Fuel Oil CS Analizi

Yakıtlar yanma adı verilen kimyasal tepkimeler ile moleküllerin bağlarında depolanmış kimyasal enerjiyi dönüştürürler. Örneğin LPG (likit petrol gazı) propan ve bütan gazlarının sıkıştırılması ile sıvılaştırılan bir tür yakıt olup bütan için yanma tepkimesi aşağıdaki şekilde verilebilir.

2C₄H₁₀(g) + 13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10H₂O(g)    ΔH=-2880 kJ mol^-1

Görüldüğü gibi bir mol bütan yanması sonucunda ortama 2880 kJ ısı enerjisi verilmektedir. Ancak yeraltından çıkarılan fosil kaynaklı yakıtlar kükürt içeren kayaçlar ile temas ettiklerinde kükürt elementini bünyelerine katabilirler. Yakıtın yanması sırasında ise

S(k) + O₂(g) → SO₂(g)

tepkimesinde görüldüğü gibi SO₂ gazı oluşmaktadır. SO₂ gazı atmosfere karıştığında önünde temel olarak iki yol bulunur. Bunlardan ilkinde SO₂ su ile tepkimeye girerek doğrudan sülfüröz aside (H₂SO₃) dönüşür. İkincisinde ise atmosferde yükseltgenerek önce SO₃(g) ardından su ile tepkimeye girerek sülfürik aside (H₂SO₄) dönüşür. Bu iki sülfür bileşiği asit yağmurlarına neden olduğundan doğa için son derece zararlıdır.

Ülkemizde sürdürülebilir bir çevre için, sanayi amaçlı ithal taşkömürü ve linyit için kükürt miktarı kuru bazda %1,0'i (+0,1 tolerans) geçemez. Dolayısıyla kömür numunelerinin düzenli olarak analiz edilmesi gerekir. Kömürdeki kükürdün analizi için kullanılan metot ASTM D4239 standardına göre yüksek sıcaklıktaki (>1350 °C) tüp fırında yakma yöntemidir. Bu metoda uygun olarak geliştirilen analizörler yüksek sıcaklıkta oksijen atmosferinde yakılan kükürdün IR sensörler üzerinden SO₂ ve CO₂ için uygun gerilme ya da eğilme frekanslarında analizi ile yapılır. Enstrümental analiz konusundaki daha önceki yayınımıza bu linkten bir kez daha göz gezdirebilirsiniz.

Kömürde kükürt analizi için belirli bir değerde kükürt içeren referans kömür numunesi kullanılarak cihazın ayarlanma ve kontrol işlemleri yapılır. Cihazın uygun tolerans aralığında sonuç vermesi durumunda analize geçilir. LECO firması tarafından üretilen SC-144DR modeli ASTM standardını karşılamaktadır ve bu cihaz kullanılarak analiz yapılabilir.

Analiz için bilgisayardan SC-144DR uygulaması başlatılır. Numune fırına sürülürken ya da fırından çıkartılırken numune maşası üzerindeki IR filtreden fırın gözlenir ve bu maşa fırın bacasının üzerine kesinlikle konulmamalıdır.

1. Cihazı ana şalteri olan "ON/OFF SWITCH" anahtarı ile açılarak fırın sıcaklığının 1350 °C üzerine çıkması için beklenir. Bu sıcaklıkta cihazın kararlı hale gelmesi için bir saat daha beklenir ve bu sürenin sonunda analize geçilir. Fırın sıcaklığının kontrolü için SC-144DR uygulamasında "Diagnostic" simgesine ya da klavye üzerinden "F9" tuşuna basılarak sistem özellikleri kontrol edilir.
	2. Oksijen tüpü ana vanadan açılır, ardından ayar vanası ile basıncı 40 psi'a ayarlanır.
3. Oksijen akışının düzenli olup olmadığını kontrol etmek için SC-144DR uygulamasında "Diagnostic" simgesine ya da klavye üzerinden "F9" tuşuna basılarak sistem menüsü açılır ve "Pump / Oxygen Inlet" tuşuna tıklanır ve bu sırada sisteme gaz beslemesi başlar. Ardından Cihazın ön yüzünde bulunan "Purge Flow" ve "Measure Flow" ibareli akışmetreler üzerinden gaz akışı kontrol edilir. Bu sırada Purge Flow 2 l/min (dakikada 2 litre), Measure Flow ise 3 l/min seviyesinde olmalıdır.
	4. Teraziye analiz küveti konur ve terazi sıfırlanır.
5. Küvet içerisine yaklaşık 0,15 g kömür numunesi konur ve tartım kaydedilir.
	6. SC-144DR uygulamasında "Add Sample" simgesine ya da klavye üzerinden "F3" tuşuna basılarak yeni numune veri girişi sağlanır. Numune adı (Name) ve özellikleri (Description), analiz metodu (Method) ve numune kütlesi "Weight" kısmına yazılır.
7. SC-144DR uygulamasında "Analyse" simgesine ya da klavye üzerinden "F4" tuşuna basılır. Cihaz öncelikle "Purging" mesajı verir ve bu esnada içeriye oksijen gönderilerek ortam süpürülür, ardından "Establishing baseline" mesajı görülür. Son olarak ekranda "Push boat into furnace" ibaresi görüldüğünde küvet cihazın içerisine sürülür.
	8. Analiz başladığında ekranda kükürt ve karbon için iki pik gözlenir. Bu piklerin altında kalan alan yüzde kükürt ve karbona karşılık gelir.
9. Analiz sonlandığında küvet dikkatlice fırından çıkartılır ve soğumaya bırakılır.

Küvet kızıl rengini kaybettiğinde bile 200 °C sıcaklık seviyesinde bulunacağından 10 dakika boyunca küvete çıplak elle tutulmamalıdır. Aksi halde ciddi yanıklara sebep olabilir.