Fanidan o‘quv uslubiy majmua

3.Yuqori oltingugurtlik darajasidagi mazutlar yoqilganda azot oksidlarining paydo bо‘lishi

Oltingugurt angidridi hosil bо‘lish jarayonini kinetik tahlili ustida olib borilgan tajriba natijalariga kо‘ra, SO₃ ning paydo bо‘lish reaksiyalari asosida SO₂ va atomar kislorod turishi isbotlangan.

Ortiqcha miqdordagi molekulyar kislorodning parchalanishi yonish jarayonida SO₂ ning faol molekulalarini tо‘qnashishi natijasida sodir bо‘ladi:
(4.1)
Atomar kislorodning paydo bо‘lishida kislorod molekulasining termik parchalanishi kam rol о‘ynaydi. SO₃ ning paydo bо‘lish yо‘lidagi keyingi kechadigan reaksiyalar quyidagi ketma-ketlikda kechadi. Yonish jarayonida hosil bо‘layotgan gazsimon yonish mahsulotlari ichida oltingugurt oksidi eng oksidlanuvchisi bо‘lib kislorod atomi bilan reaksiyalanadi va ortiqcha energiyali molekulasiga aylanadi:
(4.2)
Bunda kislorodning ortiqcha energiyasi yutiladi, qisman qо‘shimcha bug‘ hosil qilishga sarflanadi yoki boshqa molekulalar bilan tо‘qnashuvga sarflanadi. Yuqorida keltirilganlarni quyidagi tartibda yozish mumkin:
(4.3)
yoki (4.4)
bu yerda hv – kvant nurlanish; M – inert modda molekulasi.
Keltirilgan reaksiyalardan kо‘rinadiki, (4.1) va (4.2) reaksiyalardagi ortiqcha kislorod hisobiga SO₃ paydo bо‘ladi. Yoqilg‘i yonishining zanjirli reaksiyalanishida hosil bо‘layotgan kislorod atomlari SO₂ bilan reaksiyaga kirishishga ulgurmaydi, u yoqilg‘i uglevodorodlari bilan reaksiyalanishga sarf bо‘lib ketadi. Boyitilgan (α < 1) yonuvchi aralashmani yondirish sharoitlarida о‘tkazilgan tajribalar ham bu holatni tasdiqlaydi. Shuning bilan birga, tajribalar kо‘rsatishicha, ortiqcha molekulyar kislorod konsentratsiyasining ortishi bilan atomar kislorodning va SO₃ ning konsentratsiyalari kamayib boradi. SO₃ konsentratsiyasining kamayishi о‘txona gazlarining havodagi ortiqcha kislorod bilan aralashib ketishi tufayli ham sodir bо‘lishi mumkin. Buni tushunish uchun quyidagini anglash lozim, havoning ortiqchalik kо‘rsatkichi ortishi bilan faol SO₂ konsentratsiyasi kamayadi va о‘z navbatida, tо‘qnashuvlar natijasida paydo bо‘lishi kerak bо‘lgan atomar kislorod miqdori kamayadi, bu holat esa SO₃ miqdorining kamayishiga olib keladi.
Shuningdek, ortiqcha kislorodning bо‘lmasligi (α = 1), SO₃ ning ham paydo bо‘lmasligini ifodalaydi. Shuning uchun ortiqcha kislorod konsentratsiyasining ayrim qiymatlarida SO₃ ning konsentratsiyasi maksimal bо‘lishi shart.
Yonish mahsulotlari tarkibida SO₃ ning konsentratsiyasiga qattiq zarrachalar, ayniqsa qurum va koks katta ta’sir kо‘rsatadi. Buni ularning ortiqcha energiyasini faol molekulasi va kislorod atomiga yutilishi bilan izohlash mumkin:
(4.5)
(4.6)
Yonish zonasidagi SO₃ ning maksimal konsentratsiyasi paydo bо‘lishini quyidagi munosabatdan aniqlanadi:
(4.7)
bu yerda K₁ va K₂ – SO₃ ning paydo bо‘lish va parchalanishining tezlik konstantalari.
Maksimal konsentratsiyalarning paydo bо‘lish vaqti haroratga bog‘liq bо‘ladi, masalan t = 1500 °C bо‘lganda τ_maks = 0,028 s ni tashkil qiladi.
Demak, SO₃ ning asosiy qismi yonish zonasida hosil bо‘lar ekan, biroq uning bir qismi suyuq yoqilg‘i kuli komponentlaridan ayrimlarining (vanadiy va temir oksidlari) 400 °S gacha harorat intervalidagi katalitik ta’siri ostida SO₂ ning ikkilamchi oksidlanishi natijasida paydo bо‘ladi.
Qaralayotgan jarayonda SO₃ ning paydo bо‘lishi tufayli kechadigan past haroratli oltingugurt korroziyasi tezligini pasaytirish va qizdirish yuzalarining yemirilishini kamaytirish uchun mazutni yondirish jarayonini ortiqcha havo koeffitsiyentini kichik α_o’ = 1,02÷1,03 qiymatlarida amalga oshirish maqsadga muvofiq. Buning uchun avtomatik qurilmalar yordamida har bir yondirgichga kiritilishi kerak bо‘lgan yoqilg‘i – havoni nisbatini porsiyalash va shu miqdorni saqlash zarur. О‘txona oxirida ortiqcha havo miqdori 2 – 3% bо‘lsa, past haroratli korroziyani 0,2 – 0,3 mm/yil gacha pasayishiga erishiladi. Bunda quvurli havo qizdirgichlari metallining harorati taxminan 75 °S, regenerativ havo qizdirgichlarida esa – 85 °S ga teng bо‘lishi shart. Bunday harorat rejimini ta’minlash uchun chiqish gazlarining harorati 140 – 160 °S bо‘lganda rekuperativ havo qizdirgichning kirish joyidagi havoning harorati 70 °S dan, regenerativ havo qizdirgichining kirish joyidagi havoning harorati esa 60 °S dan kam bо‘lmasligi talab etiladi.
Bundan tashqari, mazut kulining tarkibida oltingugurt oksidi bilan birikib sulfitlar va sulfatlar hosil qiluvchi ishqoriy metallar ham bor. Sulfatlar oson eriydigan birikma bо‘lib, ular yuqori haroratlarda о‘ta qizdirgich quvurlarida zich va yopishqoq chо‘kmalarni, past haroratlarda esa ekonomayzer va havo qizdirgich issiqlik almashinish yuzalarida nam va birikuvchan chо‘kmalarni hosil qiladi.