Kimyoviy ishlab chiqarishning energetik texnologiyasi texnik termodinamika

2.10. Qattiq yoqilg’ining yonish xususiyatlari

Gaz yoqilg’isini yoqish jarayoni bir hil yekanligiga shubha yo’q. Avval suyuq yoqilg’ini yondirishda u yonayotgan suyuqlikning o’zi yemas, balki uning bug’lari yekanligi ko’rsatilgan yedi, shuning uchun suyuq yoqilg’ini yoqish jarayonini ham bir hil jarayonlarga bog’lash mumkin.Gorenje u og’ir kasrlar va kul o’z ichiga olgan o’choqqa havorang suyuq yoqilg’i bir tomchi, uchuvchi moddalar bug’lanish so’ng, albatta, keyin heterogeneously yonadilar og’ir kasrlar, uglerod va kul, iborat zarracha aylanadi ta’kidlash lozim.

Suyuq yoki gazsimon yonilg’ilardan farqli ravishda qattiq yonilg’ilarni agregat holatini o’zgartirmasdan yetarli darajada yuqori temperaturagacha (alangalanish temperaturasigacha) qizdirish mumkin. Gorenje gorenje qattiq yoqilg’ilar shunday fazalar interfeysida yuzaga keladi, shuning uchun qattiq yoqilg’ilarning yonish jarayoni turlichadir. Ning batafsil heterojen gorenje jarayonini ko’rib chiqaylik.

Aytaylik, yonish uchun o’choqqa beriladigan qattiq yoqilg’ining ma’lum massasi mavjud bo’lsin. Sovuq yoqilg’i issiq o’choqqa kirgach, u qiziy boshlaydi.

Qattiq yoqilg’ida yerkin va bog’langan (gidratlangan) holatda ma’lum miqdorda namlik (WR) bo’lishi mumkin bo’lgani uchun, avvalo, yerkin holatda bo’lgan namlik bug’lanadi. Uning bug’lanishi flyus gazlari miqdorining ortishiga va haroratining ham, yoqilg’ining yonish haroratining ham pasayishiga olib keladi. Bundan tashqari, harorat ortishi bilan yoqilg’i tarkibidagi gidratlar parchalanadi va gidrat namligi yonilg’idan bug’lanadi (odatda, gidrat namligining miqdori kam va uning miqdori odatda yoqilg’ining kul miqdori bilan bog’liq).

Bundan tashqari, qattiq yoqilg’ida ma’lum miqdorda uglevodorodlar bo’lishi mumkin, chunki harorat ko’tarilganda ularning termik parchalanish jarayoni gaz fazasida yonadigan yengil uchuvchan uglevodorodlar chiqarilishidan boshlanadi.

Engil uglevodorodlar chiqarilganda qattiq yoqilg’i kokslanadi, ya’ni yoqilg’idagi uglerod miqdori (CP) ortadi va vodorod miqdori (HP) kamayadi. Volatillarning asosiy miqdori yonganda kokslangan yoqilg’ining issiq zarralariga kislorodning kirishi uchun sharoit yaratiladi, bu yesa yoqilg’i qismlarining o’z-o’zidan alangalanib ketishiga sabab bo’ladi va geterogen yonish jarayoni boshlanadi.Gorenje .SHunday qilib, gorenje qattiq yoqilg’i yilda davom

quyidagi bosqichlarga muvofiq:

1) qattiq yoqilg’ini yerkin namlik bilan isitish va, yehtimol, ba’zi uchuvchi;

2) gidrat namlik ozod bilan qattiq yoqilg’i isitish, uchuvchi, yonilg’i zarralar kokslash, Gorenje uchuvchi;

3) gorenje yezilgan qoldiq;

4) kul olib tashlash.

Ko’rinib turibdiki, qattiq yoqilg’ining yonishi vaqtida bir jinsli va geterogen gorenje jarayonlari ham sodir bo’ladi. Bir hil gorenje gorenje jarayoni avvalroq yetarli batafsil ko’rib chiqildi, shuning uchun koks qoldiq (uglerod) heterojen yonish jarayonini batafsil ko’rib chiqaylik.

Koks qoldig’ining oksidlanish jarayoni kimyosi kislorod miqdoriga bog’liq, shuning uchun uning gorenji davomida quyidagi reaksiyalar sodir bo’lishi mumkin:

S + O₂ = SO₂,

2S + O₂ = 2SO,

S + SO₂ = 2SO,

2SO + O₂ = 2SO₂.

"Umumiy kimyoviy texnologiya" kursida geterogen kimyoviy reaksiyalar yetarli darajada batafsil bayon yetilgan, shu sababli geterogen gorenj jarayoni uchun faqat asosiy yelementlarni ko’rib chiqamiz.

Ma’lumki, geterogen kimyoviy reaksiyalar bilan kechadigan jarayonlar quyidagi bosqichlarda davom yetadi (4-rasm). 2.16):

1-gaz oqimi yadrosidan qattiq yoqilg’i hujayrasiga kislorodning tashqi diffuziyasi;

2-kislorodning gazli plyonka orqali uglerod zarrasiga ichki diffuziyasi;

3-karbon (koks)oksidlanishining kimyoviy reaksiyasi;

4-bosqich interfeysiga g’ovak kul plyonka orqali reaksiya mahsulotlarining ichki diffuziyasi;

5-bosqich ajratish yuzasidan reaksiya mahsulotlarining oqim yadrosiga tashqi diffuziyasi.

SHaroitga qarab jarayonning besh bosqichidan birortasi cheklanishi mumkin. Masalan, past haroratda kimyoviy reaksiya tezligi kichik, shuning uchun gorenje jarayoni reaksiya kinetikasi bilan chegaralangan bo’ladi. Yuqori haroratda kimyoviy reaksiyaning tezligi yuqori va diffuziya kichik bo’ladi, shuning uchun yonish jarayonining tezligi ichki yoki tashqi diffuziya bilan aniqlanadi.Gorenje

SHunday qilib, yoqilg’ining yonish jarayonini intensivlashtirish uchun qattiq yoqilg’iga bo’lgan talablarni shakllantirish mumkin:

- kimyoviy reaksiya tezligini oshirish uchun yuqori haroratli gorenjni saqlash kerak;

-yoqilg’ini ko’p miqdorda kul yoki kam yeriydigan kul bilan ishlatish mumkin yemas, chunki yonilg’ida ko’p miqdorda kul bilan shlak qatlami qalin bo’ladi va agar kul kam yeriydigan bo’lsa, yerigan shlak koks yuzasini zich qatlam bilan qoplashi mumkin va reaksiya zonasiga kerakli miqdorda vodorod yetkazib berilishiga yo’l qo’ymaydi – ;

- yonishdan oldin yonilg’ini oldindan tayyorlash (ezish) va yonilg’ini turbulent tezyurar havo oqimini ta’minlovchi pechlarda yoqish kerak.