ПРИМЕНА ТЕРМАЛНЕ АНАЛИЗЕ ЗА КАРАКТЕРИЗАЦИЈУ ГОРИВА www.mas.bg.ac.rs др Небојша Манић, ванредни професор Универзитет у Београду Машински факултет Лабораторија за горива и сагоревање Краљице Марије 16, 11000 Београд, Србија nmanic@mas.bg.ac.rs Трибина Друштва термичара Србије, 27.3.2019. године, Београд.
УВОД ТЕРМОХЕМИЈСКА КОНВЕРЗИЈА БИОМАСЕ ГОРИВО Темп. Турбуленц. Време Хемијска кинетика МАТЕМАТИЧКИ МОДЕЛ Извор: -
УВОД ГОРИВО Техничка анализа Влага Пепео Волатили Топлотна моћ... Анализа састава Целулоза Хемицелулоза Лигнин... Биомаса Извор: - Елементарна анализа Угљеник Водоник Кисеоник Азот (Сумпор)...
УВОД Прексп. фактор Енергија активације ХЕМИЈСКА КИНЕТИКА Реакциони механизам Извор: -
УВОД КИНЕТИЧКИ ПАРАМЕТРИ + ГОРИВО ТЕРМАЛНА АНАЛИЗА Извор: -
СИМУЛТАНА ТЕРМАЛНА АНАЛИЗА... TG и DSC (DTA) примењено истовремено на истом узорку. Могуће је одредити c p, топлотну моћ, температуру топљења/очвршћавања, латентну топлоту, итд... СИМУЛТАНА ТЕРМАЛНА АНАЛИЗА Термогравиметрија Динамичка диференцијална калориметрија = STA Извор: Ekkehard Post, NETZSCH Gerätebau, Practical Applications of Thermal Analysis Methods in Material Science Krakow, May, 2012
...+ МАСЕНА СПЕКТРОМЕТРИЈА Силикон-карбидна пећ са адаптером за везу са капиларом. Темперaтурни опсег од RT до 1600 C Брзина загревања до 50 Cmin -1 Два прикључка за носеће гасове + заштитни гас за вагу Капилара за повезивање Грејана комора МS Quadropole детектор са катодом (за моларне масе до 300) Извор: NETZSCH Thermal Analysis Mass Spectrometer Coupling Evolved Gas Analysis Method, Techniques and Applications, 2018.
...+ МАСЕНА СПЕКТРОМЕТРИЈА Силикон-карбидна пећ са адаптером за везу са капиларом. Темперaтурни опсег од RT до 1600 C Брзина загревања до 50 Cmin -1 Два прикључка за носеће гасове + заштитни гас за вагу Капилара за повезивање NETZSCH STA 449 F5 Jupiter + QMS 403 D Aëolos Грејана комора МS Quadropole детектор са катодом (за моларне масе до 300) Извор: NETZSCH Thermal Analysis Mass Spectrometer Coupling Evolved Gas Analysis Method, Techniques and Applications, 2018.
ПРИМЕРИ STA Sample: coffee waste Mass: 20.8925 mg Heating rate: 20 C min -1 Atmosphere: N 2 Извор: ЛГС
ПРИМЕРИ STA+MS Sample: softwood Mass: 12.1258 mg Heating rate: 10 C min -1 Atmosphere: Ar Извор: ЛГС
ИСТРАЖИВАЊА Карактеризација горива (материјала). Кинетичка анализа процеса термичке деградације. Анализа процеса термохемијске конверзије. Одређивање склоности ка самопаљењу коришћењем STA. Одређивање карактеристика топљења пепела коришћењем STA. Детекција и квантификација гасова насталих термичком деградацијом и/или термохемијском конверзијом материјала уз помоћ масене спектрометрије. Одређивање c p материјала у функцији температурe....
ИСТРАЖИВАЊА Карактеризација горива (материјала). Кинетичка анализа процеса термичке деградације. ИСТРАЖИВАЊА У ТОКУ... Анализа процеса термохемијске конверзије. Одређивање склоности ка самопаљењу коришћењем STA. Одређивање карактеристика топљења пепела коришћењем STA. Детекција и квантификација гасова насталих термичком деградацијом и/или термохемијском конверзијом материјала уз помоћ масене спектрометрије. ПЛАНИРАНА ИСТРАЖИВАЊА... Одређивање c p материјала у функцији температурe....
ИСТРАЖИВАЊА Карактеризација горива (материјала) Извор: ЛГС
ИСТРАЖИВАЊА Карактеризација горива (материјала) Извор: ЛГС
ИСТРАЖИВАЊА Карактеризација горива (материјала) Извор: ЛГС
ИСТРАЖИВАЊА Карактеризација горива (материјала) Извор: ЛГС
ВЕРИФИКАЦИЈА ИСТРАЖИВАЊА Карактеризација горива (материјала) B. Janković, N. Manić, V. Dodevski, J. Popović, J.D. Rusmirović, M. Tošić, Characterization analysis of Poplar fluff pyrolysis products. Multi-component kinetic study, Fuel, 238 (2019) 111-128, (M21a, IF(2017) = 4.908) N. Manić, B. Janković, D. Stojiljković, V. Jovanović, M. Radojević, TGA-DSC-MS analysis of pyrolysis process of various agricultural residues, Thermal Science, OnLine-First (2018) 182-182. (M22, IF(2017) = 1.433) B. Janković, N. Manić, V. Dodevski, I. Radović, M. Pijović, Đ. Katnić; G. Tasić, Physicochemical characterization of carbonized apricot kernel shell as precursor for activated carbon preparation in clean technology utilization, Journal of Cleaner Production (2018), JCLEPRO-D-18-12130, (Under review) Извор: KOBSON
ИСТРАЖИВАЊА Кинетичка анализа процеса термичке деградације и/или анализа процеса термохемијске конверзије Конверзија Општа једначина = m o m o m() t m f E a d d = A exp f ( ), dt dt RT Брзина загревања = dt dt -1, K min Извор: ЛГС Функција конверзије f ( ) = (1 ) m f ( ) = (1 )... n n Reaction n-th order Autocatalytic Diffusion (1D, 2D, 3D) Avrami...
ИСТРАЖИВАЊА Кинетичка анализа процеса термичке деградације и/или анализа процеса термохемијске конверзије Конверзија Општа једначина = m o m o m() t m f E a d d = A exp f ( ), dt dt RT Брзина загревања = dt dt -1, K min Извор: ЛГС Функција конверзије f ( ) = (1 ) m f ( ) = (1 )... n n Reaction n-th order Autocatalytic Diffusion (1D, 2D, 3D) Avrami...
ИСТРАЖИВАЊА Кинетичка анализа процеса термичке деградације и/или анализа процеса термохемијске конверзије Конверзија Општа једначина = m o m o m() t m f E a d d = A exp f ( ), dt dt RT Брзина загревања = dt dt -1, K min Извор: ЛГС Функција конверзије f ( ) = (1 ) m f ( ) = (1 )... n n Reaction n-th order Autocatalytic Diffusion (1D, 2D, 3D) Avrami...
ИСТРАЖИВАЊА Peak to peak анализа у циљу одређивања састав 2 T pi, Eai = R, i Масени удео i-тепсеудокомпоненте A i T = pi, exp, i i X i = H p, i 2 T T 1 ( Tpi, ) i i i p, i p, i exp exp i, Извор: ЛГС
ИСТРАЖИВАЊА Peak to peak анализа у циљу одређивања састав 2 T pi, Eai = R, i Масени удео i-тепсеудокомпоненте A i T = pi, exp, i i X i = H p, i 2 T T 1 ( Tpi, ) i i i p, i p, i exp exp i, Извор: ЛГС
ВЕРИФИКАЦИЈА ИСТРАЖИВАЊА Кинетичка анализа процеса термичке деградације B. Janković, N. Manić, D. Stojiljković, V. Jovanović, TSA-MS characterization and kinetic study of the pyrolysis process of various types of biomass based on the Gaussian multi-peak fitting and peak-to-peak approaches, Fuel, 234 (2018) 447-463. (M21a, IF(2017) = 4.908) M. Radojević, B. Janković, V. Jovanović, D. Stojiljković, N. Manić, Comparative pyrolysis kinetics of various biomasses based on model-free and DAEM approaches improved with numerical optimization procedure, PLOS ONE, 13 (2018) (M21, IF(2017) = 2.776) B. Janković, N. Manić, R. Buchner, I. Płowaś-Korus, A.B. Pereiro, E. Amado-González, Dielectric properties and kinetic analysis of nonisothermal decomposition of ionic liquids derived from organic acid, Thermochimica Acta, 672 (2019) 43-52. (M22, IF(2017) = 2.189) Извор: KOBSON
ВЕРИФИКАЦИЈА ИСТРАЖИВАЊА Кинетичка анализа процеса термичке деградације M. Radojević, M. Balać, V. Jovanović, D. Stojiljković, N. Manić, Thermogravimetric kinetic study of solid recovered fuels pyrolysis, Hemijska Industrija, 72 (2018) 99. (M23, IF(2017) = 0.591) N. Manić, B. Janković, D. Stojiljković, V. Jovanović, TGA-DSC-MS Analysis of Pyrolysis Process of Various Biomasses with Isoconversional (Model-Free) Kinetics, Experimental and Numerical Investigations in Materials Science and Engineering. CNNTech 2018,, Lecture Notes in Networks and Systems, pp. 16-33, vol 54. Springer, Cham 4, ISBN 978-3-319-99620-2 (M14) Извор: KOBSON
ИСТРАЖИВАЊА Одређивање склоности ка самопаљењу коришћењем STA Развој нове методoлогије за процену склоности ка самопаљењу (примена на угаљ и биомасу) Извор: ЛГС
ИСТРАЖИВАЊА Одређивање склоности ка самопаљењу коришћењем STA Развој нове методoлогије за процену склоности ка самопаљењу (примена на угаљ и биомасу) Извор: ЛГС
ИСТРАЖИВАЊА Одређивање склоности ка самопаљењу коришћењем STA Развој нове методoлогије за процену склоности ка самопаљењу (примена на угаљ и биомасу) Извор: ЛГС
ВЕРИФИКАЦИЈА ИСТРАЖИВАЊА Одређивање склоности ка самопаљењу коришћењем STA B. Janković, N. Manić, D. Stojiljković, V. Jovanović, The assessment of spontaneous ignition potential of coals using TGA-DTG technique, Combustion and Flame (2018), CNF-D-18-01003. (Under review) N. Manić, D. Stojiljković, V. Jovanović, B. Janković, M. Radojević, The assessment of spontaneous ignition potential of coals using TGA, International Conference Power Plants 2018, Proceedings ISBN 978-86-7877-029-6, November 2018, Zlatibor, Serbia. (M33) Извор: KOBSON
др Небојша Манић, ванредни професор Универзитет у Београду Машински факултет Лабораторија за горива и сагоревање Краљице Марије 16, 11000 Београд, Србија nmanic@mas.bg.ac.rs Хвала на пажњи!