analitike të përcaktohen të dhënat për gazrat të cilat lirohen gjatë procesit të

djegies së linjitit të Kosovës. Vlen të ceket se punimi në pjesën bazë ka një strukturë që

flet për lëndët djegëse dhe linjitin e Kosovës në tërësi, pastaj fushat e pasura me linjit në

Kosovë, për të vazhduar më pastaj me djegien që është një proces me rëndësi në KEK

për përftimin e energjisë elektrike. Pas kësaj pjese janë pasuar tabelat me rezultate të

cilat i kamë kalkuluar në mënyrë analitike si dhe janë dhënë diagramet përkatëse për të

paraqitur këto rezultate.

Gjatë punës sime nuk më kanë munguar as vështirësitë lidhur me këtë punim të cilat i

kamë tejkaluar falë ndihmës së: prof. Dr. sci. Shefqet Rashani, prof ordinar të cilit i jam

mirënjohës për ndihmën që më ka ofruar. Po ashtu dëshiroj ta falënderoj inxhi. i. dipl.

Lulëzim Korenica zyrtar në MEM për ndihmën e dhënë nga aspekti praktik.

Në fund të kësaj dëshiroj ta falënderoj familjen time e cila më ndihmoi financiarisht dhe

moralisht gjatë shkollimit tim, ku pa ndihmën e tyre nuk do të realizoheshin ëndrrat e

mia.

Mitrovicë, 2007 Lavdim Zeqiri, ing. i . dipl.

Abstract The goal of project is that in theoretical way and through different calculation with

analytical methods to define information for gases which are released during process of

combustion of lignite in Kosovo.

Worthwhile that the project on base part have an structure that talk for combustion

substance and lignite of Kosovo entirely, than fields resources with lignite in Kosovo, to

continue after with combustion that is an important process in KEK for profit of

Electrical Energy. After this part are the following chart results which I have calculated

on analytical way and are given respective diagrams to show those results.

During my working time didn’t missed nor difficulties regarding with this project which

I have over fulfilled with assistance of Prof. Shefqet Rashani, prof ord. whom I am very

grateful for the help that he offered to me. As well I want to thank certificated engineer

Lulzim Korenica official at MEM for the given assistance to me from practical aspect.

At the end of this I want to thank my family that they assist me financially and morally

during my education where without their help can’t realize my dreams.

Lavdim ZEQIRI, great eng of chemistry

NOMENKLATURA

a - sasia e hirit,

w – lagështira,

s – sulfuri,

p - presioni i ajrit,

K - koeficienti i difuzionit,

A - sipërfaqja e jashtme e kokrrizave të koksit,

z - koha e djegies,

T - temperatura absolute e ajrit,

d - diametri i kanaleve të vegjel të lëndës djegëse,

l - gjatësia e kanaleve,

Cfix – karboni fiks,

Hs – efekti i sipërm termik,

Hp – efekti i poshtëm termik,

c – karboni i djegshëm në masë,

h – hidrogjeni djegshëm masor,

o – oksigjeni djegshëm masor,

n – azoti masor,

Omin – konsumi minimal i oksigjenit,

Lmin – konsumi minimal i ajrit

λ – koeficienti i tepricës së ajrit,

Q – sasia e nxehtësisë,

- nxehtësia e reaksionit e liruar në procesin e djegies. RH−Δ

a

0a T

THΔ - entalpia e parangrohjes së ajrit.

0

. .. .

l dl d T

HΔ - entalpia e parangrohjes së lëndës djegëse.

Tp. a - temperatura e parangrohjes së ajrit

Tp. l.d. – temperatura e parangrohjes së lëndës djegëse

I. LËNDËT DJEGËSE TË NGURTA – KLASIFIKIMI

DHE PËRDORIMI I TYRE......................................................................................... 7

1. LËNDËT DJEGËSE....................................................................................................7

1.1 . Përbërja kimike e lëndëve djegëse.............................................................9

1.1.1 Druri…………………………………………………………..11

1.1.2. Qymyret………………………………………………………..12

1.2. Klasifikimi i qymyreve...............................................................................14

1.3. LLOJET E QYMYREVE………………….....………………………….17

1.3.1. Linjiti .........................................................................................17

1.3.2 Qymyrguret...................................................................................19

1.3.3. Antraciti dhe gjysmë antraciti....................................................20

1.4. Cilësia e linjitit............................................................................................20

2. PËRPUNIMI I QYMYREVE...................................................................................22

2.1. VEPRIMET E PËRPUNIMIT TË LËNDËVE DJEGËSE TË

NGURTA........................................................................................................................22

2.1.1. Veprimet fizike-mekanike të përpunimit të qymyreve…..…..22

2.1. 2. Përpunimi fizik – kimik i qymyrit……………….…………...26

2. 1. 3. Procesi i karbonizimit….…….……………………………….27

2.1.4. Karbonizimi në temperaturë të ulët-gjysëmkoksimi...............28

2.1.5. Karbonizimi në temperaturë të lartë – koksimi…….……….29

2.1.6. Koksi formit…………………………………………….………30

2.1.7. Hidrogjenizimi i qymyreve…………………….………………31

3. BILANCI MATERIAL DHE ENERGJETIK TE

PROCESI I DJEGIES...................................................................................................33

3.1. Efekti (aftësia) termike e lëndës djegëse...................................................36

3.2. Vlerat termike të lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngëta....................38

3.3. Bazat termodinamike të procesit të djegies..............................................39

4. KONSUMI TEORIK I OKSIGJENIT DHE AJRIT NË

PROCESIN E DJEGIES...............................................................................................42

4.1. Konsumi teorik i oksigjenit........................................................................42 4.2. Konsumi i ajrit për procesin e djegies......................................................47

4.2.1. Konsumi minimal i ajrit..............................................................47

4.2.2. Konsumi i vërtetë i ajrit..............................................................47

5. PRODUKTET E DJEGIES SË LËNDËVE DJEGËSE DHE

PËRBËRJA E TYRE....................................................................................................50

5.1. Produktet e djegies së linjitit të Kosovës..................................................53

5. 2. Temperatura e djegies së lëndëve djegëse..............................................55

6. SULFURI I CILI ËSHTË I PRANISHËM GJATË DJEGIES SË

LNJITIT.........................................................................................................................59

6.1. Oksidi i sulfurit i cili lirohet nga tymtarët gjatë

djegies së linjitit.................................................................................................59

6.2. Reaksionet kimike të desulfurimit............................................................61

7. PARAQITJA E REZULTATEVE TE CILAT I KAMË KALKULUAR NË

MËNYRË ANALITIKE................................................................................................63

8. DISKUTIMI I REZULTATEVE.............................................................................68

9. PËRFUNDIMI...........................................................................................................70

10. CONCLUSION.......................................................................................................72

LITERATURA..............................................................................................................74

REGJISTRI I TABELAVE..........................................................................................75

REGJISTRI I ILUSTRIMEVE...................................................................................75

PUNIM MASTERI

7

I. LËNDËT DJEGËSE TË NGURTA – KLASIFIKIMI

DHE PËRDORIMI I TYRE

Historia e përdorimit të lëndëve djegëse është e lashtë, që kur njeriu filloi ta përdor zjarrin

për qëllimet e tij. Krahas drurit ai përdori edhe shtresime qymyrore, bitum apo zhavorre

bituminoze të dalë rastësisht në sipërfaqe. Me kalimin e kohës u kuptua që këto lëndë nuk

përmbanin vetëm potencial energjetik, por mund të shërbenin edhe si burim lëndësh të para.

Pikë kthesë në vlerësimin e tyre shënoi revolucioni industrial. Zhvillimi i ndustrisë,

transportit, kimizimi i industrisë, etj gjetën te lëndët e djegshme burimin e energjisë termike

dhe njëkosisht bazën e pazëvendsueshme dhe të shumëllojshme të lëndëve të para, duke

filluar që nga koku i metalurgjisë e deri te përgatitjet më të holla farmaceutike1.

Teknologjia e lëndëve të djegshme studion: qymyrin, naftën dhe gasin në funksion të

gjetjes së rrugëve më të përshtatshme për nxjerrjen prej tyre të energjisë termike dhe të

produkteve të gatshme apo gjysëm të gatshme të nevojshme për sinteza të mëtejshme1.

1. LËNDËT DJEGËSE

Lëndë djegëse paraqesin materiet të cilat gjatë nxehjes në prani të oksigjenit (ajrit) në

mënyrë intensive reagojnë me oksigjenin duke liruar sasi të madhe të nxehtësisë. Kjo

nxehtësi mund të shfrytëzohet për nxehje, për prodhimin e energjisë mekanike dhe

elektrike2. Në pikëpamje të gjendjes agregate lëndët djegëse ndahen në tre grupe të mëdha

siç janë:

• Lëndë djegëse të ngurta,

• Lëndë djegëse të lëngëta dhe

• Lëndë djegëse të gazëta.

Lëndët djegëse sipas origjinës mund të jenë: natyrore dhe artificiale.

Lëndët djegëse të ngurta mund të klasifikohen me sa vijon:

PUNIM MASTERI

Natyrore: Artificiale:

Druri, Qymyri i drurit,

Torfa, Gjysëmkoksi dhe koksi,

Qymyri i murrëm, Koksi i naftës,

Shistet bituminoz, Qymyri i briketuar, etj.

Antraciti,

Bitumi natyror.

Fig 1.1. Përdorimi i lëndëve djegëse në varësi prej llojit të tyre 4

Duke parë këtë grupim të lëndëve të djegshme, bie në sy që lëndët artificiale burojnë nga

ato natyrore, pra përftohen prej tyre me procese të ndryshme teknologjike4. Kështu gazet e

djegshme të furrave të koksit që përbëhen nga monoksidi i karbonit, metani, hidrogjeni, etj.,

përftohen gjatë pirolizës së qymyreve në temperatura deri 10000 C.

Ndonëse lëndët djegëse kanë shumë karakteristika të përbashkëta (elementet që përbëjnë

masën organike të djegshme, aftësinë për të liruar nxehtësi apo produkte të ngjashme gjatë

trajtimeve termokimike), për shkak të gjendjes fizike dhe të shpërndarjes së ndryshme të

8

PUNIM MASTERI

elementeve kimike në to paraqiten edhe dallime të rëndësishme. Çka është me rëndësi të

ceket se çdo lloj i lëndës djegëse i ka përparësit apo edhe mangësitë e veta.

Lëndët djegëse të ngurta natyrore janë druri dhe llojet e qymyreve, ndërsa artificiale llojet e

ndryshme të koksit dhe qymyrguri.

Lëndët djegëse të lëngëta janë nafta dhe katrani, ndërsa artificiale derivatet dhe produktet e

përpunimit të naftës, produktet e sintezës organike (benzoli, katrani i qymyrit dhe vajërat që

përfitohen me përpunimin e tij), produktet e tjera organike si alkooli, eteri e tjera. Llojet e

ndryshme të gazit natyror janë lëndë djegëse natyrore, ndërsa lëndë djegëse të gasta

artificiale janë: gazi i gjeneratorit, gasi ujor, gasi ndriques, gaset e furrave metalurgjike,

gasi i koksimit dhe gaset e lëngëshme (acetileni, propane, butani, e tjerë.). Për prodhimin e

nxehtësisë përdoren më rrallë dhe në raste të posaçme edhe lëndë tjera siq janë: squfuri

elementar ose squfuri i squfureve, silici, mangani, alumini, hidrogjeni atomik.

Karakteristikat më të rëndësishme të lëndëve djegëse janë: përbërja kimike, efekti (aftësia)

termike, temperatura e ndezjes si dhe karakteri i ndërrimeve gjatë proceset të djegëjes1.

1.1 . Përbërja kimike e lëndëve djegëse

9

−

.

Lëndët djegëse përbëhën parimisht prej dy grupe komponimesh: nga grupi i materieve

(komponimeve) të djegëshme dhe nga grupi i materieve të padjegëshme. Grupin e

materieve të djegshëm në karburantët e ngurta dhe të lëngëta e përbëjnë: karbonin,

hidrogjeni dhe squfuri, ndërsa për lëndët djegëse të gazta gazet e djegëshme: hidrogjeni,

oksidi i karbonit, gazi sulfuror dhe hidrokarburet e gazta të tipeve:

. Grupin e materieve të padjegëshme në lëndët djegëse të ngurta

dhe të lëngëta e përbëjnë: hiri, lagështia, azoti dhe oksigjeni, ndërsa në lëndët djegëse të

gazta e përbëjnë gazet e inerta siq janë: oksigjeni, azoti, dyoksidi i karbonit, e tjera. Nëse

përbërja kimike shprehet në raportet masore të komponenteve, atëherë 1 kg i masës së

karburantit ka përbërjen që vijon;

2 2 2 2 2;n n n n n nC H C H dheC H+

1 .c h s o n a w kgl d+ + + + + + = (1. 1)

Azoti në lëndën djegëse rrjedhë nga vetë substanca, ndërsa oksigjeni edhe nga lagështia

përbërëse (konstitucionale), higroskopike dhe e lir në lëndën djegëse. Hiri paraqet

PUNIM MASTERI

mbeturinën e ngurtë e cila mbetet pas procesit të djegëjes dhe është e përbërë nga përbërësit

mineral të pranishëm në lëndën djegëse. Me nxehjen lëndës djegëse të ngurtë pa praninë e

ajrit, gradualisht largohen prej saj lagështira dhe pas saj edhe substancat e avullueshme siç

janë: dyoksidi dhe oksidi i karbonit, hidrogjeni dhe hidrokarburet etj. Kështu që si tepricë

mbetet koksi (qymyri) së bashku me përbërësit mineral të lëndës djegëse. Për lëndët

djegëse të gazta karakteristike është mënyra e shprehjes vëllimore e përbërjes kimike.

Kështu në njësinë e vëllimit të lëndës djegëse ka komponente të veçanta në raportet vijuese

vëllimore:

10

22 2 2 2n nH O C H H S CO CO O Nr r r r r r r+ + + + + + =1 (1.2)

Analiza e saktë kimike e lëndës djegëse do të duhej të përgjigjej në pyetjen se prej cilave

komponime dhe në cilat sasi përbëhet lënda e dhënë djegëse. Te lëndët djegëse të ngurta

deri më sot nuk ekziston metoda e cila në të gjitha rastet do të mundësonte përcaktimin e

përbërjes kimike. Me zhvillimin e kromatografisë së gazeve janë mundësuar analizat

sasiore dhe cilësore të hidrokarbureve të ndryshme. Kromatografía e gazeve mundëson që

të përcaktohen komponentet të cilat bëjnë pjesë në përbërjen e lëndëve djegëse të lëngëta të

përftuara me përpunimin e naftës. Për qymyret mund të thuhet se janë të përbërë nga

komponimet e panjohura kimike. Në shumicën e rasteve për përcaktimin e përbërjes së

lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngëta shfrytëzohet analiza elementare e cila mundëson

përaktimin e sasisë së karbonit, hidrogjenit, azotit, squfurit, oksigjenit, përmbajtësve

mineralë (hirit) dhe lagështisë. Përbërja e lëndëve djegëse parimisht shprehet në përqindje

masore (% masore). Analiza elementare tregon se vetëm prej cilëve elemente dhe në çfarë

raporte vetanake të tyre përbëhet lënda djegëse e dhënë, mirëpo nuk mundëson të

konstatohen një varg i vetive të lëndës djegëse të cilat janë funksione të komponimeve nga

të cilat përbëhet lënda e dhënë djegëse. Duhet cekur se përmbajtja e hirit në realitet nuk

paraqet sasinë e materieve minerale të cilat gjinden në lëndën djegëse punuese, por tepricën

minerale pas djegëjes sepse mund të bëhet transformimi i komponimeve kimike të cilat

përmbahen në përbërjen e tyre. Si p. sh. komponimi i karbonatit feror ( ) transferohet

gjatë djegëjes në oksid feror (

3FeCO

FeO ) dhe dyoksid të karbonit ( )2CO . Për këtë arsye te

përcaktimet e sakta shfrytëzohen formulat empirike të cilat mundësojnë përcaktimet e

përafërta të përmbajtjes së materieve minerale.

PUNIM MASTERI

Njëra nga formulat e tilla është

21.08 0.55 0.8M a s C= + + O (1.3)

Për përcaktime praktike të djegëjes shpeshëherë janë të nevojshme të dhënat të cilat i ofron

analiza teknike. Kjo analizë është më e thjshtë dhe përmban përcaktimet e disa

karakteristikave të rëndësishme të lëndëve djegëse dhe pikë së pari efektit termik. Te

qymyret me analizan teknike përcaktohet lagështira, materialiet e avullueshme, Cfix dhe

hiri. Përmbajtja e këtyre komponenteve po ashtu shprehet në përqindje masore.

1.1.1 Druri

Druri është lënda djegëse më e vjetër që e ka përdorur njeriu. Ai ka luajtur rol të

rëndësishëm dhe vendimtar në zhvilliminin e përgjithëshëm të civilizimit njerëzor. Druri

përbëhet nga një sasi e komponimeve me molekula të larta, prej të cilave pjesën më të

madhe e përbën celuloza (rreth 49%) dhe asaj e afërt semiceluloza (rreth25%). Përveq

këtyre komponimeve druri përmban edhe rreth 20 – 28% ligninë.

Druri i njomë përmbanë 40 -60 % lagështi (ujë) ndërsa druri i thatë në ajër 0 -20 % ujë.

Dallojmë dy lloje kryesore të drurit: drurin e fortë dhe të butë. Druri i fortë karakterizohet

me dendësi 0.6 -0.8 t/m3 ; ndërsa druri i butë ka dendësi 0.4 – 0.5 t/m3. Sipas Mendjelevit

masa e terur (e thatë ) e drurit ka përbërjen:

Karbon (Cd) = 50.6%

Hidrogjen (Hd) =6.2%

Oksigjen (Od) = 41.9%

Azot (Nd) +a = 1.3%

Cd + Hd + Od + Nd +a = 100%

Karakteristikat kryesore të drurit si lëndë djegëse janë: efekti termik i ulët, temperature e

ulët e ndezjes, ndezja e lehtë dhe djegëja me flakë të gjatë. Vlera kalorike e drurit të thatë

në ajër për shkak të përmbajtjes së lartë të oksigjenit sillet rreth 15. 490 kJ/kg.

Temeperatura e djegëjes së tij është po ashtu e ulët (rreth 10000C).

11

PUNIM MASTERI

Me gjithë se ka një varg dobësishë, druri akoma përdoret si burim i energjisë termike,

sidomos në vendet e pazhvilluara. Sipas të dhënave në botë nga energjia totale e prodhuar

druri merr pjesë me 10 %. Kjo pjesëmarrje e drurit në Kosovë është shumë e madhe. Përveq

si burim energjetik druri shërben edhe si lëndë e parë mjaft e rëndësishme për industrinë

kimike. Në industrinë kimike druri përdoret për prodhimin e qymyrit të drurit, të katranit, të

celulozës, të leshit artificial si dhe të substancave të ndryshme organike: acetonit, acidit

formik, acidit acetik etj.

1.1.2. Qymyret

Qymyri së bashku me naftën dhe gazin natyror i takojnë grupit të lëndëve djegëse

me origjinë organike prandaj në gjeologji njihen si materiale kaustobiolitike. Qymyret

shërbejnë si burim energjetik dhe si lëndë e parë për shumë degë të industrisë kimike. Nën

grupi i qymyreve të murrme përfshinë: linjitet dhe qymyret me shkëlqim, ndërsa grupi i

qymyrgurëve përfshin: qymyret e lyrëshme (të yndyrshme) dhe të pa lyrëshme (të pa

yndyrshme)2.

Fig 1. 2. Pamja e linjitit në natyrë 3

Shtresat e qymyrgurit dhe të antracitit janë formuar para qindra miliona vjetësh, në

epokën e paleozoitit dhe të mezoitit. Në këto epoka në kushtet e klimës së ngrohtë dhe të

lagësht dhe në atmosferë të pasur me dioksid të karbonit ekzistonin pyje të dendura me

drunjë të mëdhenjë3. Bimët dhe drunjët e vjetër dhe të vdekur mbeteshin në vend dhe

12

PUNIM MASTERI

13

mbuloheshin me baltë, ujë dhe me bimë të tjera. Po ashtu lëvizjet e mëdha tektonike

karakteristike për epokat e caktuara kanë shkaktuar mbulimin e komplekseve të mëdha

pyjore me dhe. Në të dy rastet për shkak të mungesës së ajrit dhe të oksigjenit, në fillim

pjesërisht dhe më vonë plotësisht është bërë procesi i kalbjes (shpërbërjes) së masës së

drurit me ndihmën e mikroorganizmave. Si rezultat i proceseve të shpërbërjes së masës së

drurit është formuar torva. Pocesi i kalbjes dhe i formimit të pellgjeve (vendburimeve) të

sotshme të qymyrit është në të vërtetë një proces mjaft i ngadalshëm dhe i ndërlikuar.

Faza e dytë e procesit të formimit të qymyrit vazhdon në brendësinë e tokës dhe në

kushtet e temperaturës dhe presionit të lartë. Ky process përfshin karbonizimin e lëndës së

kalbur, me që rat ajo merr formën e sotëshme ose të ngjashme me te. Për eksploatimin e

qymyreve egzistojnë dy metoda kryesore: metoda nëntokësore dhe ajo sipërfaqësore (rasti i

linjitit të Kosovës).

Metodat nëntokësore përdoren parimisht për përfitimin e qymyrgurit dhe të

antracitit.

Metodat e mihjes sipërfaqësore përdoren kryesisht për përfitimin e linjiteve,

qymyreve të murrme, shtresat e të cilave gjinden në thellësi relativisht të vogla.

Qymyret në Kosovë janë hulumtuar në mënyrë komplekse. Me këto hulumtime të shumta

janë definuar konturat e baseneve qymyrmbajtëse, sasitë e qymyrit, vlerat kalorike dhe

përbërja kimike si në kompozit ashtu edhe nëpër shtresa. Basenet e qymyrit në Kosovë

janë:

1. Baseni i Kosovës,

2. Baseni i Drenicës,

3. Baseni i Dukagjinit,

4. Baseni i Gjilanit.

Në figurën 1. 3 është paraqitur harta e Kosovës që ka për qëllim sjpegimin e vendndodhjes

së këtyre baseneve13.

PUNIM MASTERI

Fig 1. 3. Vendndodhja e baseneve në hartën e Kosovës

1.2. Klasifikimi i qymyreve

Në petrografi qymyret konsiderohen si shkëmbinjë të përbërë nga një numër i madh

i mineraleve të ndryshme. Përbërja mineralogjike e qymyreve caktohet me ndihmën e

analizës petrografike, përkatësisht duke bërë shikimin në mikroskop të fletëzave të holla të

qymyrit të përgatitura sipas një recepture të posaçme.

Nga aspekti kimik qymyri është i përbërë prej këtyre komponenteve: substancës

organike, substancës inorganike, lagështisë dhe nga sasitë e vogla të squfurit. Lënda

organike e qymyrit përbëhet kryesisht prej karbonit, hidrogjenit, oksigjenit dhe squfurit. Në

tabelën 1. 1 janë paraqitur të dhënat e përbërjes elementare të lëndëve djegëse të ngurta dhe

14

PUNIM MASTERI

15

vlerat e tyre termike. Në bazë të analizës kimike elementare mund të konstatohet shkalla e

karbonizimit të qymyrit si dhe mosha e tij gjeologjike.

     Tabela 1. 1 Përbërja elementare dhe efektet termike të disa qymyreve6

Përbërja elementare Lënda djegëse

C H2 O2 N2 S

Vlera e poshtme termike, Hp [MJ/kg]

Druri 50 6,5 43 1 - 11,3

Torva 55-60 6,0 33-40 2 0,4 8,4-10,8

Qymyri i murrëm 55-78 5-6 16-25 1,5 2-3 7,5-16,7

Qymyrgurri 79-97 4-6 4-15 1,7 2-6 18,8-28,4

Antraciti 92-97 2,0 3-6 0,8 1-2 18,8-29,4

Nafta 84-86 13-14 0,5-1,4 0,5-1,4 7 18,8-29,6

Përbërja kimike e substancës organike në lëndën djegëse ende nuk është sqaruar tërësisht.

Në bazë të shumë hulumtimeve janë vërejtur vetëm disa elemente strukturore të

makromolekulave të substancës organike. Në këtë pikëpamje nuk mund të flasim për

ndonjë komponim kimik të caktuar, por për përzierje të ndërlikuara të shumë komponimeve

të shumta organike me molekula të mëdha. Supozohet se pjesën më të madhe të këtyre

makromolekulave e përbëjnë shumë bërthama të kondensuara dhe të pakondensuara

aromatike.

Duke bërë ekstraktimin e substancës organike nga qymyri me benzol, prej tij veçohet një

sasi e caktuar e asfaltit (serës së bitumit). Nëse mbeturina pas ekstraktimit (nxjerrjes së

torvës apo qymyrit) të murrëm përpunohet (trajtohet) me tretësirën e ndonjë baze alkalike,

përftohen acide humike të cilat përmbajnë grupet karboksile dhe metoksile.

Nëse qymyri nxehet në mungesë të ajrit do të shkaktohet shpërbërja (zbërthimi) termik, me

që rast prej masës së qymyrit ndahen substancat e gazta dhe të avullueshme dhe tepron

mbeturina e ngurtë. Nëse nxehja bëhet në temperaturë 500 – 600 0 C si produkte përftohet

gjysmë koksi, ndërsa në temperatura të mëdha (1000 – 1100 0 C) si produkte fitohet koksi.

Sasia e substancave të gazta dhe të avullueshme që ndahen prej qymyrit e shprehur në

përqindje të masës së qymyrit quhet ndryshe edhe rendiment i produkteve të avullueshme.

Rendimenti i aglomerimit dhe i produkteve të avullueshme janë karakteristika shumë të

PUNIM MASTERI

16

rëndësishme të qymyrit, sipas të cilave çmohet vlera e tij dhe mundësia për shfrytëzim për

qëllime në industrinë kimike. Rendimenti i substancave të avullueshme po ashtu varet edhe

nga lloji i qymyritit. Sasia e substancave të avullueshme është: për qymyrin e murrëm 45 –

55 %, për qymyrgurin 10 – 50 %, për Antracitin deri 8 %.

Eksperienca shumëvjeqare ka vërtetuar se nuk është e mundur që në bazë të substancave të

avullueshme dhe të koksit të bëhet një klasifikim i përgjithëshëm (universal) i qymyreve.

Për herë të parë një klasifikim sistematik të qymyreve e ka bërë Regnault – i në vitin 1837

dhe më vonë Grünner – i e ka modifikuar këtë klasifikim ( 1874 ). Më vonë shumë autorë

kanë punuar në përsosjen dhe adaptimin e klasifikimit sipas Regnault – Grünner-it.

Në tabelën 1. 2. është paraqitur njëra nga klasifikimit e modifikuara sipas Regnault –

Grünner-it.

Tabela 1. 2. Klasifikimi i qymyreve sipas Regnault – Grünner-it6. 

Lloji i Qymyrit Produkte të avullueshme, % Rendimenti i kokësimit, %

Qymyri i thatë - flakëgjatë 40-50% 50-60

Qymyri i yndyrtë - flakëgjatë 32-40% 60+68

Qymyri i vërtetë i yndyrtë 32-36% 68-74

Qymyri i yndyrtë - flakëshkurtër 18-26% 74-82

Qymyri i dobët - flakëshkurtër 82-90% 10-18

Substancat minerale dhe përmbajtja e tyre në llojet e ndryshme të qymyreve janë po ashtu

karakteristikë e rëndësishme e qymyreve. Kufiri i poshtëm (sasia minimale) e përmbajtjes

së substancave minerale në qymyr është 2 %, ndërsa kufiri i sipërm (sasia maksimale) varet

nga llojet e qymyreve dhe ajo sillet deri në 18 %. Substancat minerale në masën e qymyrit,

pas procesit të djegijes së tij mbeten në mbeturinën e ngurtë të procesit të djegëjes duke

formuar hirin. Nga aspekti i përbërjes kimike të hirit, mund të konstatohet se ai varet nga

cilësia dhe përmbajtja e mineraleve në qymyr, si për shembull, hiri i linjitit të Kosovës

është karakteristik ndaj hireve të tjera me përmbajtjen e madhe të kalciumit dhe

përmbajtjen e vogël të dioksidit të silicit. Hiri i qymyrit zvogëlon vlerën termike të tij. Për

shkak të përmbajtjes së madhe të substancave minerale (hirit), vlera termike e linjitit të

Kosovës është dukshëm më e vogël kundrejt qymyreve të vendeve të tjera. Sasia e hirit ka

PUNIM MASTERI

rëndësi të madhe sidomos për qymyret që do të përdoren për prodhimin e koksit, pasi ai

kalon tërësisht në masën e koksit dhe keqëson vetitë e tij.

Squfuri është i pranishëm po thuajse në të gjitha llojet e qymyreve. Sasia e tij në llojet e

ndryshme të qymyreve parimisht është mjaft e ndryshme. Squfuri në qymyr mund të ketë

origjinë inorganike dhe organike. Squfuri inorganik rrjedh nga mineralet sulfurore dhe

sulfatet. Lagështia e qymyrit varet nga lloji i qymyrit dhe vetitë e tij. Përveç kësaj sasia e

lagështisë në qymyr varet edhe prej kushteve të eksploatimit, madhësisë së kokrrizave

(copave) dhe lagështisë së temperaturës së ajrit në mjedisin e eksploatimit dhe deponimit.

Lagështia e qymyrit mund të jetë e brendshme (konstitucionale) dhe lagështia e jashtme

(higroskopike).

1.3. LLOJET E QYMYREVE 1.3.1. Linjiti Këto lloje të qymyreve paraqesin etapën (fazën) përfundimtare të transformimit të

substancave bimore. Këto lloje të qymyreve i karakterizon përmbajtja e madhe e

substancave minerale ( 7 – 40 % ), lagështira ( 20 – 60 % ), squfuri si dhe sasi të mëdha të

materieve të avullueshme. Përmbajtja e substancave të avullueshme duke llogaritur në

substancën e pastër të qymyrit sillet rreth 40 – 60 %. Linjiti dhe qymyri i murrëm kryesisht

shfrytëzohen si lëndë djegëse në gjendje të papërpunuar dhe japin flakore të gjata dhe të

tymosura. Vendi jonë Kosova posedon rezerva të mëdha të linjitit. Rezervat e linjitit të

verifikuara deri më tani sillen rreth 12.000 miliardë tona përkatësisht me vlerë kalorike

rreth . Duke u bazuar në cilësinë e dobët të linjitit të Kosovës, shfrytëzimi

më ekonomik i tij qëndron në djegëjen e tij në vendin e eksploatimit duke e transferuar në

energji elektrike. Në termocentralet “Kosova A” prodhohen 790 MWh, ndërsa në atë “

Kosova B “ prodhohen 600 MWh. Për prodhimin e 1 MWh konsumohet sasia mesatare e

linjitit prej 1. 56 t. Duke u nisur nga kapacitetet prodhuese të termocentraleve ( 790 + 600 )

= 1390 MWh x 1.6 t = 2224 t/h. Gjatë procesit të djegies së linjitit të tillë, lirohen sasi të

mëdha të hirit, përkatësisht sasia e liruar e hirit për 1 MWh energji elektrike e llogaritur me

përmbajtjen mesatare të hirit në qymyr 18 % do të jetë: 2.224 x 0.18 = 400 t hiri/h. Në

qoftë se llogarisim se termocentralet punojnë me 7200 orë në vit, atëherë sasia e konsumuar

1270.000 10 kJ⋅

17

PUNIM MASTERI

e qymyrit për 1 vit do të jetë: 2. 224 x 7200 = 616 10⋅ t hi/vit. Problema primar në TC “

Kosova “ është çështja e pazgjidhur e hirit dhe ndotja e tepërt e atmosferës dhe tokës. Për

deponimin e hirit të liruar duhen sipërfaqe të mëdha të tokës. Hiri i deponuar shërben si

burim i aerondotjes rreth KEK-ut (rasti i fshatit Dardhishtë) dhe i ujërave nëntokësore dhe

sipërfaqësore. Në tabelën 1. 3 dhe 1. 4 janë paraqitur analizat elementare dhe teknike të

linjitit të Kosovës i cili shfrytëzohet për djegëje në TC “ Kosova “.

Tabela 1. 3. Analiza teknike e linjitit të papërpunuar sipas kategorive2.  

Klasa

I

II

III

IV

Vlera mesatare

Lagështia, % 48,70 49,39 50,10 53,00 50,20

Hiri, % 12,30 15,30 15,30 21,30 17,08

Stotal, % 0,72 0,82 1,14 0,92 0,90

Sdjeg, % 0,13 0,22 0,28 0,11 0,185

Snë hi, % 0,59 0,60 0,86 0,81 0,,715

Koksi, % 26,16 28,30 29,10 29,03 28,70

Cfix, % 26,11 24,10 15,10 11,07 19,09

Materijet e avullu., % 23,14 22,30 22,00 21,40 22,21

Materjet e djeg. 39,25 34,10 32,15 30,44 33,98

Vlera kalorike

E e sipërme, kJ/kg 9280 7920 7000 5500 7330

E e poshtme, KJ/kg 8420 6660 5695 4880 6415

Tabela 1. 4. Analiza elementare e linjitit të papërpunuar sipas kategorive 2.

Klasa

I

II

III

IV

Vlera mesatare

Lagështia, % 48,70 48,30 49,50 50,10 49,20

Hiri, % 12,33 15,30 19,30 21,30 17,10

C, % 26,64 25,30 21,30 19,48 23,26

H, % 1,95 1,70 1,50 1,05 1,55

S, % 0,13 0,20 0,28 0,11 0,18

S+O, % 10,25 9,20 8,15 7,06 8,70

Total 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

18

PUNIM MASTERI

19

Tabela 1.5. Cilësia e linjitit e dhënë për disa vende të ndryshme10:

Parametrat

Kosova Miniera: Bardh/Mirash

Australia Loy Yang

Bulgaria Maritza

GjermaniaRhenish

Polonia Belchatov

Turkia Elbistani

Vlera kalorike (kJ/kg) 7800 8000 6700 8900 7800 4400

Hiri (%) 14 1,5 12 5 11 18

Sulfuri (%) 1,0 0,4 1,9 0,3 0,6 1,7

1.3.2 Qymyrgurët

Këtë grup të qymyreve e përbëjnë qymyret me përmbajtje të madhe të karbonit i cili

i llogaritur në substancën e pastër qymyrore sillet prej 75 – 90 %. Sasia e substancave të

avullueshme ndryshon në kufijtë e gjerë (9-50%), sipas përmbajtjes së përbërësve të

avullueshëm dhe mbeturinës koksore e cila mund të jetë në formë të pluhurit, e ngjitur dhe

mirë e sinteruar.

Qymyrguret ndahen në nëngrupet vijuese:

• I gazëshëm,

• Kokësor,

• I yndyrshëm dhe i payndyrshëm.

Tabela 1.6. Të dhënat e përafërta të disa llojeve të qymyreve2. 

Përbërja e substancës së pastër qymyrore, në % masore Llojet e qymyrgureve

C H O+N+S

përmbajtësit e avullueshëm Wr, % masore

Qymyri i thatë 80-85 5,5 10-15 32-45 5-10

Qymyri i yndyrtë 84-89 5,-5,6 5,5-11 26-32 nën 5

Qymyri kokësor 88-90 4,,5-5,5 5-6,5 18-26 nën 5

Qymyri i payndyrtë 90-92 4-4,5 4-4,5 10-20 2-3

 

Qymyrgurët shfrytëzohen si lëndë djegëse për gazifikim si dhe për prodhimin e

koksit metalurgjik. Në varësi nga përmbajtja e përbërësve të avullueshëm parimisht këto

qymyre djegën me flakë të shkurtë. Qymyret e payndyrtë të cilët janë të gatshme antracitet

dhe gjysmëantracitet pothuajse djegen pa tym.

PUNIM MASTERI

20

1.3.3. Antraciti dhe gjysëm antraciti

Këto lloje të qymyreve disa autorë i radhisin në grupin e qymyrgureve. Këto

qymyre i karakterizon përmbajtja e madhe e karbonit (90-94%). Në rastin e antracitit

procesi i karbonizimit faktikisht është kryer. Gjysëmantraciti digjet në flakë me ngjyr të

kaltër të skurtër, ndërsa antraciti pothuajse pa flakë. Këto dy lloje të qymyreve përdoren si

lëndë djegëse dhe për gazifikim.

1.4. Cilësia e linjitit

Linjiti i Kosovës ka ngjyrë të zezë në të errët, gjithnnjë në vete përmban një sasi të

konsiderueshme të lagështirës e cila në kontakt me ajër shpejt humbet.

Caktimi i cilësisë së linjitit mund të ndahet në këto klasa10:

• Klasës së parë i takon linjiti që ka vlerë kalorike 9.211 [kJ/kg] dhe [12 %] hi,

• Klasës së dytë i takon linjiti që ka vlerë kalorike 7.536 - 9.211 [kJ/kg] dhe [12 – 17

%] hi,

• Klasës së tretë i takon linjiti që ka vlerë kalorike 5.862 - 7.536 [kJ/kg] dhe [17 - 21

%] hi,

• Klasës së katërt i takon linjiti që ka vlerë kalorike deri: 5.862 dhe mbi [21 %].

Përbërja e hirit dhe përqindja e tij në qymyr është anëtar litologjik shumë i rëndësishëm, i

cili merr pjesë në ndërtimin litologjik të shtresës qymyrore dhe ka ndikim direkt në

kualitetin e qymyrit. Përbërja e hirit në qymyret e Kosovës sillet prej 6.5 – 25 %.

PUNIM MASTERI

21

Tabela 1. 7. Përbërësit mineralogjik të hirit7:

Përbërësit e hirit Pjesëmarrja në përqindje

SiO2 21. 65 – 32. 76

Fe2O3 5. 50 – 12. 21

Al2O3 5. 95 – 9. 50

CaO 28. 56 – 45. 00

MgO 2. 9 – 9. 00

SO3 10. 35 – 14. 00

P2O5 0. 20 – 0. 50

TiO3 0. 35

K2O 1. 50 – 2.00

PUNIM MASTERI

22

2. PËRPUNIMI I QYMYREVE Produktet e djegies së lëndëve djegëse paraqesin burimin themelor teknik të nxehtësisë. Në

kuptim teknik lëndët djegëse janë materiet të cilat gjatë procesit të oksidimit lirojnë një sasi

të dalluar të energjisë termike. Procesi i oksidimit si dhe proceset e tjera kimike mund të

analizohen në pikëpamje termodinamike2.

Ndarja themelore e lëndëve djegëse shqyrtohet në pikëpamjen e gjendjes agregate:

• Të lëngët,

• Të gazët dhe

• Të ngurtë.

Çdo lëndë djegëse përbëhet nga pjesa e cila digjet dhe e cila aktivisht merr pjesë në

procesin e oksidimit, si dhe nga pjesa e cila është pasive gjatë procesit të djegies.

Pjesën djegëse të lëndës djegëse e përbëjnë: karboni (C), hidrogjeni (H2) dhe një pjesë më e

vogël e squfurit. Në pjesët jo djegëse hyjnë: uji (H2O) dhe hiri (mineralet e ndryshme),

ndërsa në sasi më të vogla dallojmë edhe azotin (N2) dhe oksigjenin (O2).

2.1. VEPRIMET E PËRPUNIMIT TË LËNDËVE DJEGËSE

TË NGURTA

Lëndët djegëse natyrore pothuajse gjithnjë para se të shfrytëzohen ato i’u

nënshtrohen veprimeve të përpunimit me qëllim të shtimit të substancave të djegëshme dhe

përmirësimit të vetive të tyre. Veprimet e përpunimit të lëndëve djegëse mund të ndahen në

dy grupe: veprimet fizike – mekanike dhe ato fizike – kimike.

2.1.1. Veprimet fizike-mekanike të përpunimit të qymyreve Në grupin e veprimeve fizike-mekanike të përpunimit të qymyreve bëjnë pjesë

procesi i fisnikërimit (pasurimit) fizik – mekanik, klasifikimi (separimi) i kokrrizave

(granulave) sipas madhësisë dhe më vonë procesi i bluarjes. Detyra (qëllimi) i fisnikërimit

fizik – mekanik qëndron në zvogëlimin e përmbajtjes së substancave sterile (minerale) në

PUNIM MASTERI

23

qymyr. Evitimi i substancave minerale nga qymyri mund të realizohet me veprime të

pasurimit të njomë dhe ajo e pasurimit termik.

Efektet e metodave të njoma të pasurimit të qymyreve qëndrojnë në shpërlarjen e tyre me

ujë me qëllim të ndarjes së materieve që nuk kanë karakter të qymyrit pra materiet

joqymyrore siç janë: dheu, deltina, mineralet e tretëshme në ujë e tjera. Këtij grupi i takojnë

edhe metodat e pasurimit me anë të flotimit të cilat po ashtu mundësojnë largimin e

materieve joqymyrore me ndihmën e kemikaleve të flotacionit. Metodat e pasurimit termik

të qymyreve me të gjithë të metat teknike inxhinierike dhe ekonomike që kanë

konsiderohen ende si metoda më të kënaqshme dhe më ekonomike të pasurimit të

qymyreve. Prej metodave të ndryshme të cilat përdoren në praktikë ne do të përmendim

metodën e cila përdoret për përpunimin termik të linjitit të Kosovës. Përpunimi termik

(terja) e qymyrit të Kosovës bëhet sipas metodës së Fleisner-it. Përpunimi dhe pasurimi

termik i linjiteve nënkupton në esencë nënshtrimin e qymyrit në enë të mbyllura

hermetikisht (autokllava) në avull të ujit në temperatura 236 0 C dhe presion 30 kPa. Gjatë

veprimit të avullit të ujit në masën e qymyrit ndodhin ndrrime të cilat ndikojnë në

përmirësimin e vetive të linjitit. Linjiti i Kosovës para se ti nënshtrohet procesit të terjes

përmban rreth 48% lagështi ndërsa pas terjes lagështia zvogëlohet rreth 22%. Qymyri para

terjes ka vlerën 7.600 kJ/kg, ndërsa pas terjes 8.500 kJ/kg. Terja e qymyrit sipas Fleisner-it

mundëson përfitimin e qymyrit në formë të copave me fortësi më të madhe. Në tabelën 2. 1

është paraqitur analiza teknike dhe elementare e terjes së qymyrit (linjitit) të separuar të

Kosovës.

PUNIM MASTERI

Tabela 2.1. Analiza teknike dhe elementare e linjitit të Kosovës sipas

granulacioneve7.

Granulacioni në mm

Parametrat +150 -150+120 -120+60 -60+30

Lagështia, % 46,25 47,29 ,47,12 46,68

Hiri, % 10,32 12,49 14,49 19,20

Stot.,% 0,76 0,58 1,67 1,11

Sdjeg.% 0,28 0,14 0,20 0,38

Koksi 27,80 31,05 29,50 27,34

Cfix, % 17,87 20,63 17,01 13,17

Mat. e avull., % 24,50 21,65 23,38 25,98

Mat. e djeg., % 43,37 42,38 40,39 39,09

Vlera kalorike:

E sipërme, kJ/kg 12060 10900 9750 9250

E poshtme, kJ/kg 9250 8900 8210 7950

Karboni, % 27,38 25,40 25,00 21,30

Hidrogjeni, % 2,10 3,20 2,01 3,02

Sdjeg., % 0,28 0,14 0,20 0,38

O+N, % 10,97 13,50 15,97 14,13

 

Stabilimentet për terjen e linjitit në KEK sipas metodës së Fleisner-it kanë patur kapacitet

prej 600.000 t/vit të qymyrit të terur. Për kapacitetin prej 600. 000 t/vit qymyr të terur

nevoitet kjo sasi e qymyrit :

,. .

100 100 22600.000 900.000100 100 48

tFQ P t

q p

WG GW v− − ⎛= = = ⎜− − ⎝ ⎠

tit⎞⎟……………………………….(2.1)

Nëse sypozohet se tertorja punon 7.200 orë në vit, atëherë kapaciteti në orë do të jetë;

. .. .

900.000 1257200 7200

Q pQ P

G tGh

⎛ ⎞= = = ⎜ ⎟⎝ ⎠

…………………………...……………………….....(2.2)

Sasia e përftuar e qymyrit të terur në orë është:

600.000 83.347200 7200

tt

GGh

⎛ ⎞= = = ⎜ ⎟⎝ ⎠

t ………………………………………………………(2.3)

Sasia e ujit të larguar nga qymyri do të jetë:

24

PUNIM MASTERI

. . 900.000 600.000 300.000W Q p ttG G Qh

⎛ ⎞= − = − = ⎜ ⎟⎝ ⎠

…………………………………….(2.4)

përkatësisht:

125 83.34 41.66wtGh

⎛ ⎞= − = ⎜ ⎟⎝ ⎠

…………………………………...………………………(2.5)

Sipas normativit për 1 kg të ujit të larguar nga qymyri konsumohet sasia e avullit prej 0.565

kg avull/kg ujë të larguar.

Sasia e konsumuar e nxehtësisë për orë është:

,, 3 60.565 0.565 41.66 10 2800 65.9 10h wkJQ G ikg

⎛= = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⎜

⎝ ⎠

⎞⎟……………………………..(2.6)

Hulumtimet e ekspertëve për një periudhë të gjatë kanë konstatuar se sasia e qymyrit të

terur në raport me qymyrin e sharëzhuar të përpunuar është rreth 66.7%, sasia e ujit të

larguar nga qymyri i papërpunuar është 27 t/seri; sasia e avullit të kondensuar 14.66 t/seri;

sasia e ujit të largurar për 1 t qymyr të terur është 0.505 t/ t qymyr të terur2. Uji hedhurinë

(41.66 t/h) i cili përftohet në procesin e terjes së qymyrit përbëhet nga kondensati i avullit

të ujit të përdorur. Siapas gjendjes egzistuese uji hedhurinë i terrores paraqet burime

permanente për ndotjen e ujërave sipërfaqësore dhe nëntokësore me komponime organike

në veçanti me fenole. Këto ujra hedhurinë pas derdhjes dhe qëndrimit në deponin e hirit të

termocentraleve lëshohen në ujërrjedhësin e sitnicës duke shkaktuar ndotjen e ujërave të

sitnicës.

Metoda tjetër e pasurimit teknik të qymyreve është metoda e distilimit e cila përdoret në

veçanti për qymyret e murrme. Kjo metodë është përdorur për herë të parë në Gjermani më

1860. Procesi i përpunimit të qymyrit sipas kësaj metode nënkupton nxehjen e tij në

tëmperaturë prej 1800 C. Si produkte të këtij përpunimi përftohen:

- përzierja e gazeve (hidrokarbureve, hidrogjenit, monoksidit dhe dioksidit të

karbonit)

- vajrat e ndryshme

- parafini dhe

- koksi i qymyrit të murrmë.

25

PUNIM MASTERI

26

Koksi i qymyrit të murrmë që përfitohet me metodën e distilimit është i imtë dhe i

paqëndrueshmm, por me veti që të qëndrojë i ndezur një kohë të gjatë. Briketimi i

qymyreve paraqet procesin me të cilin qymyri i bluar me veprimet e ndryshme të presionit

me ose pa shtesa të mjeteve lidhëse, prodhohen briketet (kokrrizat) të cilat kanë forma të

ndryshme (të veve, katrorëve, topave). Edhe briketimi për herë të parë është përdour në

Gjermani në vitin 1860. Qëllimi kryesor i kësaj metode në atë kohë ka qenë shfrytëzimi i

fraksioneve të imta të qymyrit që përftohen me rastin e transportimit dhe përpunimit të tij.

Matësi i përgatitur për briketim (qymyr i bluar i përzier me ujë dhe mjete lidhëse) mund të

presohet në të ftohtë dhe në të nxehtë. Briktetimi i brumit të qymyrit të murrëm bëhet në

presion 98 – 1200 MPa (presioni në të ftohtë) dhe 26 – 36 MPa (presimi në të nxehtë). Për

procesin e briketimit shfrytëzohen linjitet cilësore, qymyri i murrmë dhe qymyrguri. Në

rastet kur me presim nuk realizohet procesi i kënaqshëm i briketimit atëherë preferohet që

pqërzierjes ti shtohet rrëshira e thatë e cila posedon veti të volitëshme lidhëse. Rrëshira e

shtuar e masës homogjene të qymyrit mundëson që të përftohen brikete me cilësi të larta.

Linjiti i Kosovës mund të briketohet por kërkon përgatitje të mëdha paraprake të cilat e

shtrejtojnë këtë proces dhe nga aspekti ekonomik është vështirë i realizueshëm.

2.1. 2. Përpunimi fizik – kimik i qymyrit

Qymyret i nënshtrohen përpunimit kimik me qëllim për të përftuar lëndë djegëse

cilësore dhe lëndë të para për industrinë kimike. Për qëllime të industrisë kimike qymyrit ju

nënshtrohen veprimeve në temperatura të larta. Tek përpunimi kimik i qymyrit përdoren

këto precese:

- gjysmëkokësimi-procesi i përpunimit të qymyrit në temperaturë prej 500-6000 C

dhe në mungesë të ajrit;

- koksimi-proces i përpunimit termik në temperaturë 1000-11000 C po ashtu bëhet

në mungesë të ajrit;

- gazifikimi-proces i shndërrimit të qymyrit në lëndë djegëse të gaztë, me anë të

përpunimit të tij në temperaturë prej rreth 10000 C dhe pa pranin e mjetit

oksidues;

PUNIM MASTERI

27

- hidrogjenizimi - ose shpërbërja me qëllim të shndërrimit të tij në lëndë djegëse

të lëngët.

2. 1. 3. Procesi i karbonizimit

Karbonizimi paraqet procesin e shpërbërjes termike të qymyrit pa praninë e oksigjenit.

Gjatë këtij procesi ndahen përbërësit e avullueshëm të cilët përtftohen me shpërbërjen

(copëtimin) e grupeve periferike të cilat hyjnë në përbërjen e makromolekulave nga të cilat

janë përbërë qymyret. Sipas Konalsk-it masa themelore e lëndëve djegëse të ngurta

shpërbëhet në intervalet e temperaturave vijuese:

Tabela 2.2.Shpërbërja e lëndëve djegëse të ngurta në intervale të temperaturave të

ndryshme

Lënda djegëse e ngurtë Temperatura, K

Tresti dhe druri 423-673

Linjitit dhe qymyri i murrmë 523-723

Qymyrguri 573-773

Antraciti 673-823

Nga temperatura deri në të cilën nxehet lënda djegëse varet sasia dhe përbërja e

përmbajtësve të avullueshëm. Sasia e përbërësve të avullueshëm të ndarë dhe përmbajtja e

gazit pandërprerë rritet me rritjen e temperaturës. Përmbajtja e rrëshirës në përmbajtësit e

avullueshëm e arrinë vlerën maksimale në temperaturë rreth 750 K, ndërsa me rritjen e

vazhdueshme të temperaturës zvogëlohet çdo gjë që rrjedhe nga shpërbërja termike e

rrëshirës në temperatura të larta ku zvogëlohet përmbajtja e hidrogjenit.

PUNIM MASTERI

Lëndët djegëse për temperatura të ndryshme

0

200

400

600

800

1000

1

Llojet e lëndëve djegëse të ngurta

Tem

pera

tura

, K Tresti dhe drurilinjiti dhe qymyriQymyrguriAntraciti

Fig 2. 1. Shpërbërja e lëndëve djegëse të

ngurta për temperatura të ndryshme2

Karbonizimi në temperatura të ulta ka pasur për qëllim prodhimin e gazit dhe ai kryhet në

temperaturë 900-10000C. Por sot qëllimi themelor i karbonizimit në temperaturë të ulët

(773-8230 C) është prodhimi i qymyrit pa tym i cili edhe është i njohur m emrin

gjysmëkoks.

2.1.4. Karbonizimi në temperaturë të ulët-gjysëmkoksimi

Me nxehjen e qymyrit në masësn e tij ndodhin ndrrime që rrjedhin si pasojë e proceseve të

ndryshme, ndër të cilat dallohen:

28

)- largimi i ujit dhe substancave të gasta të absorbuara në masën e qymyrit

, proces i cili zhvillohet në intervalin e temperaturës 100-200( 2 m nCO C H− 0 C;

shpërbërja-zbërthimi termik i qymyrit, proces i cili zhvillohet në intervalin e temperaturës

200-3500 C, me që rast ndahen prej tij dioksidi i karbonit, uji dhe disa komponentë

organike;

- ndrarja e katranit të qymyrgurit që fillon në temperaturën prej 375 0 C;

- largimi i sasisë kryesore të katranit që bëhet në intervalin e tempetraturës prej 375-

4500 C dhe që vazhdon deri në temperaturën 5500 C pas së cilës qymyri nuk përmban

PUNIM MASTERI

katran. Në të njëjtin interval të temperaturës përftohet edhe produkti i ngurtë-gjysmëkoksi.

Prodhimi i lëndëve të ngurta të djegies pa tym, po bëhet gjithnjë e më i kërkuar sepse gjatë

djegies nuk shkakton ndotjen e mjedisit. Tymi i cili përftohet në proceset e djegëjes së

qymyrit përbëhet nga përzierja e përbërë e karbonit, eterit, kripërave të amoniakut dhe

materialeve minerale. Paraqitja e tymit është indikacion i djegëjes së plotë. Tymi i liruar (në

raste eventuale) negativisht ndikon në organizmin e njeriut si dhe në të mirat materiale.

Përbërësit të cilët e shkaktojnë krijimin e tymit gjatë djegëjes së qymyrit janë ata të cilët

shpërbëhen në temperatura të ulta dhe të cilët mund të evitohen nga qymyri me karbonizim

në temperatura të ulta.

2.1.5. Karbonizimi në temperaturë të lartë – koksimi

Nëse vazhdojmë gjysmëkokësimin, përkatësisht nëse vazhdojmë nxehjen pa i

larguar produktet e gazta dhe të lëngëta të proceset zhvillohet në mes tyre një numër i

madhë reaksionesh të shpërbërjes (zbërthimit), kështu që si rezultat përfundimtar kemi

përftimin e koksit, zvogëlimin e sasisë së katranit, zmadhimin e sasisë së amoniakut, të

hidrokarbureve aromatike e të hidrogjenit dhe zvogëlimin e sasisë së metanit e të

homologëve të tij. Duhet të theksohet se produktet e gazta dhe të lëngëta të proceset të

koksimit nuk gjenden në lëndën djegëse të ngurtë (në qymyr) por ato formohen gjatë

proceset të kokësimit, nxehjes dhe disltilimit. Si lëndë e parë për prodhimin e kokësit

përdoret kryesishtë qymyrit i cili në temperatura të larta zbutet. I tilllë është qymyri i

yndyrtë që karakterizohet me aftësi të lartë për zbutje që shpeshëherë është i njohur me

emrin qymyrit i kosueshëm. Për koksin në të shumtën e rasteve përdoren përzierje të llojeve

të ndryshme të qymyreve që i plotësojnë më së miri kushtet e sipërme. Përbërja mesatare

kimike e masës së djegëshme në kokës në përqindje masore është siq vijon:

96; 1.0; 0.5 1.0d d d dC S H dheN= = = =

Përveç kokësit në procesin e kokësimit përfitohet edhe gazi vlera termike e të cilit është

170.000 kJ/m3 dhe teri i cili kryesisht përbëhet nga komponimet aromatike. Koksi i fortë

mekanik përfitohet vetëm nga llojet e qymyrgurit të cilat gjatë nxehjes kalojnë në gjendjen

plastike, ndërsa qymyret që nuk i posedojnë këto veti japin koks të kokrrizuar. Derisa masa

29

PUNIM MASTERI

30

e qymyrit gjendet në gjëndjen plastike në të zhvillohet shpërbërja termike. Gazi dhe teri të

cilët gjatë kësaj formohen në masën plastike krijojnë fluska. Me shtimin e temperaturës

bitumet termike shpërbëhen dhe masa ngurtësohet. Bitumet termike të qymyreve të cilët

nuk kalojnë gjatë nxehjes nëpër masën plastke shpërbëhen shumë shpejtë për ç’arsye

formohet edhe koksi i kokrrizuar. Në furrat plastike të koksimit qymyrit gjendet në komorët

vertikalë dhe nxehet nga jashtë. Temepratura e qymyrit gradualisht rritet prej murit kah

mesi dhe pastaj nga lartë dhe dalin (largohen) nga masa e qymyrit . Në fund të proceset

temeperatura në tërë shtresën sillet rreth 1400 K. Kur procesi i koksimit arrin deri në mesin

e shtresës për shkak të kontraksionit i cili paraqitet gjatë kalimit nga gjendja plastike në

koks, shtresa copëtohet sipas mjedisit në dy pjesë. Gazi i cili del nga dhomat e baterisë së

koksimit quhet gaz i drejtpërdrejtë ose gaz primar (parësor) i koksimit. Me të dalur nga

dhoma e koksimit dhe para se të hyjë në gypin përmbledhës horizontal gazi i drejpërdrejtë

fillon të ftohet dhe prej tij ndahet produkti kryesor i lëngët – katrani i kokësit. Katrani i cili

ndahet rrjedhë nëpër gazpërques dhe mblidhet në enë me fund konik ku bëhet ndarja e tij

prej ujit. Katrani me dendësi më të madhe bjen në fund të enës prej nga lëshohet kohë pas

kohe dhe dërgohet në përpunim të mëtejmë.

2.1.6. Koksi formit

Në kohë të fundit janë duke u bërë shumë hulumtime në drejtim të zhvillimit të

veprimtarisë më efikase të koksimit si edhe në drejtim të përfitimit të koksit cilësor nga

qymyri me cilësi më të ulët. Njëri ndër veprimet më të reja është prodhimi i koksit formit.

Ky lloj i koksit prodhehet në dy stade. Në stadin e parë kryhet karbonizimi në temperatura

të ulta të qymyreve me cilësi më të dobët (deri në 770 K dhe me përmbajtje të madhe të

substancave të avullueshme) ku ndahet gazi nga katrani (teri). Ky proces mund të

ekzekutohet në shtresën e fluidizuar në rrymën e gazeve të tymtarëve ose në retorta duke u

nxehur nga jashtë. Gjysmëkoksi i përftuar përzihet ende i nxehtë me rreth 20% qymyr i cili

mirë kokson ose me rrëshirë. Nga kjo përzierje rëndom fitohen briketet me procesin e

presimit.

PUNIM MASTERI

31

2.1.7. Hidrogjenizimi i qymyreve

Raporti (thyesi) masor i karbonit ndaj hidrogjenit (C/H) te lëndët e ngurta djegëse

sillet prej 11 te linjiti (te linjiti i Kosovës më i vogël) deri në 30 te antraciti. Me krahasimin

e këtyre raporteve tregohet se qymyret përbëhen nga makromolekulat e pangopura

organike. Me hidrogjenizimin e qymyreve zvogëlohet përbërshmëria e makromolekulave,

gjatë të cilit proces ato ngopen për që arsye zvogëlohet raporti C/H në to. Pasi qymyret

përmbajnë sasi të konsiderueshme të oksigjenit, në procesin e hidrogjenizimit ai

shndërrohet (kalon) në ujë. Hidrogjenizimin e qymyrit i pari e ka ekzekutuar Bergius-i më

1913, ndërsa deri kah fundi i shekullit XX procesi i hidrogjenizimit të qymyreve është

përsosur deri në aplikimin teknik. Kah gjysma e shekullit XX në Gjermani janë ndërtuar një

numër i madhë i objekteve për hidrogjenizimin e qymyrit të murrmë, qymyrgurit dhe të

terit si dhe të mbeturisë nga përpunimi i naftës. Në këto objekte për një periudhë të gjatë

kohore me sukses janë prodhuar lëndë djegëse të lëngëta me cilësi të lartë. Një objekt i tillë

është ndërtuar edhe në Britani të madhe më 1935. Hidrogjenizimi i qymyrit kërkon

përgatitjtet paraprake: terjen, largimin e substancave minerale në qymyr (zakonisht me

flotim), përmbajtja e të cilave nuk lejohet të jetë më e madhe se 2.5%, përzierja e qymyrit të

imtësuar me vaj ose tretësirë që jep një lloj kreme, shtimi i katalizatorëve në kremë (masë

homogjene). Vetë procesi i homogjenizimit ekzekutohet në dy faza – të lëngët dhe të avullit

(gazët). Masa e përgatitur në formë të homogjenizuar futet në reaktor në të cilën sillet

hidrogjene.

Hidrogjenizimi ekzekutohet në presion prej 25 MPa deri 100 Mpa dhe në temperaturë prej

600 - 800 K. Produktet e hidrogjenizimit parcial janë vajrat e lehta të cilat në reaktor tjetër

shëndrrohen në fazën e avullit dhe përsëri i nënshtrohen procesit të hidrogjenizimit. Përveq

produkteve të lëngëta gjatë këtij procesi krijohen edhe ato të gazta kryesisht metani. Pas

ndarjes së produkteve të hidrogjenizimit në formë të gazit dhe avullit mbeturana (teprica)

përmbanë vajin e rëndë, qymyrin e pareaguar dhe substancat minerale. Pas vitit 1950 duke

ju falenderuar çmimit të ulët të naftës dhe shtimit të çmimit të qymyrit, objektet për

PUNIM MASTERI

32

hidrogjenizimin e qymyrit kanë ndërprerë prodhimtarinë. Por në vitet fundit ndodhë e

kundërta, rritet çmimi i naftës dhe zvogëlohet ajo e qymyrit. Për këtë arsye shumë

hulumtues botëror përsëri fillojnë të mirren me çështjen e hidrogjenizimit të qymyreve.

Kështu që nga viti 1974 përsëri aktualizohet puna kërkimore shkencore në lëmin e

zhvillimit të veprimtarive të reja duke përfshirë edhe veprimin e hidrogjenizimit.

PUNIM MASTERI

33

3. BILANCI MATERIAL DHE ENERGJETIK TE PROCESI I

DJEGIES

3.1. PROCESI I DJEGIES Djegia është fenomen që kryhet gjatë oksidimit të materialeve dhe lirohet sasia e

konsiderueshme e energjise termike, e cila mund të përdoret për shndërrim në punë

mekanike ose ngrohje14. Në kuptim teknik oksidimi i ngadalshëm i metaleve dhe i lëndëve

djegëse në depozita nuk është djegie.

Procesi i djegies është në të vërtetë procesi i oksidimit të lëndëve djegëse me oksigjenin e

ajrit. Në procesin e djegies marrin pjesë karboni dhe substancat tjera të djegëshme të lëndës

djegëse dhe oksigjeni i ajrit. Gjatë procesit të djegies oksigjeni i ajrit komponohet (reagon)

me substancat e djegëshme të lëndës djegëse dhe me këtë rast energjia kimike e saj

shndërrohet në nxehtësi dhe në dritë. Në pikëpamje fizike dhe kimike djegia është një

process i ndërlikuar, një kompleks procesesh të shumta kimike dhe fizike. Gjatë djegies

lënda djegëse ndrron formën e saj dhe prodhohet nxehtësia – kompleksi i ndrrimeve fizike.

Në të njëjtën kohë lënda djegëse ndahet në dy pjesë – në tepricën e ngurt dhe në gazet e

procesit të djegies. Në praktikë shumë vështirë është që në procesin e djegies të vihet kufiri

i caktuar në mes të proceseve të pastra kimike dhe fizike, prandaj konsiderojmë se djigeia

është një kompleks i proceseve të ndërlikuara kimike dhe fizike. Deri më sot nuk është

dhënë ndonjë teori e saktë për zhvillimin e procesit të djegies. Kjo do të thotë se procesi i

djegies ende nuk është sqaruar dhe shpjeguar sa duhet dhe si duhet. Në të vërtetë në

procesin e djegies ne dimë vetëm fillimin e procesit dhe pjesëmarrësit e tij dhe produktet e

djegies - përfundimin e procesit të djegies. Ne praktikisht në mënyrë vizuale mundemi të

përcjellim vetëm ndrrimet e jashtme që pëson lënda djegëse gjatë procesit të djegies dhe

fenomenet tjera të dukshme,të cilat janë rezultat i ndikimeve të jashtme. Temperatura e

ndezjes së lëndës djegëse - temperatura e cila mundëson fillimin e procesit, është një nga

faktorët e rëndësishëm për procesin e djegies. Në tabelën 3. 1 janë dhënë temperaturat e

ndezjes për lëndë djegëse më të rëndësishme.

PUNIM MASTERI

Tabela 3.1. Temperatura e ndezjes për disa lëndë djegëse2

Lënda djegëse Temperatura e ndezjes, 0C

Torva 225

Druri i pishës 280

Druri i ahut 245

Qymyri i murrmë 250 - 300

Qymyrguri 325

Linjiti 250

Koksi 550 - 600

Qymyri i drurit 225

Fig 3.1. Temperatura e ndezjes për disa lëndë djegëse të ngurta

34

PUNIM MASTERI

Shpejtësia e djegies është në të vërtetë shpejtësia e zgjerimit linear të flakës për njësi të

kohës. Shpejtësia e djegies ka vlerë më të madhe se sa vlera e koeficientit të tepricës së

ajrit. Autori Nusselt më 1916 formuloi shprehjen e vet për djegien e koksit e cila ka

formën:

0.274 0.786 0.786

20.472 0.16 0.0540.1376 K p W F z OG

T d l⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

=⋅ ⋅

......................................................................(3.1)

Me gjithë që formula e Nusselt-it nuk ka ndonjë rëndësi të madhe për praktikën e

përditëshme të procesit të djegies, ajo tregohet qartazi se sa është i komplikuar dhe ende i

pashpjeguar procesi i djegies si dhe numrin e faktorëve prej të cilëve varet. Për qëllime të

përditshme praktike përdoret formula më e thjeshtë:

Gz mFλ= …………………………………………………………………...………….(3.2)

Raporti G/F (kg/m2) përfaqëson koeficientin e sipërfaqes së jashtme të lëndës djegëse.

Autori Authäuser më 1917 me teorinë e tij jep shpjegimin fizik të procesit të djegies6.

Procesin fizik të djegies ai e ndan në katër stade të cilat janë:

a) Faza e parë - terja e lëndës djegëse

b) Faza e dytë - distilimi i lindës djegëse 2 s.a

a

O

fix

Lënda Djegëse koksiKoksi C

⎯⎯→ += +

c) Faza e tretë procesi i formimit të gazit d.m.th procesi i shndërrimit të karbonit në

oksid të karbonit. 2OC CO⎯⎯→

d) Faza e katërt - procesi i djegies së plotë ose shndërrimi i karbonit në dyoksid. 2O

2C CO⎯⎯→

Teoria, praktika dhe eksperienca kanë konfirmuar më vonë se skema e sipërcekur nuk është

tërësisht e sakët pasi parasheh se uji ndahet prej lëndës djegëse në fillim të procesit të

djegies, sepse uji mbetet në lëndën djegëse edhe pas fazës së parë të procesit.

Siq u cek edhe më parë, djegia e lëndëve djegëse ka për qëllim shndërrimin e energjisë

kimike në nxehtësi. Skema e Authäuser – it mund të paraqitet edhe në këtë mënyrë si vijon:

35

PUNIM MASTERI

Fig 3.2. Skema e Authäuser – it

3.1. Efekti (aftësia) termike e lëndës djegëse Efekt termik të një lënde djegëse quajmë sasinë e nxehtësisë që përftohet me djegien e plotë

të një sasie të caktuar të lëndës djegëse si p.sh: 1 kg; 1m3; 1 kmol e tjera. Njësia universale

për matjen e nxehtsisë dhe të energjisë termike është Xhuli ose kiloxhuli (J) ose (kJ)1. Gjatë

djegies së plotë të lëndës djegëse substancat e djegshme të pranishme në lëndën djegëse

formojnë dyoksidin e karbonit (CO2), ujin (H2O) dhe dyoksidin e squfurit (SO2),

36

1 Xhuli paraqet punën që bënë forca prej 1 Njutoni në largësi prej një metri që në rastin konkret mund të identifikohet në energjinë e nxehtësisë që duhet të konsumohet për ngritjen e temeperaturës së masës prej 239 g ujë për një shkallë të celsiusit (prej 14.5 – 15.5 0 C).

PUNIM MASTERI

pavarësisht nga gjendja agregate e lëndës djegëse. Në rast të tillë kur djegia është jo e plotë

efekti termik i reaksionit është më i vogël se në rastin e djegies së plotë. Efekti termik i

lëndëve djegëse varet nga përbërja kimike e saj dhe e kushteve të djegies. Në produktet e

djegies lajmërohet edhe uji i cili rrjedhë nga lagështia e lëndës djegëse si dhe nga

hidrogjeni i djegur. Varësisht nga presioni dhe temperatura e produkteve të djegies së

lëndës djegëse, uji i pranishëm mund të jetë në gjendje agregate të lëngët ose të gazët. Siaps

gjendjes agregate të ujit në produktet e gasta të procesit të djegies dallojmë dy lloje të

efektit termik.

a) efekti i sipërm termik, kur uji në produktet e djegies gjendet në formë të lëngët – Hs

dhe

b) efekti i poshtëm termik, kur uji në produktet e djegies gjendet në formë të gaztë

(avullit) - Hp.

37

.

Efekti i sipërm termik quhet edhe nxehtësi e djegies. Në njësimet termoteknike përdoret

kryesisht efekti i sipërm termik, ose shkurt nxehtësia e djegies. Për shndërrimin e djegies

së lëngët të ujit në atë të gaztë (avullit) konsumohet nxehtësia, për këtë arsye efekti i

poshtëm termik është më i vogël kundrejt efektit të sipërm termik, për vlerën e energjisë të

konsumuar për transformimin fazor të ujit. Efekti termik i lëndës djegëse në shumicën e

rasteve përcktohet në temperaturë (0 C), për të cilën nxehtësia e avullimit prej 1 kg ujë është

Efekti termik i lëndës djegëse përcaktohet ekesperimentalisht

(me kalorimetër) kur efekti termokimik i djegies së plotë të lëndës djegëse me oksigjen

kryhet në stabilimentet specifike. Djegia izohorike (V=const) e lëndës djegëse ekzekutohet

në bombat kalorimetrike, ndërsa djegia izobarike kryhet në kalorimetrat sipas Junkers-it

gjysëmempirike duke shfrytëzuar formulën me ndihmën e të cilave përcaktohet vlera e

përafërt termike e lëndës djegëse.

( )00 2.500 /avh C kJ kg→Δ =

PUNIM MASTERI

3.2. Vlerat termike të lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngëta

Përbërja kimike e lëndëve djegëse në përgjithësi dhe në veçanti atyre të ngurta dhe të

lëngëta është mjaft e ndërlikuar dhe e pa studiuar sa duhet. Nga kjo rrjedhë edhe konstatimi

se me anë të njësimit është vështirë të caktohet vlera e aftësisë termike të lëndës djegëse.

Mirëpo për njësimet e thjeshta, por relativisht të sakta, termoteknike ne mbështetemi në dy

supozime kryesore:

1. se përbërja elementare e lëndës djegëse i përgjigjet njëkohësisht edhe “përbërjes së

vërtetë të saj” dhe

2. se kemi të bëjmë me djegien e plotë të lëndës djegëse.

Supozimi i përbërjes së vërtetë do të thotë se në lëndën djegëse komponentët përbërëse dhe

sidomos komponentet e djegëshëm gjenden në gjendje elementare dhe se në njësimet

termoteknike ne kemi të bëjmë me djegien e elementeve të djegshëm.

Lëndët djegëse përbëhen parimisht nga dy komplekse komponentësh:

- nga komplekset e komponentëve të djegshme dhe

- nga komplekset e komponentëve të padjegshme.

Kompleksin e komponentëve të djegëshëm në lëndët djegëse të ngurta dhe të lëngëta e

përbëjnë: karboni, hidrogjni dhe squfuri. Kompleksin e komponentëve të padjegëshëm në

lëndët djegëse të ngurta dhe të lëngëta e përbëjnë: hiri, lagështia, azoti dhe oksigjeni, ndërsa

lëndët djegëse të gazta, gazet inerte si: oksigjeni, azoti, dyoksidi i karbonit, dyoksidi i

squfurit e tjera. Duke u nisur nga supozimet e sipërme në mënyrë të thjeshtuar mund të

paramendojmë se 1kg i lëndës djegëse të ngurtë apo të lëngët është i përbërë:

1 . . akgl d c h s o n w= + + + + + + ..................................................................................(3.3)

Hiri është mbeturina e ngurtë që tepron pas procesit të djegies dhe është i përbërë nga

përbërësit mineral të lëndës djegëse. Nëse na janë të njohur raportet masore të

komponentëve të djegëshëm (c, h, s) efekti termik i lëndës djegëse të ngurtë dhe të lëngët

38

PUNIM MASTERI

njësohet nga barazimet empirike me të cilat bëhet lidhja e aftësive termike të karbonit,

hidrogjenit dhe të squfurit me nxehtësinë e avullimit të ujit.

- efekti termik i sipërm:

(33.9 142.3 10.46 /8soq c h s Mj k⎛ ⎞= + − +⎜ ⎟

⎝ ⎠)g .................................................................(3.4)

- efekti termik i poshtëm:

(33.9 112.4 10.46 2.51w Mj/kg8poq c h s⎛ ⎞= + − + −⎜ ⎟

⎝ ⎠) .....................................................(3.5)

Barazimet 13 dhe 14 japin vlerat e përafërta të efektit termik të lëndëve djegëse, nëse në to

zavendësohen raportet masore si madhësi jodimensionale. Vlera e oksigjenit (o) paraqet

raportin masor të oksigjenit elementar (kimikisht të lidhur) në masën e lëndës djegëse

punuese.

3.3. Bazat termodinamike të procesit të djegies

Termodinamika hulumton sistemet në baraspeshë për ç’arsye mund të shfrytëzohet edhe te

fenomenet në sistemet me rrjedhë te proceset e kthyeshme kimike vetëm në raste kur

devijimet nga gjendja baraspeshore janë të vogla. Njësimet termike të proceseve të djegies

përmbajnë përcaktimin e sasisë së nxehtësisë e cila lirohet gjatë reaksioneve kimike dhe

njësimin e temeperaturës maksimale e cila mund të arrihet në zonën intensive të

reaksioneve kimike. Këto njësime janë të bazuara në ligjet (parimet) themelore të

termodinamikës kimike. Në proceset e djegies zakonisht shqyrtohen sistemet kimike

gjendja termodinamike e të cilave karakterizohet me madhësitë e ndryshoreve të pavarura:

Presionin (p), vëllimin (v) dhe numrin total të moleve të llojit kimik të ndonjë faze të dhënë

Ni (1, 2, 3......N). Presioni p është ndryshore intensive, ndërsa vëllimi (v) dhe numri i

moleve Ni ndryshore ekstensive të sistemit. Temeperatura T=T (p, v, Ni) paraqet

ndryshoren intensive plotësuese të sistemit. Parametrat intensiv nuk varen nga madhësia

(masa) e sistemit, ndërsa ato ekstensive varen, d. m. th. rriten proporcionalisht me

madhësinë e sistemit. Parametrat intensive të sistemit mund të përftohen nga ndonjë

madhësi ekstensive kur kjo pjesëtohet me parametrat e tjerë ekestensiv2.

39

PUNIM MASTERI

Ligji i parë i termodinamikë paraqet ligjin mbi ruajtjen e energjisë dhe matematikisht

shprehet për sistemin e mbyllur me barazimin:

dU dQ dW= −

(3.6)

Ku madhësia dU paraqet shtimin e energjisë së brendshme të sistemit, dq – nxehtësinë e

këmbyer me ambient dhe dW – punën e këmbyer me ambient. Energjia e brendshme e

ndonjë substance definohet si shumë e energjive kinetike dhe potenciale të molekulave.

Nëse sistemi për shkak të ndonjë ndrrimi fizik ose për shkak të reaksionit kimik ndrron

gjendejn prej 1 deri 2 ndrrimi i energjisë së brendshme do të jetë:

2 1U U U Q WΔ = − = − (3.7)

Ku U2-U1 ndrrimi i energjisë së brendshme në gjendjen 1 dhe asaj 2, q – nxehtësia e cila

këmbehet me ambientin, W – puna e cila këmbehet me ambientin.

Madhësia varet vetëm nga gjendja fillestare (nistore) dhe përfundimtare e sistemit.

Madhësia q- W varet nga rruga sipas të cilës relizohet kalimi i sistemit nga gjendja 1 në

gjendjen 2. Nëse sypozohet se puna e vetme të cilën sistemi kimik e kryen me ekspandim

(zgjerim) ose ngjeshje (komprimim) atëherë puna në p=const është:

UΔ

2 1( )w p v v p U= − = Δ (3.8)

Pas zavendsimit të barazimit 3.7në atë 3.8 do të kemi:

2 1( )U q p v v q p VΔ = − − = − Δ (3.9)

Barazimi 3.9 mund të shkruhet edhe në formën:

40

)1

H

v

p

( ) (2 2 1q U p V U pv U pv= Δ + Δ = − − − duke ditur nga më parë se shuma U+pv e cila

është quajtur entalpi ose përmbajtja e nxehtësisë barazimi i fundit merr formën:

( ) 2 1q U pV H H= Δ + = − = Δ (3.10)

Nëse procesi i oksidimit zhvillohet në vëllim të përhershëm (v=const) atëherë do të vlej se

sistemi nuk kryen punë (dl=0) ashtu që sasia e sjellur e nxehtësisë konsumohet në shtimin e

energjisë së brendshme të sistemit reaktiv. Në këtë rast barazimi 3. 10 merr formën:

2 1vQ U U U= − = Δ

Përkatësisht për reaksionin e zhvilluar në p=const, do të kemi:

2 1pQ H H H= − = Δ (3.11)

PUNIM MASTERI

Efekti termik i djegies së lëndës djegëse në vëllim konstant (Qv) eksperimentalisht

përcaktohet në bombat kalorimetrike, ndërsa ai në presion konstant (Qp) në kalorimetrin e

Junhersit. Në të dy rastet produktet e djegies sjellën në temperaturë të njejtë, sipas rregullës

në temperaturë të cilën e ka lënda djegëse përkatësisht sistemi lëndë djegëse, ajër në fillim

të procesit të djegies. Kjo do të thotë se ndërrimi i energjisë së brendshme në të dy rastet do

të jetë, d. m. th do të vlej:

41

p

p

vU UΔ = Δ (3.12)

Duke u bazuar në ligjin e parë të termodinamikës për kushtet izohoro – izobarik (p, v =

const) mund të shkruajmë:

1 2v vU U U QΔ = − = (3.13)

1 2pU U U Q WΔ = − = = (3.14)

v pQ Q W= + (3.15)

v pQ Q W= − (3.16)

Efekti termik i lëndës djegëse përveç matjes në kalorimetër mund të njësohet edhe në

mënyrën analitike nëse është e njohur përbërja kimike e lëndës djegëse. Për njësimin termik

të lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngëta përdoren edhe këto barazime me qëllim të

njësimeve të shpejta termoteknike:

a) Barazimi i Dullon – it

( )339 1172 105 25 98poH c h s h w

kg⎛⎛ ⎞= ⋅ + − + ⋅ − ⋅ + ⎜⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎝ ⎠

kJ ⎞⎟ (3.17)

b) Barazimi i Wondarchek – ut:

( )(33 0.26) 1130.45( ) 105 25 9 ( )8poH c h s h w

kg= − + − + − ⋅ +

kJ (3.18)

c) Barazimin e Karagov – it:

2.5(9 )( )p sMJH H h wkg

= − ⋅ + (3.19)

PUNIM MASTERI

42

4. KONSUMI TEORIK I OKSIGJENIT DHE AJRIT NË

PROCESIN E DJEGIES

Komponentet e djegshme të pranishme në lëndën djegëse reagojnë me oksigjenin sipas

raporteve stekiometrike në reaksionet kimike. Në praktikë shumë rrallë për djegien e

lëndëve djegëse shfrytëzohet oksigjeni i pastër sepse kostoja e djegies së tillë (me oksigjen

të pastër) do të ishte shumë e lartë. Në shumicën e rasteve procesi i djegies egzekutohet me

ajër i cili shërben si burim i oksigjenit. Pa marrë parassysh burimin e oksigjenit për

procesin e djegies duhet të njësohet sasia e nevojshme (konsumi i tij) dhe së bashku me

këtë edhe saisia e nevojshme e ajrit. Gjatë procesit të djegies duhet njëhsuar edhe masën

dhe vëllimin e produkteve të përfituara me djegie2. Të gjitha këto njëhsime parimisht

kryhen me ndihmën e barazimeve stekiometrike të reaksioneve të djegies së lëndëve

djegëse. Në bazë të këtyre njëhsimeve mundësohet projektimi dhe realizimi teknik i djegies

së lëndëve djegëse, në reaktorët gjegjës (furra dhe kaldaja).

4.1. Konsumi teorik i oksigjenit

Reaksionet kimike të djegies rrjedhin nëpër mes të mekanizmave të përbërë dhe

shpeshëherë të panjohur. Por për njëhsimin e bilancit material është e nevojshme të dihen

gjendjet fillestare dhe përfundimtare. Detyra themelore e njësimeve stekiometrike të

proceseve të djegies është paraqitja e saktë dhe në mënyrë sa më të thjeshtë të raporteve

stekiometrike për tre elementeve kryesore të lëndëve djegëse: karbonit (C), hidrogjenit (H2)

dhe oksigjenit (O2). Raporti ajër-lëndë djegëse dhe përbërja e produkteve të djegies

njësohet në dy mënyra:

1. Duke u nisur nga përbërja e njohur e lëndës djegëse dhe duke i shtuar një

tepricë të caktuar të ajrit, dhe

2. Në bazë të analizës së produkteve të djegies.

Mënyra e parë parimisht shfrytëzohet te projektimi i impianteve termoteknike, ndërsa e

dyta te hulumtimi i regjimit të punës të impianteve ekzistuese. Analiza stekiometrike

bazohet në shfrytëzimin e parimeve themelore: ligji mbi ruajtjen e masës dhe atë mbi

PUNIM MASTERI

ruajtjen e energjisë, ligjit të Daltonit të proporcioneve të shumëzuara si edhe në ligjin mbi

gazet ideale. Barazimet stekiometrike për djegien e plotë të lëndëve djegëse janë:

2 2

2 212 ( ) 32 ( ) 44 ( )C O CO

kg C kg O kg CO+ =

+ = …………………………………………………...(4.1)

Nëse kemi të bëjmë me një kilogram të karbonit të djegur atëherë do të vlej shprehja:

232 441 ( ) ( ) ( )16 12

kg C kg O kg CO+ = 2

2

……………………………………………………..(4.2)

21 ( ) 2.667 ( ) 3.667 ( )kg C kg O kg CO+ = ……………………………………………..…(4.3)

Në lëndën djegëse raporti masor i karbonit është c kilogram, prandaj barazimi stekiometrik

do të jetë:

232 44( ) ( ) ( )16 12

ckg C ckg O ckg CO+ = 2 ………………………………………………...…(4.4)

Duke u nisur nga barazimi (4.1) rezulton se për njëhsimin e bilancit material, ky barazim do

të thotë se 1 mol atom karbon reagon me 1 mol oksigjen dhe gjatë kësaj përftohet 1 mol i

dyoksidit të karbonit ose 12 kg karbon reagojnë me 32 kg oksigjen duke dhënë 44 kg

dyoksid karboni. Siç na është e njohur se 1 mol i cilit do gaz në kushtet normale

(p=101.325 kPa dhe T=293 K) ka vëllimin 22.4 l, duke zavendësuar këtë barazim në

barazimin (4.4) do të kemi:

32

22.4 22.4( ) ( ) ( )12 12 Nckg C C m CO C m CO+ = 3

2

32

…………………………………….…..…(4.5)

ose 3

2( ) 1.867 ( ) 1.867 ( )Nc kg C c m CO C m CO+ = ………………………………...……...…(4.6)

Në mungesë të oksigjenit të mjaftueshëm djegia nuk është e plotë dhe si rezultat i saj

përftohet oksidi i karbonit (CO).

212

C O CO+ = 2 ……………………………………………………………………...….(4.7)

232 281 ( ) ( ) ( )

2 12 12kg C kg O kg CO

x+ = ……………………………………………………(4.8)

ose

43

PUNIM MASTERI

232 28( ) ( ) ( )24 12

ckg C kg O kg CO+ = …………………………………..………………….(4.9)

2( ) 1.333 ( ) 2.333 ( )ckg C ckg O ckg CO+ = ……………………………………………….(4.10)

Djegia e hidrogjenit

2 2 2

2 2

12

322 ( ) ( ) 18 ( )2

H O H O

kg H kg O kg H O

+ =

+ = 2

…………………………………………………….(4.11)

Për djegien e një kilogrami hidrogjen (1 kg H2) dhe raportit masor të hidrogjenit h, në një

kilogram lëndë djegëse, barazimi stekiometrik do të jep masën e nevojshme të oksigjenit

dhe masën e ujit të krijuar.

2 232 181 ( ) ( ) ( )2 2 2

kg H kg O kg H O+ =⋅ 2 …………………………………………………..(4.12)

Hidrogjeni për djegie mund të shfrytëzohet edhe në gjendjen e gazët. Në qoftë se sasirat në

barazimin stekiometrik shprehen në njësitë vëllimore, atëherë kërkohet të definohet gjendja

e gazit. Le të jetë temperatura t = 0 C dhe presion 101.325 kPa dhe raporti vëllimorë i

hidrogjenit për njësinë e lëndës djegëse do të vlej varësia: ( )2,Hr

( ) ( ) (3 3 3

2 222.422.4 22.4

2m m mH O

kmol kmol kmol+ = )2H O …………………………………(4.13)

(2 2 2

3 3 32 2

1( ) ( )2H H Hr m H r m O r m H O+ = )2

2

2

........................................................................(4.14)

- djegia e sulfurit

2S O SO+ → ..................................................................................................................(4.15)

23 ( ) 32 ( ) 64 ( )kg S kg O kg SO+ = ......................................................................................(4.16)

Gjatë djegies së masës së squfurit në një kilogram lëndë djegëse, barazimi stekiometrik do

të jetë:

32

32 64.4( ) ( ) ( )32 32

skg S sm O kg SO+ = 2 ...............................................................................(4.17)

44

PUNIM MASTERI

Sasia e konsumuar e oksigjenit dhe masa e dyoksidit të squfurit të krijuar mund të shprehet

në njësinë vëllimore ashtu që për gazin në presion p=101.325 kPa dhe temperaturë t = 0 0 C

do të vlej:

45

23

2( ) ( ) 2 ( )skg S sm O skg SO+ = ⋅ .....................................................................................(4.18)

Ose

32

22.4 22.4( ) ( ) ( )32 32

skg S s m O s m SO+ ⋅ = ⋅ 32

2

....................................................................(4.19)

3 32( ) 0.7 ( ) 0.7 ( )skg S sm O sm SO+ = ⋅ .............................................................................(4.20)

- djegia e oksidit të karbonit

212

CO O CO+ → 2 ..........................................................................................................(4.21)

23228 ( ) ( ) 44 ( )2

kg CO kg O kg CO+ = 2 ............................................................................(4.22)

Barazimi stekiometrik i djegies së CO në vëllim i pranishëm në një metër kub (1 mCOr 3) të

lëndës djegëse i shkruar në njësitë vëllimore për të gjithë pjesëmarrësit në reaksion do të

jetë: 3 3 3

222.422.4 ( ) ( ) 22.4 ( )

2m m mCO O CO

kmol kmol kmol+ = 2

32

...................................................(4.23)

Apo për raportin vëllimor : COr

( )3 320.5 ( ) ( )CO CO COr m CO r m O r m CO+ = ....................................................................(4.24)

- djegia e hidrokarbureve ( )m nC H

2 2( )4 2m nnC H m O mCO H O+ + = + 2

n ............................................................................(4.25)

2 21 ( )4 2m nnmolC H m molO mmolCO molH O+ + = + 2

n ...................................................(4.26)

3 3 32 2( )

4 2m nn nm C H m m O m CO m H O+ + = + 3

2 ..............................................................(4.27)

PUNIM MASTERI

Gjatë djegies së hidrokarbureve CmHn duhet të dihet formula kimike e kompozimit. Nëse të

gjithë pjesëmarrësit në reaksion janë në gjendje të gazët atëherë gjatë djegies së një metri

kub (1 m3 ) të gazit, koeficientët stekiometrik do të kenë vlerat:

( ) 3 3 32 2( ) ( ) ( )

4 2m n m n m n m nC H m n C H C H C Hn nr C H r m m O mr m CO r m H O⎛ ⎞+ + = +⎜ ⎟

⎝ ⎠2 ..................(4.28)

Këto barazime mundësojnë të njësohet masa e domosdoshme (sasia, vëllimi) i oksigjenit

për djegien e plotë të lëndëve djegëse si edhe masën e produkteve të krijuara të reaksionit

kimik, pra edhe të gazeve të djegies. Në njësimet termoteknike përdoren dy terme për

sasinë e ajrit dhe të oksigjenit për djegie: sasia minimale ose teorike e cila rrjedh nga

barazimet e djegies së komponentëve të djegshëm dhe sasia e vërtetë ose sasia e cila i

përgjigjet karakterit të lëndës djegëse dhe karakteristikave teknike dhe konstruktive të

agregatit (stabilimentit) për djegie. Sasia minimale e oksigjenit (Omin) e nevojshme për

djegie të plotë të lëndës djegëse me përbërje të njohur kimike, gjendje të caktuar agregate si

edhe të raportit të njohur të oksigjenit në lëndë djegëse, njësohet sipas barazimeve:

2min 12 4 32 32 . .

kmolOc h s oOkg l d

⎛ ⎞= + + − ⎜

⎝ ⎠⎟ (4.29)

2min 2.667 8

. .kmolOO c h s okg l d

⎛ ⎞= + + − ⎜

⎝ ⎠⎟ (4.30)

( ) 2min 1.867 5.6 0.7

. .kmolOO c h s okg l d

⎛= + + − ⎜

⎝ ⎠

⎞⎟ (4.31)

46

PUNIM MASTERI

4.2. Konsumi i ajrit për procesin e djegies

Siq është cekur më parë në shumicën e rasteve si burim i oksigjenit të nevojshëm për djegie

shërben ajri.

4.2.1. Konsumi minimal i ajrit

Sasia minimale e ajrit për djegie (Lmin) njësohet duke u nisur nga relacionet e njohura të

përmbajtjes së oksigjenit në ajër. Siq dihet ajri përmban oksigjen në raportet masore 23%,

d.m.th përkatësisht në raporte vëllimore përmban 21% ose . Duke

shfrytëzuar shprehjen për konsumin minimal të oksigjenit në ajër, është e mundur të

njësohet konsumi minimal i ajrit atmosferik për djegien e plotë të komponentëve të

djegëshëm në lëndën djegëse.

20.23Og =

20.21Or =

minmin 0.23 . .

O kgLLkgl d

⎛ ⎞= ⎜

⎝ ⎠⎟ .....................................................................................................(4.32)

3min

min 0.23 . .O mL

kgl d⎛ ⎞

= ⎜⎝ ⎠

⎟ .....................................................................................................(4.33)

4.2.2. Konsumi i vërtetë i ajrit

Në varësi nga gjendja agregate, llojit dhe karakteristikave të tjera të lëndës djegëse,

përzierja e lëndës djegëse me ajër do të realizohet në mënyra të ndryshme në hapësirën

reaktive (skaren). Në praktikë shpeshëherë paraqiten vende me tepricë ose mungesë të

oksigjenit të nevojshmë prë djegie të plotë të lëndës djegëse. Duke u nisur nga mundësia e

cekur në praktikë preferohet që për kushtet reale të djegies së lëndëve djegëse duhet të

sigurohet më tepër ajër (dhe me atë edhe oksigjen) se sasia teorike e nevojshme për

47

PUNIM MASTERI

kryerjene e reaksionit kimik të oksidimit. Konsumi i vërtetë është i lidhur me konsumin

minimal të ajrit nëpërmes koeficientit të tepricës së ajrit (λ) në mënyrën vijuese:

min min;LL L λλ

= = ⋅L .....................................................................................................(4.34)

Sipas të dhënave eksperimentale dhe praktike, vlera e koeficientit të tepricës së ajrit është e

ndryshme për llojet e ndryshme të lëndëve djegëse. Koeficienti i tepricës së ajrit paraqet

raportin midis konsumit të vërtetë (L) dhe atij teorik (Lmin).

min

LL

λ = .....................................................................................................................(4.35)

Djegia e lëndëve djegëse realizohet ashtu që koeficienti i tepricës së ajrit të jetë më i madhë

se një . Në rast kur koeficienti i tepricës së ajrit është më i vogël se një

djegia e lëndës djegëse nuk është e plotë. Gjatë kësaj djegie karboni i

pranishëm në lëndën djegëse pjesërisht kalon përveq në CO

( 1λ > )

) )

2

( 1λ < ( 1λ <

2 edhe në CO. Proceseve të

djegies në këto kushte duhet shmangur, përveq proceseve të cilat shfrytëzohen për

përpunimin e lëndëve djegëse. Në njësimet stekiometrike përqindja e gazeve të inerta të

cilat hyjnë në përbërjen e ajrit parimisht i shtohet përmbajtjes së azotit, ashtu që zakonisht

mirret se përmbajtja e azotit në ajër është 79% përqindje vëllimore, ndërsa 21% vëllimore

të oksigjenit. Tek gazet ideale raportet molare dhe vëllimore janë të njejtë, nga raporti i

përmbajtjes së azotit ndaj përmbajtjes së oksigjenit të shprehura në % vëllimore njësohet

raporti i tyre molar d.m.th. 79/21=3,26. Nga kjo rezulton se në ajër në 1 mol oksigjen vjen

3.76 mole azot. Prandaj barazimi stekiometrik i djegies së karbonit me ajër do të jetë:

2 23.76 3.76C O N CO N+ + = + .................................................................................(4.36)

Nga barazimi (4. 36) rezulton se për djegien e 12 g karbon nevojiten 32 g oksigjen me të

cilin sjellen 3.76x28=105.28 g azot, ndërsa sasia e nevojshme e ajrit për djegien e 12 g

karbon është 137.28 (O2 +N2=32+105.28). Lëndët djegëse të gazta zakonisht janë përzierje

e shumë komponentëve nga të cilat disa janë të djegëshëm dhe një pjesë e padjegshme.

Komponentet themelore të djegshme të lëndëve djegëse janë hidrogjeni, oksidi i karbonit

dhe hidrokarburet e gazëta. Përveq komponentëve të djegshme lëndët djegëe të gazta

shpeshëherë përmbajnë azot, dyoksidin e karbonit dhe avullin e ujit. Përbërja e lëndëve

djegëse të gazta në shumicën e rasteve shprehet në përqindje vëllimore të të gjitha

48

PUNIM MASTERI

komponentëve veçmas. Sasia e nevojshme e oksigjenit dhe ajrit për djegien e

komponentëve më të rëndësishme të lëndëve djegëse të gazta njësohet përmes barazimeve

stekiometrike.

49

2

2N

2

2 2 20.5 1.88 1.88CO O N CO N+ + = + ........................................................................(4.37)

2 2 2 20.5 1.88 1.88H O N H O+ + = + ........................................................................(4.38)

2 2 2 22 2 3.76 7.52CH O N CO H O N+ + ⋅ = + + ...........................................................(4.39)

4 10 2 2 2 2 26.5 6 3.76 4 5 24.44C H O N CO H O N+ + ⋅ = + + ..............................................(4.40)

PUNIM MASTERI

50

5. PRODUKTET E DJEGIES SË LËNDËVE DJEGËSE DHE

PËRBËRJA E TYRE

Me djegien e lëndëve djegëse krijohen produkte në formë të tymërave dhe zgjyra. Për këtë

arsye gjatë projektimit të stabilimenteve duhet projektuar që në mënyrë të pandërprerë nga

hapësira e djegies të largohen gazet e liruara dhe mbeturina (zgjyra). Nga kjo rezulton se

gjatë projektimit të stabilimenteve të tilla termodinamike duhet të jetë e njohur masa i

produkteve të djegies. Masa e zgjyrës së përftuar është proporcionale raportit masorë të

substancave të padjegshme në lëndë djegëse. Duke u nisur nga përbërja e njohur e qymyrit

lehtë mund të njësohet përbërja kimike e afërt e zgjyrës. Zgjyrën parimisht e përbëjnë

oksidet dhe sulfatet e metaleve alkalino tokësore. Nëse zgjyra nuk përdoret për qëllime të

caktuara (rasti i KEK-ut) ajo zakonisht deponohet në deponi të caktuara. Në kohët e fundit

preferohet rekultivimi i hapësirave të deponive duke ju shtuar shtresave të caktuara të

dheut. Masa e zgjyrës (hiri + qymyri i padjegur) gjatë procesit të djegies drejtpëdrejtë varet

nga shkalla e djegies së komponentëve të djegshëm në qymyr. Prandaj gjatë procesit të

djegies duhet të sigurohet sasia e mjaftueshme e oksigjenit (ajrit) që djegia të jetë e plotë.

Në figurën 5.1 është paraqitur skema e thjeshtë e djegies së lëndëve djegëse e cila

mundëson paraqitjen e bilancit material të pjesëmarrësve në procesin e djegies.

Gjatë djegies së plotë të 1 kg karbon mesatarisht përftohen 33.9 MJ energji në formë të

nxehtësisë, ndërsa në rast të djegies jo të plotë të 1 kg karbon dhe krijimit të CO përftohet

vetëm 10 MJ energji në formë të nxehtësisë.

Në rastin e qymyrit të basenit të Kosovës, kjo sasi e liruar e nxehtësisë është diçka më e

vogël për shkak të cilësisë së dobët të qymyrit. Sasia e përftuar e hirit gjatë procesit të

djegies, po ashtu varet nga lloji i lëndës djegëse, p.sh. qymyri i basenit të Kosovës përmban

mesatarisht 18% hi, llogaritur në masën e qymyrit të djegur. Kjo sasi e hirit zakonisht është

më e madhë për shkak se në kushtet ekzistuese të TC “Kosova" është shumë vështirë të

realizohet djegia e plotë e qymyrit.

PUNIM MASTERI

Fig 5. 1. Skema teknologjike e djegies2

Gjatë procesit të djegies së lëndëve djegëse duhet bërë përpjekje që të realizohet djegia e

plotë e substancave të djegshme në lëndën djegëse. Në gazet e djegies parimisht gjenden:

dyoksidi i karbonit (CO2), uji (H2O), dyoksidi i squfurit (SO2), azoti dhe oksigjeni i

pashfrytëzuar në procesin e djegies. Nëse procesi i djegies është i plotë pa tepricë të ajrit,

d.m.th koeficienti i tepricës së ajrit është i barabartë me një, λ=1 ( që shumë rrallë ndodhë)

në gazet e djegies nuk gjendet oksigjeni i lirë.

Gazet e liruara gjatë procesit të djegies (rasti i termocentraleve në Kastriot) nëpër tymtar

largohen në atmosferë. Këto gaze të liruara gjatë procesit të djegies, duhet të pastrohen për

të parandaluar procesin e ndotjes së mjedisit jetësor. Për pastrimin e këtyre gazeve përdoren

filtrat, por efekti i tyre nuk arrinë vlerat e caktuara të largimit të kokrrizave të ngurta (nëpër

tymëtarët e termoelektranave të KEK-ut lirohen sasira të mëdha të kokrrizave, për shkak të

mos punës efikase të filtrave, të cilat lëshohen në atmosferë). Për shkak të ndotjes enorme

të mjedisit jetësor, me gazet e tymëtarëve dhe hirit, qytetarët e Lajthishtes dhe të tjerët

kërkojnë shpërngulje në vende më të sigurta nga ndotja. Për ta parandaluar ndotjen e

atmosferës, kërkohet të njësohen (përcaktohen) masa dhe vëllimi i gazeve të tymëtarëve.

Në figurën 5. 2 është ilustruar ndotja e mundshme të ambientit me gasra në vitet e

ardhshme si dhe shtetet prej të cilave pritet më tepër ndotje9.

51

PUNIM MASTERI

Fig 5. 2. Shtetet të cilat priten që të ndotin ambientin në të ardhmën9

Për këtë qëllim shfrytëzohen barazimet stekiometrike të djegies si dhe analizat kimike. Të

sypozojmë se procesit të djegies i nënshtrohet sasia prej 1 kg lëndë djegëse në kushtet

stacionare, atëherë në bazë të bilancit të masës mund të shkruajmë:

52

amin1 a 1m L Lλ= + − = + − ........................................................................................(5.1)

Përbërja kimike e gazeve zakonisht përcaktohet me analizatorët e gazeve. Por në raste kur

është e njohur përbërja kimike e lëndëve djegëse dhe koeficienti i tepricës së ajrit, masa dhe

vëllimi i gazit mund të përcaktohen drejtpërsëdrejti nga barazimet stekiometrike të djegies

së lëndës djegëse.

PUNIM MASTERI

5.1. Produktet e djegies së linjitit të Kosovës

Sipas barazimeve të cilat u trajtuan në kapitullin 4 disa komponente do të jënë të pranishme

në gazet e djegies në vlerat e varura nga përbërja kimike e lëndëve djegëse në gjendje të

ngurtë dhe të gastë. Me djegien e karbonit të pranishëm në lëndën djegëse në raport masor

c, përftohet dyoksidi i karbonit (CO2) në sasinë:

2

244 3.66712 . .CO

kgCOm ckgl d

⎛= = ⎜

⎝ ⎠

⎞⎟ ....................................................................................(5.2)

dhe vëllimin:

2

3222.4 1.867

12 1 . .COm COV c ckgl d

⎛ ⎞= = ⎜ ⎟

⎝ ⎠

Vëllimi i ujit në temepraturë 0 0 C dhe p=101.325 kPa i cili lirohet gjatë procesit të djegies,

njësohet sipas barazimit:

( ) (2

22.4 22.4 22.4 9 1.245 92 18 18H OV h CO h w h= + = + = + )w .........................................(5.3)

Nga barazimi (5.3) shuma (9h+w) paraqet masën 3

2

. .m H Okgl d

⎛⎜⎝ ⎠

⎞⎟ e ujit të liruar gjatë djegies së

1 kg lëndë djegëse.

2

329

. .H Om H Om h wkgl d

⎛ ⎞= + ⎜

⎝ ⎠⎟ ............................................................................................(5.4)

Uji në gazet e tymëtarëve rrjedhë nga lagështira në lëndën djegëse (qymyri i Kosovës

përmban rreth 48 % lagështi), lagështira e ajrit të shfrytëzuar si dhe nga reaksionet e djegies

së hidrogjenit. Duke u nisur nga barazimi (5.4) rezulton se në të nuk është përmbajtur uji i

sjellur me ajrin e njomë ose i sjellur në forma të tjera. Kjo sasi e ujit mund të njësohet me

ndihmën e koeficientit të tepricës së ajrit dhe gjendjes së ajrit si edhe në normat teknike mbi

masën e nevojshme të ujit të sjellur për të qenë procesi i djegies më efikas. Squfuri i

pranishëm në lëndën djegëse gjatë djegies parimisht kalon në dyoksid. Masa dhe vëllimi i

dyoksidit të squfurit të krijuar njësohet sipas barazimeve:

2

264 232 . .SO

kgSOm s skgl d

⎛= = ⋅ ⎜

⎝ ⎠

⎞⎟ ........................................................................................(5.5)

dhe

53

PUNIM MASTERI

2

3222.4 0.7

32 . .SOm SOV skgl d

⎛= = ⎜

⎝ ⎠

⎞⎟ ......................................................................................(5.6)

Në gazet e djegies të pranishëm janë edhe azoti i sjellur me ajër dhe oksigjeni i

pakonsumuar gjatë procesit të djegies. Nëse është i njohur koeficienti i tepricës së ajrit

( )λ dhe kemi të bëjmë me djegie të plotë, sasia totale e azotit në gaze njësohet sipas

barazimit:

2

2min0.77 0.77

. .NkgNm L n nkgl d

λ⎛

= + = + ⎜⎝ ⎠

⎞⎟ .....................................................................(5.7)

ndërsa vëllimi:

2

32

min22.40.79 0.79 } 0.828 . .N

m NV L n nkgl d

λ⎛ ⎞

= + = + ⎜⎝ ⎠

⎟ ........................................................(5.8)

Sasia e oksigjenit në gazet e djegies rezulton nga ajri i sjellur dhe oksigjeni i përmbajtur në

lëndën djegëse. Masa dhe vëllimi i tij njësohen sipas barazimeve:

( )2

2min0.23 1

. .OkgOm Lkgl d

λ⎛

= − ⎜⎝ ⎠

⎞⎟ ...................................................................................(5.9)

( )2

32

min0.21 1. .O

m OV Lkgl d

λ⎛

= − ⎜⎝ ⎠

⎞⎟

L

....................................................................................(5.10)

Duke u nisur nga barazimet (5.1 – 5.9) për 1 kg lëndë djegëse masa e gazeve të liruara

mund të jetë:

( )2 2 2 2 2

1

min3.667 9 2 0.8 0.21 1

k

k CO H O SO N Oi

m m m m m m m

c h w s n Lλ=

= = + + + +

= + + + + + −

∑ ..........................................................(5.11)

Vëllimi i gazeve të djegies së 1 kg lëndë djegëse të ngurtë ose të lëngët në t = 0 0 C dhe

presion p = 101.325 kPa do të jetë:

( ) ( )2 2 2 2 2

1

min min1.867 1.245 9 0.7 0.79 0.8 0.21 1

k

k CO H O SO N Oi

V V V V V V V

c h w s L nλ λ=

= = + + + +

= + + + + + + −

∑ ........................(5.12)

Nëse dihet masa e gazeve të djegies (m), vëllimi(V), lehtë mund të gjendet , njësohet

vëllimi i hapsirës së djegies, diametri i gypave për sjelljen e ajrit dhe largimin e gazeve.

54

PUNIM MASTERI

55

5. 2. Temperatura e djegies së lëndëve djegëse

Pas ndezjes së lëndës djegëse, reaksioni kimik (djegia) e lidhjes së oksigjenit me

komponentet e djegshme të lëndës djegëse vazhdohet me shpejtësi të madhe por

përfundimtare. Procesi i djegies mund të jetë homogjen (gaz+gaz) ose heterogjen (trupi i

ngurtë +gazi ose lëngu +gazi). Në varësi nga kjo, dinamika e procesit dhe me atë edhe

shpejtësia e reaksionit kimik do të përcaktohet me shpërndarjen e nxehtësisë dhe bartjen

difuzive të substancave të cilat reagojnë. Nëse shpejtësia e reaksionit kimik është e madhe

kundrejt shpejtësisë së shpërndarjes së nxehtësisë ose shpejtësisë së difundimit të

substancave para së gjithash oksigjenit, shpejtësia rezultuese e procesit të djegies së lëndës

djegëse do të përcaktohet me procesin më të ngadalshëm ose me shpejtësinë e shpërndarjes

së nxehtësisë si dhe në disa raste me shpejtësinë e difundimit së substancave. Për të sjellur

lëndën djegëse në gjendje të ndezjes, asaj është e domosdoshme ti sillet energjia për

nxehjen e saj deri në temperaturën e ndezjes.

Afiniteiti reaktiv i lëndës djegëse përcaktohet me energjinë e aktivizimit. Energjia e

aktivizimit paraqet sasinë minimale të nxehtësisë të cilën duhet sjellur njesisë së sasisë së

lëndës djegëse për t’i ngritur nivelin energjetik të molekulave në të cilin shpërbëhen lidhjet

ndërmolekulare dhe të sigurohet reaksioni kimik i substancave të djegshme në lëndën

djegëse me oksigjen. Niveli energjetik i molekulave i cili siguron ndezjen e lëndës djegëse

varet nga lloji i lëndës djegëse. Temeperatura e djegies ose siç është e njohur në praktikë

temperatura e flakës, është temperaturë maksimale të cilën e arrijnë produktet e djegies në

zonën e reaksioneve intensive. Temperatura e djegies përveq llojit të lëndës djegëse varet

edhe nga aftësia e saj termike, nga raporti ajër-lëndë djegëse, nga cilësia e përzierjes së

lëndës djegëse me ajër dhe nga këmbimi i nxehtësisë me mjedisin. Përcaktimi i

temepraturës së djegies duke prfshirë faktorët e sipërcekur do të ishte shumë i përbërë dhe

praktikisht i parealizushëm. Për të thjeshtuar ecurinë e përcaktimit të djegies aprovohet

mundësia:

1. Procesi i djegies zhvillohet në kushte adiabatike,

2.Ajri dhe lënda djegëse idealisht janë të përziera.

PUNIM MASTERI

Duhet të ceket se e tërë nxehtësia e cila lirohet në procesin e djegies i dorëzohet produkteve

të djegies. Në realitet procesi i djegies është i shoqëruar me humbje të nxehtësisë ashtu që

temperatura e vërtetë është e ultë për: 20 – 25 0 C nga temperatura teorike e djegies së

lëndës djegëse. Në shumicën e stabilimenteve industriale dhe në amvisni djegia e lëndëve

djegëse realizohet në kushtet izobarike (p=konst). Të supozojmë se procesit të djegies i

nënshtrohet njësia e masës së lëndës djegëse (ml.d.) dhe masa e vërtetë e nevojshme e ajrit le

të jetë (L), ndërsa masa e gazeve të tymtarit (m), ndërsa sasia e liruar e nxehtësisë është e

barabartë vlerës së poshtme termike (qp). Për sistemin e tillë të hapur termodinamik në

kushtet stacionare do të vlej:

56

),r r

+

a+

THi

( ) ( ) (. . ,l d pp p p p r rm q m h p T m h p TcvQ• • • •

= −∑ ∑ ...................................................(5.13)

Ku paraqet entalpinë e produkteve të procesit kimik (gazet e tymëtarëve+hiri),

ndërsa shuma paraqet entalpinë totale të reaktantëve (ajri +lënda djegëse).

p pm h•

∑

r rm h•

∑

Në qoftë se për gjendjen referente aprovohet (mirret) se Tref = 0 dhe entalpia e substancës

në këtë gjendje është Href(p, Tref) = 0 atëherë do të vlej:

- Për reaktantët (ajër+lëndë djegëse)

( ) ( ) min,i i i i i i ref c g pL L g gm h p T m h p T Lh h L c T c Tλ− = + =∑ ∑ ...................................(5.14)

- Për produktet (gazet e tymëtarëve +hiri)

( ) ( ) ( )min, 1j j j j j ref a p am hj p T m h p T mh ah a L c T ac Tλ− = + = − +∑ ∑ ..................(5.15)

Bilanci termik i procesit të djegies adiabatik mund të paraqitet edhe me barazimin:

0

dTR iH ν−Δ = Δ Δ∑ ..................................................................................................(5.16)

0

dTi THiνΔ Δ∑ - entalpia e produkteve të djegies në temperaturën e djegies Td

Në qoftëse kryhet parangrohja e ajrit dhe lëndës djegëse në barazimin e bilancit termik

(5.16) bënë pjesë edhe entalpia e parangrohjes së ajrit.

Duke u nisur nga kjo mund të shkruajmë:

PUNIM MASTERI

a . .

0 0 0a . .

dl d TT TR l d iT T T

H H H Hiν−Δ + Δ + Δ = Δ Δ∑ .................................................................(5.17)

Entalpitë vetanake të prangrohjes së ajrit dhe lëndës djegëse si dhe entalpia e produkteve të

djegies, njësohen nëpërmjet barazimeve:

( ) ( ) (0

0

2 2 3 30 02 3

TT

p iTT

b cHi c dT a T T T T T TΔ = = − + − + −∫ )0

⎞⎟

............................................(5.18)

ose nëpërmjet të kapaciteteve të mesme molare termike për intervalin e temperaturave

T

_

pic⎛⎜⎝ ⎠

0 deri T, d.m.th.:

(0

_

0T

piTHi c T TΔ = − ) ....................................................................................................(5.19)

Në procesin e djegies në flakë përveq reaksioneve ekzotermike të oksidimit zhvillohen edhe

reaksionet e shpërbërjes (disocimit) të produkteve të djegies. Në flakë për shkak të

temperaturës së madhe, shepejtësia e reaksionit është shumë e madhe, ashtu që mund të

konsiderohet se koha e qëndrimit të gazeve në zonën reaktive është mjaft e madhe për tu

arritur bashkëveprim kimike dhe që përbërja e gazeve të djegies në temepraturën e djegies i

përgjigjet përbërjes baraspeshore. Reaksionet e shpërbërjes zakonisht janë të shoqëruara me

shtimin e vëllimit, ashtu që shtimi i presionit në komorën e djegies sjellë deri te zvogëlimi i

shkallës së shpërbërjes. Njësimi i temperaturave baraspeshore të djegies fillon me

përcaktimin e përbërjes së produkteve të djegies me ndihmën e së cilës pastaj njësohet

nxehtëia e reaksionit ( ) . RHΔ

Nëse temperatura e djegies shkakton shpërbërjen pambarimisht të vogël ose të dobët të

produkteve të djegies, gjatë njësimit të përbërjes së gazeve të djegies ajo lehet pasdore. Por

kur temperatura e djegies është e madhe lënia pas dore e disocimit të produkteve të djegies

shkakton devijime shumë të mëdha. Në rastin e dytë kur te njësimi i përberjes së gazeve të

djegies mirret në konsideratë shpërbërja, një pjesë e energjisë kimike të lëndës djegëse

mbetet në produktet e djegies. Për këtë arsye sasia e nxehtësisë e cila lirohet në procesin e

djegies për përzierjet e njëjta të lëndëve djegëse ëhstë me e vogël se sa në aspektin

paraprak, ashtu që temperatura baraspeshore është më e vogël se sa ajo teorike.

Temperatura teorike e djegies përfitohet duke u bazuar në entalpinë e reaktantëve të

57

PUNIM MASTERI

djegies. Temperatura teorike (adiabatike) e djegies përfitohet duke djegur njësinë e masës

së lëndës djegëse.

Temperatura teorike e djegies do të jetë:

( ) ( ) ( )min . . . .

min min min1 a 1 a 1 ap pL L l d l d a a

p p p

q L c T c T ac TTL c L c L c

λλ λ λ

+= + −

− + − + + +.................................(5.20)

Barazimi (5.20) shfrytëzohet për të njësuar temperaturën e djegies për të gjitha llojet e

lëndëve djegëse. Ky barazim jep mundësinë për të vlerësuar ndikimin e madhësive

vetanake në temepraturën teorike të djegies së lëndëve djegëse. Kështu temperatura e

djegies do të jetë më e madhe për lëndët djegëse me aftësi më të madhe termike ( ) . pq

58

PUNIM MASTERI

6. SULFURI I CILI ËSHTË I PRANISHËM GJATË

DJEGIES SË LINJITIT Gjatë djegies së linjitit aty kemi të pranishëm edhe sulfurin dhe mund të paraqitet në forma

të ndryshme:

• Sulfatet e sulfurit (Të padjegshme)

• Sulfuri organik dhe piretik (i djegëshëm)

• Sulfuri i përgjithëshëm që i mbështjellë të gjitha format e sulfurit.

Koncentrimi i sulfurit të përgjithëshëm sillet mbi 1% në të gjitha rezervat minerare10. Në

figurën 6.1 është paraqitur diagrami i varësisë së në mes të sulfurit të djegëshëm dhe

sulfurit total.

Fig 6. 1. Relacioni në mes të sulfurit të përgjithëshëm dhe sulfurit të djegur10

6.1. Oksidi i sulfurit i cili lirohet nga tymtarët gjatë

djegies së linjitit Oksidi i sulfurit është një komponim kimik me rëndësi i cili lirohet gjatë procesit të djegies

në termoelektrane. Formohet në të gjitha proceset e djegies së linjitit. Në kuadër të

komplekseve të KEK së bashku me (NOx) lajmërohen në formë të emisionit më të madhë

gjatë djegies së linjitit në tymëtarët e termocentraleve, ngrohtores, gjatë djegies të gazrave

59

PUNIM MASTERI

të hedhura të gazifikimit në flakën e madhe si dhe nga paisjet për përfitimin e acidit nitrik.

Faktorët që ndikojnë në shkallën e emisionit të SO2

Gjatë procesit të djegies së linjitit janë:

• Temperatura dhe

• Lloji dhe përbërja kimike e linjitit.

Në bazë të hulumtimeve eksperimentale është vërtetuar se emisioni i SO2 i cili sajohet gjatë

procesit të djegies së linjitit është në varësi direkte nga temperatura e ndezjes.

Përkatësisht me rritjen e temperaturës shkaktohet rritja e emisionit të SO2 dhe atë gjer në

temperaturën 12500 C ku e arrinë vlerën e fundme.

Fig 6. 2.Ttymtarte të KEK –ut gjatë punës së Termoelektranave11

Përkatësisht për emisionin e SO2 gjatë procesit të djegies së qymyrit është fondament

përshkrues i emisionit vetë temperatura e ndezjes e jo vlera e përmbajtjes së sulfurit të

ndëzshëm që gjendet në qymyr. Është vërtetuar gjatë procesit të ndezjes së qymyrit gjer në

temperaturën 8000 C emitohet sulfuri i ndezëshëm nga qymyri, përkatësisht ai inorganik

dhe piritor. Në temperatura mbi 8000 C vie deri tek dekompozimi si dhe emitimi i lidhjes

iorganike, kryesisht i formës së sulfatit të sulfurit.

Emisioni i SO2 në masë të madhe varet edhe nga lloji dhe përbërja kimike e qymyrit, si dhe

formës së sulfurit që gjendet në qymyr. Nëse përcillet shkalla e emisionit të SO2 varsisht

nga temperatura e ndezjes dhe lloji i qymyrit, në rastin tonë për linjit, atëherë do të arrijmë

60

PUNIM MASTERI

në ca vlerësime valide: varësia e emitimit të SO2 ndaj temeperaturës së ndezjes në interval

800-1250 0 C (interval që kryhet procesi i ndezjes) do të ketë varësi lineare.

Në këtë interval temperature 800 – 12500 C do të kemi rritje konstante të shkallës së

emisionit të SO2. Në temperaturën 12500 shkalla e emisionit të SO2 arrinë vlerën

maksimale. Shkalla e emisionit të SO2 në formë direkte varet nga temperatura e ndezjes së

qymyrit. Me rritjen e temperaturës së ndezjes rritet edhe shkalla e emisionit të SO2 gjer në

12500 C.

Fig 6 . 3. Varësia e shkallës së emisionit të SO2 nga temperatura12

6.2. Reaksionet kimike të desulfurimit

Me rastin e oksidimit të linjitit në skarë vjen deri te oksidimi i sulfurit në SO2 dhe SO3 të

cilët së bashku me gazet tymyese lirohen në atmosferë. Gjatë reaksioneve të oksidimit e më

vonë gjatë daljes nga komora ndezëse SO2 reagon me CaO, i cili fitohet me kalcinimin e

CaCO3 duke dhenë CaSO4.

Sulfati i kalciumit i fituar së bashku me hirin del në elektrofiltër deri te bunkerët e hirit prej

nga me anë të transportuesit shiritor dërgohet në depon e mbeturinave.

61

PUNIM MASTERI

62

ekanizmi i desulfurimit mund të ipet në këtë mënyrë:

CaO +SO 1/ 2 500[ / ]O CaSO H kJ mol+ → = −

Fig 6. 4. Mekanizmi i desulfurimit

undësia e depërtimit të qymyrit me pikë shumë të ulët të shkrirjes deri te hiri sjelle deri te

së sipërfaqeve nxehëse të kazaneve për që arsye duhet që

i

2

2 4 44 2 4 4 2CaS CaSO CaO SO

CaSO C CaO SO CO+ → +

+ → + +

Sypozohet se redukimi i CaSO4 deri në CaS bëhet përmes CO i cili fitohet në temperaturë

dukshëm rritet mundësia e zhvillimit të reaksionit NOx.

ëlimi i

M

3 2 H=178[kJ/mol]CaCO CaO CO→ +

2 2 4

12

M

efektet e shumëfishta negative.

Mundësohet procesi i gërryerjes

të mbahen temperatura të larta në skarë që të mund të vazhdojnë procesi. Në temperatura të

larta mbi 9000 C vjen deri te pasivizimi i CaO për shkak të mbylljes së poreve në të cilat

zhvillhoet reaksioni, në këtë mënyrë shkalla e desulfurimit zvogëlohet në mënyrë rapide.

Në varësi nga sasia e karbonit të lirë dhe nga temperatura e skarës zhvillohet reaksioni

reduktimit të CaSO4 deri në CaO dhe SO2 sipas reaksionit12:

4 22 2CaSO C CaS CO+ → +

4 2

4 2

më të lartë se 7000 C. Prania e SiO2, Al2O3, Fe2O3 shpejtojnë reaksionin e përfitimit të SO2

nga CaSO4 në prani të CO.

Në temperatura mbi 9000 C

Nëse vjen deri te rritja e temperaturës së gazeve dalëse mbi 2500 C vjen deri te zvog

efikasitetit të elektrofiltrit.

PUNIM MASTERI

63

7. PARAQITJA E REZULTATEVE TE CILAT I KAMË

Rezultatet e dhëna në tabelat e mëposhtme para esin të dhënat lidhur me kualitetin e linjitit

dhe

me sa vijon:

Tabela 7.1. Të dhënat që kanë të bëjnë me cilësinë e linjitit.

III IV V

KALKULUAR NË MËNYRË ANALITIKE.

q

por paraqiten edhe emisionet e ndryshme të gazrave në atmosferë.. Kalkulimet janë bërë

për pesë raste të ndryshme dhe që të gjitha këto raste kanë dhënë rezultate të ndryshme.

Rezultatet të cilat janë fituar në mënyrë analitike janë pasqyruar në formë tabelare si

me anë të diagrameve të ndryshme.

Tani po i paraqesim format tabelare

Nr Cilësia e thëngjillit Shkurtesa Përqindja I II 1 Lagështia w % 45 4 41 4 43.7 5.2 4.6 .7 2 Hiri a % 15.7 15.5 21.3 15.8 17.2 3 Karboni c % 22.7 23.4 15.5 16.8 23.1 4 Hidrogjeni h % 1.78 2 2.1 1.8 2.1 5 Oksigjeni o % 9.26 9.26 9.26 9.26 9.26 6 Azoti n % 0.57 0.57 0.57 0.57 0.57 7 Sulfuri s % 0.6 0.3 0.3 0.3 0.3

Tabela 7.2. Të dhënat të cilat kanë të bëjnë me harxhimin specifik të thëngjillit dhe

1.48 1.58 1.32 1.26

për peshën e gasërave të thata në dalje të tymëtarëve

1 Hargjimi specifiki thëngjillit t/MW 1.152 Pesha e gasërave të thata në dalje kg/kg. l 4.2 4.7 4.5 4.7 4.2

PUNIM MASTERI

00.20.40.60.8

11.21.41.61.8

1 2 3 4 5

t

t/MW Hargjimi specifik i

thëngjillit t/MW

Fig 7.1. Diagrami i hargjimit specifik të thëngjillit në varësi prej kohës

3.9

4

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

4.7

4.8

1 2 3 4 5

Pesha e gasërav e të

thata në dalje kg/kg. l

kg/kg.l.d

t

Fig 7.2. Pesha specifike e gasrave në dalje të tymtarëve

64

PUNIM MASTERI

Rezultatet e fituara në mënyrë analitike gjatë kalkulimeve janë dhënë në tabelën vijuese.

Këtu janë dhënë tri rste të veçanta të shpenzimit të komponentëve përkatëse në: kg/kg. L,

t/MWh dhe t/h. Vlenë të ceket se për këto raste janë bërë kalkulimet në mënyrë të veqantë

dhe për çdo njërin rastë janë fituar rezultate të caktuara. Pos këtyre jemi marrë edhe me

përcaktimin e emisioneve të mundshme të tri komponentëve, por me rëndësi është të ceket

se te rasti i përcaktimit të oksideve të azotit jemi shërbyer me dy forma të mundshme të

përcaktimeve me atë të Carl Brows dhe SI’ 84.

Tabela 7.3. Rezultatet e fituara në mënyrë analitike gjatë kalkulimeve që i kamë bërë

Komponentet Njësia I II III IV V CO2 kg/kg.l 0.83 0.858 0.568 0.615 0.84 CO2 t/MWh 0.95 1.27 0.857 0.813 1.067 CO2 t/h 326 262 191 187 213.1 Emisioni i CO2 g/m3n 271 256 181 182 206.5 SO2 kg/kg.l 0.012 0.006 0.006 0.006 0.009 SO2 t/MWh 0.014 0.009 0.009 0.008 0.009 SO2 t/h 4.7 1.8 1.9 1.8 1.843 Emisioni i SO2 mg/m3n 1096 490 511 497 499.5 Emisioni I NOx sipas Carl Bros mg/m3n 1450 1128 1245 1123 1166 Emisioni I NOx sipas SI' 84 mg/m3n 326 291 304 291 295.8

Emisioni i CO2

0

50

100

150

200

250

300

1 2 3 4 5

t

g/m

3n

Emisioni i CO2g/m3n

Figura 7.3. Diagrami i emisioneve të CO2 gjatë djegies së linjitit

65

PUNIM MASTERI

0

200

400

600

800

1000

1 2 3 4 5

t

mg/

m3n

Emisioni i SO2mg/m3n

Figura 7.4. Diagrami i emisioneve të SO2 gjatë djegies së linjitit

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1 2 3 4 5t

mg/

m3n

Emisioni I NOx sipas

Carl Bros mg/m3n

Emisioni I NOx sipas SI'

84 mg/m3n

Figura 7.5. Diagrami i emisioneve të NOx gjatë djegies së linjitit

66

PUNIM MASTERI

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1 2 3 4 5

koha (t)

Emis

ione

t në

mg/

m3n

Emisioni i CO2

g/m3n

Emisioni i SO2

mg/m3n

Emisioni I NOx sipas

Carl Bros mg/m3n

Emisioni I NOx sipas

SI' 84 mg/m3n

Figura 7.6. Paraqitja e të dhënave për emisionet e tri

i komponentëve të fituara në mënyrë analitike

67

PUNIM MASTERI

68

8. DISKUTIMI I REZULTATEVE

Nga paraqitja dhe shikimi i diagrameve dhe tabelave të dhëna në këtë punim bazuar në

kalkulimet që kamë bërë mund të konkludojmë si në vijim:

• Llogaritja e emisioneve të CO2 është e bazuar në cilësinë e thëngjillit të Kosovës

duke u bazuar në raportet stekiometrike të reaksionit kimik. Lirimi i këtij gazi në

atmosferë ndikon në mënyrë direkte në të ashtuquajturën ngrohje globale dhe për

këtë arsye preferohet që këto vlera të emisioneve të liruara të jenë sa më të vogla.

• Emisionet e SO2 janë po ashtu të bazuara në cilësinë e thëngjillit dhe analizën e

plotë gjatë djegies. Sipas standardeve Europiane emisionet e SO2 varen nga

kapaciteti termik dhe vjetërsia e TC (vlerat < 200 mg/m3N). për objektet më të reja

se 2002 dhe < 400 mg/m3N për ato objekte që janë më të vjetra se 2003 dhe

kapacitet > 500 MWh. Është me rëndësi të ceket se në rastin tonë janë disa vlera të

cilat i kalojnë vlerat e lejuara gjë që është e ndaluar më norma ndërkombtare.

• Lidhur me përcaktimin e Azotit dhe ujit këtu është dhënë vetëm metoda e

përcaktimit të tyre në mënyrë analitike, kurse të dhëna konkrete nuk janë marrë nga

ndonjë mostër e analizuar.

• Në këtë punim është dhënë edhe përcaktimi i oksideve të azotit dhe emisioneve të

shkaktuara nga këto okside.

• Emisioni i NOx po ashtu bazohet në ato kondita në të cilat bazohet edhe emisioni i

CO2 dhe SO2, por këtu është me rëndësi të ceket se kemi marrë dy raste:

1. Rasti i parë bazohet në të dhënat e llogaritura sipas institutit Carls Brows

dhe

2. Rasti i dytë i cili bazohet nga të dhënat e llogaritura bazuar në SI ‘ 84.

• Bazuar në të dhënat të cilat janë krahasuar me SI ‘ 84 mund të themi lirisht se në

asnjë rast nuk e kemi kaluar kriterin i cili është i përcaktuar me rregulla standard, e

që nuk guxon ta kalojë kufirin <500 mg/m3n.

• Në bazë të kalkulimeve që janë bërë mund të themi se rezultatet me ndotje në

shumicën e rasteve i kalojnë kufijt e lejuar dhe në këtë mënyrë mund të themi se e

PUNIM MASTERI

69

rrezikojnë zhivillimin e jetës normale për botën e gjallë bimmore, shtazore dhe

njerzore në tokë në ato vende ku janë të pranishme këto gasra të cilat lirohen nga

tymëtarët e ndryshëm si ç’është rasti te KEK –u.

• Pasojat të cilat mund të vijnë si shkak i këtyre gasrave janë: shirat acidike, mjegullat

e ndryshme dhe smogu fotokimik, që të gjitha këto janë shumë me rëndësi për

çrregullimet e jetës së gjallë në tokë.

PUNIM MASTERI

70

9. PËRFUNDIMI Bazuar në materialin i cili është shtjelluar gjatë këtij punimi si dhe në bazë të kalkulimeve

që janë bërë kemi ardhur deri te ky përfundim:

Shfrytëzimi i lëndës së parë në Kosovë, fjala është për linjit të bëhet në mënyrë sa

më të drejtë dhe sa më racionale.

Kur është fjala për djegien e linjitit në bazë të këtij punimi është kuptuar se gjatë

djegies lirohen sasi të mëdha të emisioneve gasrave të ndryshme që në shumicën e

rasteve i kalojnë kufijtë e lejuar dhe në këtë mënyrë paraqesin rrezik për ambientin

ku jetojmë.

Duke marrë parasysh se vlerat e mëdha të emisioneve të CO2 mund të qojnë në të

ashtuquajturën ngrohje globale dhe kjo do të ketë pasoja katastrofale për tërë botën

është e nevojshme që të shkohet në hapa serioz të cilët ndikojnë në ndalimin apo

zvogëlimin e këtyre emisioneve në atmosferë pasi që jeta në këto zona është e

rrezikuar.

Duke ditur se Kosova ka edhe potenciale të tjera për prodhimin e energjisë elektrike

si fjala vjen me anë të lumenjve, me erë, me rrezatime solare është mirë që në të

ardhmën të mendohet edhe në këto forma të shfrytëzimit me qëllim të përftimit të

energjisë.

Duke ditur se diku rreth 97 % e përftimit të energjisë elektrike në Kosovë është prej

linjitit atëherë dihet se edhe ndotjet e mundshme të mjedisit janë evidente.

Bazuar në këtë që është folur më lartë është me rëndësi që të gjitha format e

mundshme për prodhimin e energjisë të aplikohen në mënyrë që të kemi rezultate të

kënaqshme, furnizim me rrymë dhe sa më pak ndotje të ambientit.

Në raste të kundërta nëse nuk i përmbahmemi këtyre rregullave mund të kemi

pasoja në të ardhmën e këto pasoja mund të sjellin deri te rënia e shirave acidike të

cilat janë me pasoja serioze për florën dhe faunën.

Aplikimi i metodave më të reja dhe më të sofistikuara të cilat do të lejonin sa më

pak ndotjen e atmosferës gjatë djegies së linjitit.

PUNIM MASTERI

71

Duke u folur për teknologjitë e reja mendohet në zgjedhjen e filtrëve të cilët janë më

të avancuar dhe në këtë mënyrë lirojnë sasi më të vogla të emisioneve në atmosferë.

Është me rëndësi të ceket se duhet bërë matje të vazhdueshme me qëllim të

përcaktimit më të saktë të shkallës së ndotjes sepse mund të ketë divergjenca të

mëdha sa i përket përcaktimit të shkallës së ndotjes.

PUNIM MASTERI

72

10. CONCLUSION

Based on material which is explained during this project and on base calculation which are

done we can conclude:

• Utilization of raw material in Kosovo, the question is for lignite to be proceeding on

the right way and more rationally.

• When we speak about lignite combustion on base of this project its means that

during combustion is realized big quantity of different gases that in most of cases

are outrun allowed ranges and in this way present risk for environment where we

live.

• Taking into the consideration that the large value of emission CO2 can lead till the

so called global heating and this will have catastrophic consequences for all worlds

is in needy to go with serious steps which are influent on stopping or reducing of

these programs on environment that for the life in this zone is much risked.

• Knowing that the Kosovo have other potentials to produce electrical energy such as

are rivers, with wind, solarium radiation is good for the future to think also on this

forms to operate with aim to profit electrical energy.

• Considering that around 97% of electrical energy profit in Kosovo is from lignite

then is possibility of contamination in environment is obvious.

• Based on the above spoken is with importance that all possible forms for every

produce to apply in that way that must have pleasing results, furnishing with energy

and less contamination of environment.

• In opposite cases if we are not abstain of this regulations one may have

consequences in the future and this consequences can bring to dropdown of acid

ciphers which are with serious consequences for flora and fauna.

• Application of new methods and more sophisticated which will let at least

environment contamination during lignite combustion.

PUNIM MASTERI

73

• Speaking about new technologies, understanding on filters choice which are more in

progress and in this way are realizing small quantity of emissions in environment.

• It’s very important to mention that is in need to do continuous measurements with

purpose to definite more precisely the level of contamination because can have

massive divergence as to determination of contamination level.

PUNIM MASTERI

74

LITERATURA

[1]. A. Malja, M. Frashëri, M. Bimbashi: Teknologjia kimike (II) – shblu – Tiranë 1995.

[2]. Sh. Rashani, Termodinamika dhe Termoteknika, FXM - Mitrovicë, 2007.(në shtyp)

[3]. www.epa.gov/ttn/chief/ap42/ch01

[[fg[4]. www.intuser.net/ufes131.php

[5]. Raportet e shfrytëzuara nga Ministria e Energjisë dhe Minierave, 2006

[6]. F. Agolli, Teknologjia kimike Inorganike . Mitrovicë, 1983

[7]. Materiale të shfrytëzuara nga laboratori i INKOS – it, 2006

[9]. www.inforse.org/europe/dieret/WHY/why.html

[10]. Energy sektor technical assistance project (ESTAP) Kosovo, World bank grant

No. TF – 027791.

[11]. M. Nika, Punim Seminari, studimet e magjistratures. FXM, Mitrovicë 2004

[12]. I. Adili, Punim Diplome, FXM, Mitrovicë, 1995.

[13]. Hulumtime të cilat i ka bërë MEM , 2006

[14]. F. Krasniqi, A. Muriqi, Përmbledhje detyrash nga termodinamika, Prishtinë, 1995

PUNIM MASTERI

75

REGJISTRI I TABELAVE

Tabela Faqja

1. 1. Përbërja elementare dhe efektet termike të disa qymyreve 15

1. 2. Klasifikimi i qymyreve sipas Regnault – Grünner‐it                               16 

1. 3. Analiza teknike e linjitit të papërpunuar sipas kategorive  18

1. 4. Analiza elementare e linjitit të papërpunuar sipas kategorive 18

1. 5. Cilësia e linjitit e dhënë për disa vende të ndryshme 19

1.6. Të dhënat e përafërta të disa llojeve të qymyreve 19

1. 7. Përbërësit mineralogjik të hirit 21

2.1. Analiza teknike dhe elementare e linjitit të Kosovës sipas granulacioneve 24

2.2. Shpërbërja e lëndëve djegëse të ngurta në intervale të temperaturave

të ndryshme 27

3.1. Temperatura e ndezjes për disa lëndë djegëse 34

7.1. Të dhënat që kanë të bëjnë me cilësinë e linjitit 63

7.2. Të dhënat të cilat kanë të bëjnë me harxhimin specifik të

thëngjillit dhe për peshën e gasërave të thata në dalje të tymtarëve 63

7.3. Rezultatet e fituara në mënyrë analitike gjatë kalkulimeve që i kamë bërë 65

REGJISTRI I ILUSTRIMEVE

Regjistri i diagrameve Faqja

7.1. Diagrami i hargjimit specifik të thëngjillit në varësi prej kohës 64

7.2. Pesha specifike e gasrave në dalje të tymtarëve 64

7.3. Diagrami i emisioneve të CO2 gjatë djegies së linjitit 65

7.4. Diagrami i emisioneve të SO2 gjatë djegies së linjitit 66

7.5. Diagrami i emisioneve të NOx gjatë djegies së linjitit 66

7.6. Paraqitja e të dhënave për emisionet e tri komponentëve

të fituara në mënyrë analitike 67

PUNIM MASTERI

76

Regjistri i vizatimeve Faqja

1.1. Përdorimi i lëdëve djegëse në varësi prej llojit të tyre 8

1. 2. Pamja e linjitit në natyrë 12

1. 3. Vendndodhja e baseneve në hartën e Kosovës 14

2. 1.Shpërbërja e lëndëve djegëse të ngurta për temperatura të ndryshme 28

3.1. Temperatura e ndezjes për disa lëndë djegëse të ngurta 34

3. 2. Skema e Authäuser – it 36

5. 1. Skema teknologjike e djegies 51

5. 2. Shtetet të cilat priten që të ndotin ambientin në të ardhmën 52

6. 1. Relacioni në mes të sulfurit të përgjithëshëm dhe sulfurit të djegur 59

6.2. Pamja e tymtarëve të KEK –ut gjatë punës së 60

6. 3. Varësia e shkallës së emisionit të SO2 nga temperatura 61

6 .4. Mekanizmi i desulfurimit 62