ठोस ईंधन का दहन: मुख्य प्रजातियों की विशेषताएं और विशेषताएं। ग्रेट ऑयल एंड गैस एनसाइक्लोपीडिया

ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया को लगातार बहने वाले चरणों की श्रृंखला के रूप में दर्शाया जा सकता है। प्रारंभ में, नमी की ईंधन और वाष्पीकरण होता है। फिर, 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, जटिल उच्च आणविक भार कार्बनिक यौगिकों का पायरोजेनिक अपघटन शुरू होता है और अस्थिर पदार्थों को अलग करना शुरू होता है, जबकि अस्थिर के उत्पादन का तापमान ईंधन के प्रकार और कार्बोनेशन की डिग्री (रसायन (रसायन) पर निर्भर करता है (रसायन आयु)। यदि परिवेश का तापमान अस्थिर पदार्थों के सूजन तापमान से अधिक है, तो वे प्रकाश डालते हैं, जिससे इसे अपने इग्निशन में कोक कण की अतिरिक्त हीटिंग मिलती है। अस्थिर के बाहर निकलने के बाहर, उनकी इग्निशन का तापमान जितना अधिक होगा, जबकि गर्मी अपव्यय बढ़ता है।

800 ÷ 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर अस्थिर और रोशनी के परिणामस्वरूप आसपास के फ्लू गैसों और गर्मी अपव्यय की गर्मी के कारण कोक कण गरम किया जाता है। एक धूल की स्थिति में ठोस ईंधन जलते समय, दोनों चरण (बल्ले और कोक की उधार) एक-दूसरे पर अतिरंजित किया जा सकता है, क्योंकि सबसे छोटे कोयले कण का हीटिंग बहुत जल्दी होता है। वास्तविक परिस्थितियों में, हम कोयले की धूल की एक पॉलीडिस्पर्स संरचना से निपट रहे हैं, इसलिए प्रत्येक क्षण में, कुछ कण अभी गर्म होने लग रहे हैं, अन्य लोग बाहर निकलने के चरण में हैं, और तीसरे - दहन के चरण में कोक अवशेष।

कोक कण की दहन प्रक्रिया ईंधन के कुल जलने के समय और कुल गर्मी उत्पादन दोनों के मूल्यांकन में एक निर्णायक भूमिका निभाती है। यहां तक \u200b\u200bकि अस्थिर की उच्च उपज के साथ ईंधन के लिए (उदाहरण के लिए, ब्राउन कोयले के उपनगर), कोक अवशेष वजन से 55% है, और इसकी गर्मी अपव्यय आम में 66% है। और अस्थिर के बहुत कम उत्पादन के साथ ईंधन के लिए (उदाहरण के लिए, एएस), कोक अवशेष शुष्क स्रोत कण के वजन का 96% से अधिक हो सकता है, और क्रमशः अपने दहन के दौरान गर्मी अपव्यय, लगभग 9 5% पूर्ण हो सकता है।

कोक अवशेष के दहन के अध्ययन ने इस प्रक्रिया की जटिलता का खुलासा किया।

जब कार्बन जलता है तो दो हैं मुख्य प्रत्यक्ष विषम ऑक्सीकरण की प्रतिक्रियाएं:

सी + ओ 2 \u003d सीओ 2 + 34 एमजे / किग्रा; (चौदह)

2 सी + ओ 2 \u003d 2 + 10.2 एमजे / किग्रा। (पंद्रह)

सीओ 2 और सह, दो के गठन के परिणामस्वरूप माध्यमिकप्रतिक्रियाएं:

कार्बन ऑक्साइड 2 ओ + ओ 2 \u003d 2 + 2 + 12.7 एमजे / किग्रा का ऑक्सीकरण; (सोलह)

कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 + सी \u003d 2 - 7.25 एमजे / किग्रा की बहाली। (17)

इसके अलावा, कण की विभाजित सतह पर जल वाष्प की उपस्थिति में, यानी उच्च तापमान क्षेत्र में, हाइड्रोजन रिलीज के साथ गैसीफिकेशन होता है:

सी + एच 2 ओ \u003d सीओ + एच 2। (अठारह)

विषम प्रतिक्रियाएं (14, 15, 17 और 18) कार्बन के प्रत्यक्ष जलन को इंगित करती हैं, साथ ही वजन में कार्बन कण के नुकसान के साथ। सजातीय प्रतिक्रिया (16) आसपास की मात्रा से ऑक्सीजन फैलाने के कारण कण की सतह के पास होती है, और प्रक्रिया के तापमान स्तर में कमी की क्षतिपूर्ति करती है, जो एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया (17) के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है।

कण की सतह में सीओ और सीओ 2 के बीच का अनुपात इस क्षेत्र में गैसों के तापमान पर निर्भर करता है। तो, उदाहरण के लिए, प्रयोगात्मक अध्ययन के अनुसार, प्रतिक्रिया 1200 डिग्री सेल्सियस पर होती है

4 सी + 3 ओ 2 \u003d 2 + 2CO 2 (ई \u003d 84 ÷ 125 केजे / एम-मोल),

और 1500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर तापमान पर

3 सी + 2 ओ 2 \u003d 2 + सीओ 2 (ई \u003d 2 9 0 ÷ 375 केजे / एम-मोल)।

जाहिर है, पहले मामले में, सीओ और सीओ 2 बराबर मात्रा के बारे में अलग हैं, जबकि तापमान में वृद्धि के साथ, 2 गुना से अलग की मात्रा सीओ 2 से अधिक है।

जैसा कि पहले से ही उल्लेख किया गया है, दहन दर मुख्य रूप से दो कारकों पर निर्भर करती है:

1) रासायनिक प्रतिक्रिया गति, जो arrhenius कानून द्वारा निर्धारित किया जाता है और तेजी से बढ़ते तापमान के साथ बढ़ रहा है;

2) ऑक्सीडाइज़र आपूर्ति गति (ऑक्सीजन) प्रसार (आणविक या अशांत) के कारण जलन क्षेत्र में।

दहन प्रक्रिया की प्रारंभिक अवधि में, जब तापमान अभी भी अधिक नहीं होता है, तो रासायनिक प्रतिक्रिया की गति भी कम होती है, और ईंधन के आसपास के कण में और ऑक्सीडेंट की इसकी सतह पर्याप्त से अधिक होती है, यानी एक स्थानीय अतिरिक्त हवा है। विंडबॉक्स या बर्नर वायुगतिकी का कोई सुधार नहीं होता है, जिससे जलने वाले कण को \u200b\u200bऑक्सीजन की आपूर्ति की तीव्रता होती है, दहन प्रक्रिया को प्रभावित नहीं करेगा, जो केवल रासायनिक प्रतिक्रिया की निम्न दर से बाधित है, यानी। kinetics। यह - काइनेटिक जलती हुई क्षेत्र.

चूंकि दहन प्रक्रिया होती है, गर्मी प्रतिष्ठित होती है, तापमान बढ़ता है, और इसके परिणामस्वरूप, रासायनिक प्रतिक्रिया की दर, जिससे ऑक्सीजन खपत में तेजी से वृद्धि होती है। कण की सतह में इसकी एकाग्रता तेजी से गिरती है, और भविष्य में दहन दर केवल दहन क्षेत्र में ऑक्सीजन के प्रसार की दर से निर्धारित की जाएगी, जो तापमान से लगभग स्वतंत्र है। यह - प्रसार जलने का क्षेत्र.

में संक्रमण क्षेत्र जल रहा है रासायनिक प्रतिक्रिया और प्रसार की गति एक आदेश के मान हैं।

आण्विक प्रसार (कानून एफआईसी) के कानून के अनुसार, मात्रा से कण की सतह तक ऑक्सीजन के प्रसार हस्तांतरण की दर

कहा पे - प्रसार द्रव्यमान हस्तांतरण का गुणांक;

तथा - तदनुसार, मात्रा और सतह में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव।

कण की सतह में ऑक्सीजन खपत रासायनिक प्रतिक्रिया की गति से निर्धारित की जाती है:

, (20)

कहा पे क। - प्रतिक्रिया दर निरंतर।

स्थिर अवस्था में संक्रमण क्षेत्र में

,

से
(21)

प्रतिस्थापन (21) (20) में, हम ऑक्सीडेंट खपत (ऑक्सीजन) पर संक्रमण क्षेत्र में दहन दर के लिए अभिव्यक्ति प्राप्त करते हैं:

(22)

कहा पे
- जलती हुई प्रतिक्रिया दर का एक प्रभावी निरंतर।

अपेक्षाकृत कम तापमान (काइनेटिक क्षेत्र) के क्षेत्र में
, इसलिये, क। एफई \u003d के।और अभिव्यक्ति (22) फॉर्म लेता है:

,

वे। वॉल्यूम में ऑक्सीजन (आंशिक दबाव) की सांद्रता और कण की सतह में एक दूसरे से अलग होती है, और दहन दर लगभग रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा पूरी तरह से निर्धारित होती है।

रासायनिक प्रतिक्रिया की दर के तापमान में वृद्धि के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया के घातीय कानून के अनुसार बढ़ता है (चित्र 22 देखें), जबकि आणविक (प्रसार) द्रव्यमान स्थानांतरण कमजोर तापमान पर निर्भर है, अर्थात्

.

कुछ तापमान मूल्य के साथ टी * ऑक्सीजन की खपत की गति आस-पास की मात्रा, गुणांक से इसकी आपूर्ति की तीव्रता से अधिक हो जाती है α डी तथा क। वे एक आदेश के मूल्यों के अनुरूप हो जाते हैं, सतह में ऑक्सीजन की एकाग्रता में काफी कमी शुरू होती है, और दहन दर वक्र गतिशील दहन (Arrhenius कानून) के सैद्धांतिक वक्र से विचलित हो जाता है, लेकिन यह भी महत्वपूर्ण रूप से बढ़ता है। वक्र वक्र पर दिखाई देता है - प्रक्रिया एक मध्यवर्ती (संक्रमणकालीन) जलने वाले क्षेत्र में जाती है। अपेक्षाकृत तीव्र वोल्टेज आपूर्ति इस तथ्य के कारण है कि कण की सतह में ऑक्सीजन एकाग्रता में कमी के कारण, मात्रा में ऑक्सीजन के आंशिक दबाव का अंतर और सतह बढ़ता है।

दहन को तेज करने की प्रक्रिया में, सतह में ऑक्सीजन एकाग्रता व्यावहारिक रूप से शून्य हो जाती है, सतह पर ऑक्सीजन को कमजोर रूप से तापमान पर निर्भर करता है और लगभग स्थिर हो जाता है, यानी α डी << क।, और, तदनुसार, प्रक्रिया प्रसार क्षेत्र में जाती है

.

प्रसार क्षेत्र में, दहन दर में वृद्धि ईंधन मिश्रण प्रक्रिया की तीव्रता (बर्नर उपकरणों में सुधार) या वायु प्रवाह (भट्ठी की खिड़कियों में सुधार (भट्ठी की खिड़कियों में सुधार) द्वारा कण की वेग में वृद्धि के द्वारा हासिल की जाती है। ), जिसके परिणामस्वरूप सतह पर सीमा परत की मोटाई कम हो जाती है, और ऑक्सीजन की आपूर्ति कण को \u200b\u200bतीव्र होती है।

जैसा कि पहले से ही उल्लेख किया गया है, ठोस ईंधन को या तो बड़े (विशेष तैयारी के बिना) टुकड़े (परत दहन) के रूप में जला दिया जाता है, या एक rublinka (उबलते परत और कम तापमान व्हर्लविंड) के रूप में, या एक छोटे से के रूप में धूल (भड़काने की विधि)।

जाहिर है, सबसे बड़ा रिश्तेदार गति ईंधन कणों को उड़ाने से परत जलने के साथ होगा। भंवरों और ईंधन कणों को जलाने के मशाल के तरीकों में फ्लू गैस प्रवाह में हैं, और स्थिर परत की शर्तों की तुलना में उनके प्रवाह की सापेक्ष गति काफी कम है। इसके आधार पर, ऐसा लगता है कि काइनेटिक क्षेत्र से प्रसार के लिए संक्रमण पहले छोटे कणों के लिए होना चाहिए, यानी धूल के लिए। इसके अलावा, कई अध्ययनों से पता चला है कि गैस-एयर मिश्रण स्ट्रीम में कोयले की धूल भारित है, इसलिए कमजोर रूप से उड़ाया जाता है कि दहन उत्पादों को इसके चारों ओर बनाया जाता है, जो बादल के लिए जोरदार रूप से ऑक्सीजन की आपूर्ति को धीमा करता है। और मशाल विधि में धूल के विषम दहन की तीव्रता कुल प्रतिक्रियाशील सतह में असाधारण रूप से महत्वपूर्ण वृद्धि के कारण थी। हालांकि, स्पष्ट हमेशा सच नहीं है .

सतह पर ऑक्सीजन जमा करना प्रसार के नियमों द्वारा निर्धारित किया जाता है। लैमिनार प्रवाह द्वारा सुव्यवस्थित एक छोटे गोलाकार कण के गर्मी के आदान-प्रदान पर अध्ययन, एक सामान्यीकृत मानदंड निर्भरता का खुलासा किया:

Nu \u003d 2 + 0.33re 0.5।

छोटे कोक कणों के लिए (जब फिर से< 1, что соответствует скорости витания мелких частиц), Nu → 2, т.е.

.

गर्मी और सामूहिक हस्तांतरण की प्रक्रियाओं के बीच एक समानता है, क्योंकि दोनों अणुओं के आंदोलन द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। इसलिए, गर्मी विनिमय (फूरियर और न्यूटन-रिचमैनोस कानून) के कानून और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण (कानून एफआईसी) की एक समान गणितीय अभिव्यक्ति है। इन कानूनों का एक औपचारिक सादृश्य प्रसार प्रक्रियाओं को लिखने की अनुमति देता है:

,

से
, (23)

जहां डी आणविक प्रसार गुणांक (थर्मल प्रक्रियाओं में थर्मल चालकता λ गुणांक के समान) है।

सूत्र (23) से निम्नानुसार, प्रसार द्रव्यमान हस्तांतरण α d का गुणांक कण त्रिज्या के आनुपातिक है। इसलिए, ईंधन कणों के आकार में कमी के साथ, कण की सतह पर ऑक्सीजन की प्रसार की प्रक्रिया तेज हो जाती है। इस प्रकार, जब कोयले की धूल का दहन होता है, तो प्रसार दहन में संक्रमण उच्च तापमान की ओर बढ़ जाता है (कणों के कणों की वेग में पहले चिह्नित कमी के बावजूद)।

बीसवीं शताब्दी के मध्य में सोवियत वैज्ञानिकों द्वारा किए गए कई प्रयोगात्मक अध्ययनों के मुताबिक। (जीएफ नोवोरे, एलएन चित्रिन, ए आपूर्ति बहुत महत्वपूर्ण है। साथ ही, सतह पर ऑक्सीजन के प्रसार में वृद्धि के साथ, दहन की ब्रेकिंग गति उच्च तापमान से शुरू होगी।

प्रसार क्षेत्र में एक गोलाकार कार्बन कण के दहन समय में प्रारंभिक कण आकार पर एक वर्गबद्ध निर्भरता है:

,

कहा पे आर ओ - प्रारंभिक कण आकार; ρ सी। - कार्बन कण की घनत्व; डी ओ पी ओ टी ओ - क्रमशः, प्रसार, दबाव और तापमान गुणांक के प्रारंभिक मूल्य;
- दहन मात्रा में ऑक्सीजन की प्रारंभिक एकाग्रता कण से काफी दूरी पर; β - Stoichiometric गुणांक StoichioMetric अनुपात के तहत जलाए गए कार्बन के प्रति इकाई वजन ऑक्सीजन की वजन खपत के साथ अनुपालन स्थापित करता है; टी म। - लघुगणकीय तापमान:

कहा पे टी पी तथा टी जी - क्रमशः, कण की सतह का तापमान और आसपास के फ्लू गैसों का तापमान।

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ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया में लगातार कई कदम भी होते हैं। सबसे पहले, मिश्रण गठन और ईंधन की थर्मल तैयारी, जिसमें एक नाशपाती और अस्थिर चयन शामिल है। परिणामी दहनशील गैसों और कोक अवशेष एक ऑक्सीडेंट की उपस्थिति में अगला फ्लू गैसों और एक ठोस गैर-ज्वलनशील अवशेष - राख के गठन के साथ जल रहा है। सबसे लंबा कोक - कार्बन का दहन चरण है, जो किसी भी ठोस ईंधन का मुख्य ईंधन घटक है। इसलिए, ठोस ईंधन के दहन का तंत्र बड़े पैमाने पर कार्बन के जलने से निर्धारित होता है।

ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया को निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया जा सकता है: नमी की ताप और वाष्पीकरण, अस्थिरता की ऊष्मायन और कोक के गठन, अस्थिर पदार्थों और कोक की जलन, स्लैग का गठन। तरल ईंधन जलने पर, कोक और स्लैग गठित नहीं होते हैं, जब गैसीय ईंधन जलते समय, केवल दो चरण होते हैं - गर्म और जलते हैं।

ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया को दो अवधियों में विभाजित किया जा सकता है: जलने और जलने की अवधि के लिए ईंधन की तैयारी की अवधि।

ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया को कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है: ताप और नमी वाष्पीकरण, रोटिंग और कोक गठन, उधार लेने वाली बल्लेबाजी, कोक जलन।

ऊंचे दबावों पर एक धारा में ठोस ईंधन जलाने की प्रक्रिया गर्मी कक्षों के आयामों में कमी और गर्मी चरणों में उल्लेखनीय वृद्धि की ओर बढ़ती है। उन्नत दबाव पर काम करने वाले को व्यापक रूप से नहीं मिला है।

ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया सैद्धांतिक रूप से पर्याप्त अध्ययन नहीं किया जाता है। दहन प्रक्रिया का पहला चरण, जो मध्यवर्ती परिसर के गठन की ओर अग्रसर होता है, को adsorbed राज्य में ऑक्सीडेंट की पृथक्करण प्रक्रिया के प्रवाह द्वारा निर्धारित किया जाता है। अगला कार्बन-ऑक्सीजन कॉम्प्लेक्स का गठन और परमाणु राज्य में आणविक ऑक्सीजन का विघटन है। कार्बन युक्त पदार्थों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के संबंध में विषम उत्प्रेरण के तंत्र ऑक्सीडेंट के विघटन पर भी आधारित होते हैं।

ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया को तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है जो एक दूसरे पर लगातार अतिरंजित होते हैं।

ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया को दो चरणों के बीच गैर-अंतरिक्ष रेखांकित सीमाओं के साथ दो चरण के रूप में माना जा सकता है: विषम प्रक्रिया में प्राथमिक अपूर्ण गैसीफिकेशन, जिसकी गति मुख्य रूप से वायु आपूर्ति की गति और शर्तों पर निर्भर करती है, और एकत्रित प्रक्रिया में अलग गैस का द्वितीयक - दहन, जिसकी गति मुख्य रूप से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के गतिशीलता से निर्भर करती है। अस्थिर के ईंधन में बड़ा, दहन दर बढ़ने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर पर निर्भर करती है।

ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया का तीव्रता और राख को पकड़ने की डिग्री में उल्लेखनीय वृद्धि चक्रवात भट्टियों में हासिल की जाती है। के साथ, जिसमें ऐश पिघलता है और तरल स्लैग को ईंधन डिवाइस के नीचे पायलटों के माध्यम से हटा दिया जाता है।

ठोस ईंधन दहन प्रक्रिया का आधार कार्बन का ऑक्सीकरण है, जो इसके दहनशील द्रव्यमान का मुख्य घटक है।

ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया के लिए, बिना शर्त ब्याज कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन की दहन प्रतिक्रिया है। अस्थिर पदार्थों में समृद्ध ठोस ईंधन के लिए, कई प्रक्रियाओं और तकनीकी योजनाओं में, हाइड्रोकार्बन गैसों के दहन की विशेषताओं को जानना आवश्यक है। सजातीय दहन प्रतिक्रियाओं के तंत्र और गतिशीलता को सीएच में माना जाता है। उपर्युक्त माध्यमिक प्रतिक्रियाओं के अलावा, उन्हें कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प की विषम प्रतिक्रियाओं, कार्बन ऑक्साइड पानी की नौका और मेथानो गठन प्रतिक्रियाओं के परिवार की प्रतिक्रिया, जो उच्च दबाव गैसीफिकेशन के दौरान ध्यान देने योग्य गति के साथ प्रवाह की प्रतिक्रिया जारी रखी जानी चाहिए।

ठोस ईंधन बॉयलर की बढ़ती लोकप्रियता के कारण, इस उपकरण के संभावित खरीदारों की एक बड़ी संख्या में इस सवाल में रुचि है कि किस प्रकार के ठोस ईंधन को मुख्य के रूप में प्राथमिकता दी जाती है, और निर्णय के आधार पर, एक या किसी अन्य प्रकार का आदेश दिया जाता है ताप उपकरण।

किसी भी ईंधन का मुख्य संकेतक, न केवल ठोस, इसकी गर्मी हस्तांतरण है, जो ठोस ईंधन जलने को सुनिश्चित करता है। इस मामले में, ठोस ईंधन का गर्मी हस्तांतरण सीधे अपने प्रकार, गुणों और संरचना से संबंधित है।

छोटी रसायन विज्ञान

ठोस ईंधन की संरचना में निम्नलिखित पदार्थ शामिल हैं: कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और खनिज कनेक्शन। ईंधन का संयोजन करते समय, कार्बन और हाइड्रोजन एयर ऑक्सीजन (सबसे मजबूत प्राकृतिक ऑक्सीडेंट) से जुड़े होते हैं - दहन प्रतिक्रिया बड़ी संख्या में थर्मल ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है। इसके अलावा, गैसीय दहन उत्पादों को धुएं के माध्यम से हटा दिया जाता है, और ठोस दहन उत्पाद (राख और स्लैग) ग्रिल के माध्यम से अपशिष्ट के रूप में बाहर निकलते हैं।

तदनुसार, ठोस ईंधन पर चल रहे हीटिंग उपकरण के डिजाइनर का मुख्य कार्य सबसे लंबे समय तक जलने वाले स्टोव ठोस ईंधन या ईंधन बॉयलर प्रदान करना है। फिलहाल, इस क्षेत्र में कुछ प्रगति हासिल की गई है - ऊपरी दहन के सिद्धांत पर लंबे समय तक जलने वाले ठोस ईंधन बॉयलर और पायरोलिसिस प्रक्रिया दिखाई दी।

ठोस ईंधन के मुख्य प्रकार का कैलोरीफ मूल्य

• फायरवुड औसतन (लकड़ी की लकड़ी के आधार पर) और नमी 2800 से 3300 kcal / kg से।
• पीट - 3000 से 4000 kcal / kg की आर्द्रता के आधार पर।
• कोयला - 4700 से 7200 kcal / kg से प्रकार (एंथ्रासाइट, ब्राउन या लौ) के आधार पर।
• दबाया ब्रिकेट्स और छर्रों - 4500 kcal / kg।

दूसरे शब्दों में, विभिन्न प्रकार के ठोस ईंधन को जलाने की प्रक्रिया थर्मल ऊर्जा द्वारा उत्पन्न गर्मी की एक अलग मात्रा के साथ होती है, इसलिए मुख्य प्रकार के ईंधन की पसंद बहुत जिम्मेदार होनी चाहिए - इसमें निर्दिष्ट जानकारी के इस मुद्दे में निर्देशित किया जाना चाहिए इस या उस ठोस ईंधन उपकरण के लिए परिचालन दस्तावेज (पासपोर्ट या निर्देश मैनुअल)।

सॉलिड ईंधन के मुख्य प्रकार की संक्षिप्त विशेषता

लकड़ी

सबसे किफायती, इसलिए रूस में सबसे आम प्रकार का ईंधन। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, दहन प्रक्रिया के दौरान जारी गर्मी की मात्रा लकड़ी की नस्ल और उसकी आर्द्रता पर निर्भर करती है। यह ध्यान देने योग्य है कि एक पायरोलिसिस बॉयलर के लिए ईंधन के रूप में फायरवुड का उपयोग करते समय एक नमी सीमा होती है, जो इस मामले में 15-20% से अधिक नहीं होनी चाहिए।

पीट

पीट अनूर्णिक पौधों का एक संकुचित अवशेष है जिसमें मिट्टी के मोटे में लंबा समय होता है। उत्पादन विधि के अनुसार, सवारी और निचले पीट अंतर। और कुल राज्य के अनुसार, पीट नक्काशीदार, गांठदार और ब्रिकेट के रूप में दबाया जा सकता है। थर्मल ऊर्जा की मात्रा के अनुसार, पीट फायरवुड के समान है।

कोयला

कोयला सबसे "कैलोरी" सॉलिड ईंधन का प्रकार है, जिसके लिए एक विशेष इग्निशन तकनीक की आवश्यकता होती है। सामान्य रूप से, पत्थर के कोने पर भट्ठी या बॉयलर को पिघलने के लिए, अच्छी तरह से फायरवुड पर पत्थर कोयला (ब्राउन, लौ या एंथ्रासाइट) लोड करने के लिए, केवल जलाऊ लकड़ी की लकड़ी की लकड़ी को जला देना आवश्यक है।

ब्रिकेट्स और छर्रों

यह एक नया प्रकार का ठोस ईंधन है, जो व्यक्तिगत तत्वों के आकार में भिन्न है। ब्रिकेट्स बड़े होते हैं, और छर्रों छोटे होते हैं। ब्रिकेट्स और छर्रों के निर्माण के लिए प्रारंभिक सामग्री किसी भी "ईंधन" पदार्थ की सेवा कर सकती है: लकड़ी के चिप्स, लकड़ी की धूल, भूसे, गोले, पीट, पीट, सूरजमुखी भूसी, छाल, कार्डबोर्ड और अन्य "द्रव्यमान" दहनशील पदार्थ मुक्त पहुंच में।

ब्रिकेट्स और छर्रों के लाभ

• उच्च कैलोरीफ मूल्य वाले पर्यावरण के अनुकूल फायर किए गए ईंधन।
• उच्च सामग्री घनत्व के कारण लंबे समय तक जलन।
• सुविधा और भंडारण कॉम्पैक्टनेस।
• दहन के बाद राख की न्यूनतम मात्रा मात्रा के 1 से 3% तक है।
• कम रिश्तेदार लागत।
• बॉयलर के संचालन की प्रक्रिया को स्वचालित करने की क्षमता।
• सभी प्रकार के ठोस ईंधन बॉयलर और हीटिंग घरेलू भट्टियों के लिए उपयुक्त।

दहनशील गैसों और राल जोड़े (तथाकथित अस्थिर), अपने हीटिंग की प्रक्रिया में प्राकृतिक ठोस ईंधन के थर्मल अपघटन के दौरान पृथक, एक ऑक्सीकरण एजेंट (वायु) के साथ मिश्रण, उच्च तापमान पर, वे सामान्य गैसीय ईंधन के रूप में पर्याप्त रूप से गहन रूप से जला देते हैं । इसलिए, अस्थिर (फायरवुड, पीट, स्लेट) के बड़े निकास के साथ ईंधन जलती हुई कठिनाइयों का कारण बनती है, बेशक, उनमें गिट्टी की सामग्री (आर्द्रता प्लस एशोस्ट) की सामग्री इतनी बड़ी नहीं होती है, जिससे पाने के लिए बाधा बन जाती है तापमान में तापमान।

मध्यम (भूरे और पत्थर कोयार) और छोटे (पतली कोयले और एंथ्रासाइट्स) के साथ ईंधन का दहन समय निकास अस्थिर अस्थिर को अलग करने के बाद गठित कोक अवशेष की सतह पर प्रतिक्रिया दर द्वारा व्यावहारिक रूप से निर्धारित किया जाता है। इस अवशेष का दहन गर्मी की मुख्य मात्रा को सुनिश्चित करता है और आवंटित करता है।

दो चरणों के खंड की सतह पर प्रतिक्रिया लीक(इस मामले में, कोक टुकड़े की सतह पर) बुला हुआविषम। इसमें कम से कम दो प्रक्रियाएं होती हैं: सतह पर ऑक्सीजन का प्रसार और ईंधन के साथ इसकी रासायनिक प्रतिक्रिया (सतह पर बाहर निकलने के बाद लगभग शुद्ध कार्बन शेष)। Arrenius कानून के अनुसार बढ़ते हुए, उच्च तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रिया की गति इतनी बड़ी हो जाती है कि सतह पर आपूर्ति की गई सभी ऑक्सीजन तुरंत प्रतिक्रिया करती है। नतीजतन, दहन दर बड़े पैमाने पर स्थानांतरण और प्रसार द्वारा जलने वाले कण की सतह पर ऑक्सीजन की डिलीवरी की तीव्रता पर निर्भर है। यह व्यावहारिक रूप से प्रक्रिया के तापमान और कोक अवशेष के प्रतिक्रियात्मक गुणों को प्रभावित करने के लिए बंद कर दिया गया है। विषम प्रतिक्रिया के इस विधा को प्रसार कहा जाता है। इस मोड में दहन तीव्र केवल ईंधन कण की सतह पर अभिकर्मक की आपूर्ति को तेज कर सकता है। विभिन्न भट्टियों में, यह विभिन्न तरीकों से हासिल किया जाता है।

परत भट्टियां।वितरण ग्रिड के लिए एक निश्चित मोटाई की एक परत द्वारा लोड ठोस ईंधन को प्रज्वलित किया जाता है और शुद्ध किया जाता है (अक्सर नीचे से नीचे) हवा (चित्र 28, ए)। ईंधन के टुकड़ों के बीच फ़िल्टरिंग, यह ऑक्सीजन खो देता है और कोयला दहन, जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड कोयले के कारण ऑक्साइड (सीओ 2, सीओ) कार्बन के साथ समृद्ध होता है।

अंजीर। 28. फर्नेस प्रक्रियाओं के संगठन की योजनाएं:

लेकिन अ - एक घने परत में; बी - धूल के आकार की अवस्था में; _in - चक्रवात फ़ायरबॉक्स में;

जी - एक उबलते परत में; में- वायु; टी, में - ईंधन, हवा; जेन तरल स्लैग

जोन, जिसके भीतर ऑक्सीजन लगभग पूरी तरह से गायब हो जाता है, को ऑक्सीजन कहा जाता है; इसकी ऊंचाई ईंधन के टुकड़े के दो या तीन व्यास है। इसके परिणामों में, गैस न केवल 2, एच 2 ओ और एन 2 के साथ निहित हैं, बल्कि सीओ और एच 2 के दहनशील गैसों के साथ भी, कोयला 2 और एच 2 की वसूली और अस्थिर से दोनों की वसूली के कारण दोनों का गठन किया गया है कोयला। यदि परत की ऊंचाई ऑक्सीजन क्षेत्र से अधिक है, तो ऑक्सीजन के पीछे कम करने वाले क्षेत्र का अनुसरण करता है जिसमें केवल सी 2 + सी \u003d 2 और एच 2 ओ + सी \u003d सीओ + एच 2 की प्रतिक्रियाएं होती हैं। नतीजतन, दहनशील गैस से बाहर निकलने वाली परत की एकाग्रता बढ़ जाती है क्योंकि इसकी ऊंचाई बढ़ जाती है।

परत भट्टियों में, परत की ऊंचाई ऑक्सीजन क्षेत्र की ऊंचाई या अधिक से अधिक रखने की कोशिश कर रही है। अपूर्ण दहन (एच 2, सीओ) के उत्पादों के बाद, परत से उभरते हुए, साथ ही साथ समाप्त होने वाली धूल के बाद भी, अतिरिक्त हवा को परत पर आपूर्ति की जाती है।

जला ईंधन की मात्रा दायर की गई हवा की मात्रा के लिए आनुपातिक है, हालांकि, एक निश्चित सीमा पर वायु वेग में वृद्धि घने परत की स्थिरता को बाधित करती है, क्योंकि अलग-अलग स्थानों में परत के माध्यम से टूटने वाली हवा क्रेटर बनाती है। चूंकि पॉलीडिस्पर्स ईंधन हमेशा परत में लोड होता है, इसलिए अलगाव बढ़ रहा है। कण जितना अधिक गति के साथ आप अपनी स्थिरता को परेशान किए बिना परत के माध्यम से हवा को उड़ सकते हैं। यदि हम किसी न किसी अनुमान के लिए लेते हैं तो सामान्य परिस्थितियों में "दहन" की गर्मी α बी \u003d 1 पर 3.8 एमजे के बराबर होती है और समझती है डब्ल्यू एनजाली क्षेत्र (एम / एस) के प्रति इकाई क्षेत्र में वायु प्रवाह दर, फिर दहन दर्पण (एमडब्ल्यू / एम 2) का गर्मी परिवर्तन होगा

q r \u003d 3,8w n / α में(105)

परत जलने के लिए बाढ़ उपकरणों को एक ग्रिड ग्रिड पर ईंधन परत को खिलाने, चलाने और ईंधन देने की विधि के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। गैर-मशीनीकृत भट्टियों में, जिसमें सभी तीन परिचालन मैन्युअल रूप से किए जाते हैं, आप 300 से अधिक 400 किलो / एच कोयले से अधिक नहीं जा सकते हैं। न्यूमोमेकेनिकल कन्वर्टर्स और एक श्रृंखला रिवर्स स्ट्रोक (चित्र 2 9) के साथ पूरी तरह से मशीनीकृत परतें उद्योग में सबसे आम थीं। उनकी सुविधा एक ग्रेट ग्रिड के साथ 1 -15 मीटर / घंटा की गति से लगातार चलने पर ईंधन का दहन है, जिसे एक कन्वेयर बेल्ट बैंड के रूप में डिजाइन किया गया है, इलेक्ट्रिक मोटर से ड्राइव। जब "तारांकन" संचालित होते हैं तो जाली के सलाखों में अंतहीन हिंगेड चेन पर तय अलग-अलग ग्रेट तत्व होते हैं। जलने के लिए आवश्यक हवा ग्रिल के तहत ग्रिल के तत्वों के बीच अंतराल के माध्यम से आपूर्ति की जाती है।

अंजीर। 29. एक न्यूमोमेकेनिकल राहत और एक चेन रिवर्स जाली के साथ फायरसेस आरेख:

1 - ग्रिड ग्रिड का कपड़ा; 2 - ड्राइव "सितारे"; 3 - ईंधन और स्लैग की परत; 4 – 5 - स्थानांतरण का रोटर; 6 - रिबन फीडर; 7 - ईंधन हॉपर; 8 - फ्लू वॉल्यूम; 9 - ऑन-स्क्रीन पाइप; 10 - 11 - भट्ठी के सामान; 12 - पीछे मुहर; 13 - परत के नीचे वायु आपूर्ति के लिए खिड़कियां

किसानों। पिछली शताब्दी में परत भट्टियों में जलने के लिए (और तब कोई अन्य नहीं था) केवल कोयले का उपयोग किया जाता था, जिसमें ट्रिविया नहीं होता (आमतौर पर एक अंश 6 - 25 मिमी) होता है। अंशदान फ्रेम 6 मिमी - शोटीब (जर्मन स्टैक - धूल से) एक अपशिष्ट था। इस शताब्दी की शुरुआत में, जलने के लिए एक धूल जैसी विधि विकसित की गई थी, जिसमें कोयलों \u200b\u200bको 0.1 मिमी तक कुचल दिया गया था, और मुश्किल एंथ्रासाइट्स भी छोटे थे। ऐसी धूल गैस प्रवाह के शौकीन हैं, उनके बीच सापेक्ष गति बहुत छोटी है। लेकिन उनके दहन का समय बेहद कुछ सेकंड और सेकंड का अंश है। इसलिए, एक ऊर्ध्वाधर गैस वेग के साथ, 10 मीटर / एस से कम और भट्ठी की पर्याप्त ऊंचाई (आधुनिक बॉयलर में मीटर के दर्जनों) धूल में बर्नर से गैस के साथ आंदोलन की प्रक्रिया में फ्लाई पर पूरी तरह से जलाने का समय होता है भट्ठी से बाहर निकलना।

यह सिद्धांत आधार (कक्ष) भट्टियों पर आधारित है, जिसमें ज्वलनशील धूल को बर्नर के माध्यम से बर्नर के माध्यम से बर्नर के माध्यम से एक साथ फ़्लिप करना (चित्र 28, बी देखें) ) इसी प्रकार, गैसीय या तरल ईंधन जला दिया जाता है। इस प्रकार, कक्ष भट्टियां किसी भी ईंधन को जलाने के लिए उपयुक्त हैं, जो परत पर उनका बड़ा फायदा है। दूसरा लाभ किसी भी व्यावहारिक रूप से कितनी शक्ति के लिए एक फ़ायरबॉक्स बनाने की क्षमता है। इसलिए, चैम्बर फर्नेस अब ऊर्जा उद्योग प्रमुख स्थिति में हैं। साथ ही, धूल छोटी भट्टियों में जलाने के लिए स्थिर नहीं हो सकता है, खासतौर पर ऑपरेशन के परिवर्तनीय तरीकों के साथ, इसलिए 20 मेगावाट से कम की थर्मल क्षमता वाले धूल कार्बन ब्लैक नहीं हैं।

ईंधन को मिलिंग उपकरणों में कुचल दिया जाता है और धूल बर्नर के माध्यम से एक फ्लू कक्ष में उड़ा जाता है। हवा परिवहन, धूल के साथ विचार, प्राथमिक कहा जाता है।

अपने गर्मजोशी के दौरान जारी धूल, अस्थिर पदार्थों के रूप में ठोस ईंधन की जलन में, गैसीय ईंधन के रूप में एक मशाल में जलन, जो इग्निशन तापमान में ठोस कणों के हीटिंग में योगदान देता है और मशाल के स्थिरीकरण की सुविधा प्रदान करता है । अस्थिर जलने के लिए प्राथमिक हवा की मात्रा पर्याप्त होनी चाहिए। यह एक छोटे से अस्थिर उत्पादन (उदाहरण के लिए, एंथ्रेसाइट) के साथ कोयले के लिए कुल वायु सेना का 15-25% से अधिक है, जो बड़े उत्पादन (ब्राउन कोयले) के साथ ईंधन के लिए 20 - 55% तक है। दहन हवा (इसे माध्यमिक कहा जाता है) के लिए आवश्यक बाकी भट्ठी को अलग से खिलाया जाता है और दहन प्रक्रिया के दौरान पहले से ही धूल से उत्तेजित होता है।

धूल को आग पकड़ा जाने के लिए, इसे पहले पर्याप्त उच्च तापमान तक गर्म होना चाहिए। उसके साथ, स्वाभाविक रूप से, इसे गर्मी और परिवहन करना आवश्यक है (यानी, प्राथमिक वायु)। यह करने का प्रबंधन करता है केवल हॉट दहन उत्पादों के प्रवाह के लिए मिश्रण करके।

ठोस ईंधन दहन का एक अच्छा संगठन (विशेष रूप से एक छोटे अस्थिर उत्पादन के साथ, विशेष रूप से कठिन प्रवाह) तथाकथित uncourt बर्नर (चित्र 30) का उपयोग प्रदान करता है।

अंजीर। 30. ठोस धूल भरी ईंधन के लिए दिशा-निर्देश और कम वोल्टेज बर्नर: में- वायु; टी, में -ईंधन, हवा

प्राथमिक हवा के साथ कोयले की धूल उन्हें केंद्रीय पाइप के माध्यम से आपूर्ति की जाती है और विभाजक की उपस्थिति के कारण फर्नेस में एक पतली कुंडारा जेट के रूप में जाती है। द्वितीयक हवा को "घोंघा" के माध्यम से खिलाया जाता है, यह दृढ़ता से इसमें घुमाया जाता है और भट्ठी को छोड़कर, एक शक्तिशाली अशांत मोड़ मशाल बनाता है, जो मशाल कर्नेल से बड़ी मात्रा में गर्म गैस की चढ़ाई प्रदान करता है बर्नर। यह प्राथमिक हवा और इसकी इग्निशन के साथ ईंधन के मिश्रण के हीटिंग को तेज करता है, यानी मशाल का एक अच्छा स्थिरीकरण बनाता है। अपने मजबूत अतिक्रमण के कारण पहले से ही आग लगी हुई धूल के साथ द्वितीयक हवा अच्छी तरह से मिश्रित है। फ्लू वॉल्यूम के भीतर गैसों की धारा में अपनी उड़ान की प्रक्रिया में समर्पित सबसे बड़ी धूल।

भट्ठी में प्रत्येक क्षण में कोयले की धूल के मशाल जलने में एक महत्वहीन ईंधन आपूर्ति होती है - कुछ दसियों किलोग्राम से अधिक नहीं। यह मशाल प्रक्रिया को ईंधन और वायु व्यय में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील बनाता है और आपको ईंधन तेल या गैस को जोड़ते समय भट्ठी की उत्पादकता को तुरंत बदलने की अनुमति देता है। साथ ही, यह धूल में भट्टियों की आपूर्ति की विश्वसनीयता के लिए आवश्यकताओं को बढ़ाता है, थोड़ी सी (कुछ सेकंड में!) ब्रेक मशाल के पुनर्मूल्यांकन का कारण बन जाएगा, जो विस्फोट के खतरे से जुड़ा हुआ है धूल की बहाली। इसलिए, धूल शाफ्ट में कई बर्नर हैं।

बर्नर के मुंह के पास स्थित एक मशाल कर्नेल में धूल की तरह जलती हुई ईंधन के साथ, उच्च तापमान विकसित हो रहे हैं (1400-1500 डिग्री सेल्सियस तक), जिसमें राख तरल या कठिन हो जाता है। भट्ठी की दीवारों पर इस राख की चिपकने से उनके ओवरक्लॉक स्लैग हो सकता है। इसलिए, धूल भरे ईंधन की जलन अक्सर बॉयलर में उपयोग की जाती है, जहां भट्ठी की दीवारें पानी के ठंडा पाइप (स्क्रीन) के साथ बंद होती हैं, जिसके बारे में गैस ठंडा हो जाती है और राख कणों में भारित होता है, इसमें नुकसान पहुंचाया जाता है दीवार से संपर्क करें। तरल घुमाव भट्टियों में धूल जैसी दहन का भी उपयोग किया जा सकता है, जिसमें दीवारों को इस फिल्म में तरल स्लैग और पिघला हुआ राख कणों की पतली फिल्म के साथ कवर किया जाता है।

धूल कार्बन ब्लैक में वॉल्यूम की गर्मी-परिवर्तन आमतौर पर 150-175 किलोवाट / एम 3 होती है, जो 250 किलोवाट / एम 3 तक छोटी भट्टियों में बढ़ रही है। ईंधन के साथ अच्छी मिश्रण हवा के साथ स्वीकार किया जाता है α B. \u003d 1.2 ÷ 1.25; क्यू फर \u003d 0.5 ÷ 6% (बड़ी संख्या - छोटे भट्टियों में एंथ्रासाइट जलते समय); क्यू केमिकल \u003d 0 ÷ 1%।

कक्ष भट्टियों में, अतिरिक्त पीसने के बाद कोयले के अपशिष्ट को जलाना संभव है, जो कोक-रासायनिक संयंत्रों (प्रोम-उत्पाद), कोक स्क्रीनिंग और यहां तक \u200b\u200bकि छोटे कोक कीचड़ को समृद्ध करते समय गठित किया जाता है।

चक्रवात फ़ायरबॉक्स।चक्रवात भट्टियों में एक विशिष्ट दहन विधि की जाती है। वे पर्याप्त छोटे कोयले के कणों (आमतौर पर 5 मिमी से छोटे) का उपयोग करते हैं, और दहन के लिए आवश्यक हवा को बनाने वाले चक्रवात के टेंगेंट के साथ विशाल गति (100 मीटर / से तक) के साथ खिलाया जाता है। भट्ठी में, एक शक्तिशाली भंवर बनाया जाता है, जिसमें कणों को एक परिसंचरण आंदोलन में शामिल किया जाता है जिसमें वे प्रवाह से तीव्र रूप से उड़ाए जाते हैं। भट्ठी में गहन दहन के परिणामस्वरूप, एडियाबेटिक (2000 डिग्री सेल्सियस तक) के करीब तापमान विकसित हो रहा है। कोयले पिघल गया है, तरल स्लैग दीवारों के माध्यम से बहती है। ऊर्जा क्षेत्र में ऐसी भट्टियों के उपयोग के कई कारणों के लिए, उन्होंने इनकार कर दिया, और अब उन्हें तकनीकी के रूप में उपयोग किया जाता है - सल्फर को जलाने के लिए एच 2 के उत्पादन में 2 ऐसा 4, भुना हुआ अयस्क इत्यादि। कभी-कभी चक्रवात भट्टियों में, यानी अतिरिक्त (आमतौर पर गैसीय या तरल) ईंधन की आपूर्ति के कारण उनमें नुकसान को जलाना।

उबलते परतें।एक धूल कोरोना मशाल की सतत जलन केवल अपने मूल में उच्च तापमान पर संभव है - 1300-1500 डिग्री सेल्सियस से कम नहीं है। इन तापमान पर, प्रतिक्रिया में नाइट्रोजन नाइट्रोजन n 2 + o 2 \u003d 2no ध्यान से शुरू होता है। ईंधन में निहित नाइट्रोजन से कोई निश्चित संख्या नहीं बनाई गई है। नाइट्रोजन ऑक्साइड, वायुमंडल में धूम्रपान गैसों के साथ एक साथ फेंक दिया जाता है, उच्च तकनीक संख्या 2 डाइऑक्साइड पर लागू होता है। यूएसएसआर में, नो 2 (एमपीसी) की अधिकतम स्वीकार्य एकाग्रता, लोगों के स्वास्थ्य के लिए सुरक्षित, बस्तियों की हवा में 0.085 मिलीग्राम / मीटर 3 है। इसे सुनिश्चित करने के लिए, बड़े थर्मल पावर प्लांट्स पर, आपको संभावित बड़े क्षेत्र पर फ्लू गैसों को फैलाने, उच्च चिमनी बनाना होगा। हालांकि, जब एक दूसरे के पास बड़ी संख्या में स्टेशनों पर ध्यान केंद्रित किया जाता है, तो यह बचाता नहीं है।

एमपीसी द्वारा कई देशों को विनियमित नहीं किया जाता है, लेकिन ईंधन दहन के दौरान प्रति यूनिट गर्मी को पृथक हानिकारक उत्सर्जन की संख्या। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में बड़े उद्यमों के लिए, दहन की गर्मी के प्रति 1 एमजे के 28 मिलीग्राम नाइट्रोजन ऑक्साइड की अनुमति है। यूएसएसआर में, उत्सर्जन मानकों को विभिन्न ईंधन के लिए 125 से 480 मिलीग्राम / मीटर 3 तक हैं।

सल्फर युक्त ईंधन जलते समय, विषाक्त 2 का गठन होता है, जिसकी कार्रवाई प्रति व्यक्ति को संख्या 2 की कार्रवाई के साथ भी सारांशित किया जाता है।

ये उत्सर्जन फोटोकैमिकल स्मॉग और एसिड बारिश के गठन का कारण है, न केवल लोगों और जानवरों पर बल्कि वनस्पति पर भी हानिकारक है। पश्चिमी यूरोप में, उदाहरण के लिए, शंकुधारी जंगलों का महत्वपूर्ण हिस्सा ऐसी बारिश से मर जाता है।

यदि कैल्शियम और मैग्नीशियम ऑक्साइड के ऑक्साइड सभी को बाध्य करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं (दो- या तीन बार अतिरिक्त प्रतिक्रिया स्टॉइचियोमेट्री की तुलना में आमतौर पर आवश्यक है), ईंधन को एसएसीओ 3 चूना पत्थर द्वारा मिश्रित किया जाता है। 850-950 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर चूना पत्थर सीओओ और सीओ 2 पर गहन रूप से विघटित है, और कैसो 4 जिप्सम विघटित नहीं है, यानी, दाईं ओर प्रतिक्रिया नहीं जाती है। इस प्रकार, विषाक्त इतना 2 पानी में प्लास्टर को हानिकारक रूप से अघुलनशील रूप से अघुलनशील करने के लिए बांधता है, जिसे राख के साथ हटा दिया जाता है।

दूसरी तरफ, मानव गतिविधि की प्रक्रिया में, बड़ी संख्या में दहनशील अपशिष्ट का गठन किया जाता है, जिन्हें आम तौर पर स्वीकार्य अर्थ में ईंधन नहीं माना जाता है: कोयले के पेड़ों की "सिलाई", कोयला खनन में डंप, लुगदी की कई अपशिष्ट और पेपर उद्योग और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों। विरोधाभासी रूप से, उदाहरण के लिए, जो "नस्ल", जो कि बड़े क्षेत्रों में कोयले की खानों के बारे में है, अक्सर आत्म-बारी और लंबे समय तक आसपास की जगह के धुआं और धूल पर प्रदूषित होता है, लेकिन न तो परतों में, न ही कक्ष भट्टियों में यह नहीं हो सकता है बड़ी राख सामग्री के कारण जला दिया गया। राख की परत भट्टियों में, दहन को बंद करना, ईंधन के कणों में ऑक्सीजन की पहुंच को रोकता है, कक्ष में टिकाऊ जलने के लिए उच्च तापमान द्वारा प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

मानवता से पहले उत्पन्न अपशिष्ट मुक्त प्रौद्योगिकियों के विकास की तत्काल आवश्यकता ने ऐसी सामग्रियों को जलाने के लिए फ्लॉपिंग डिवाइस बनाने का मुद्दा निर्धारित किया है। वे एक उबलते परत के साथ विंडबॉक्स बन गए।

तरलकृत (या उबलते) कहा जाता है जुर्माना की परत की स्थिरता सीमा से अधिक गति के साथ नीचे से उड़ने वाली अच्छी तरह से बढ़ी हुई सामग्री की परत, लेकिन परत से कणों को अलग करने के लिए अपर्याप्त है।कक्ष की सीमित मात्रा में कणों का गहन परिसंचरण तेजी से उबलते तरल पदार्थ की छाप बनाता है, जो नाम की उत्पत्ति बताता है।

कणों की घनी परत शारीरिक रूप से नीचे से खिलती है, क्योंकि फ़िल्टरिंग गैस का प्रतिरोध सहायक ग्रिल के प्रति इकाई क्षेत्र की सामग्री की सामग्री के वजन के बराबर हो जाता है। चूंकि वायुगतिकीय प्रतिरोध वह बल है जिसके साथ गैस कणों पर कार्य करता है (और तदनुसार, गैस पर न्यूटन के तीसरे कानून के अनुसार), फिर प्रतिरोध की समानता और कण परत के वजन (यदि हम मानते हैं आदर्श मामला), यह जाली पर आधारित नहीं है, बल्कि गैस पर है।

उबलते परतों में औसत कण आकार आमतौर पर 2-3 मिमी होता है। यह द्रवणीयता की कामकाजी गति से मेल खाता है (इसमें 2-3 गुना अधिक होता है डब्ल्यू के।) 1.5 ÷ 4 मीटर / एस। यह भट्ठी की दी गई थर्मल पावर पर गैस वितरण जाली के क्षेत्र के अनुसार निर्धारित करता है। हीट ब्लॉक वॉल्यूम क्यू वी।परत भट्टियों के लिए समान लें।

एक उबलते परत (चित्र 31) के साथ सबसे सरल भट्टी काफी हद तक परत की याद दिलाती है और इसके साथ कई सामान्य संरचनात्मक तत्व हैं। उनके बीच मौलिक अंतर यह है कि कणों का गहन मिश्रण उबलते परत की मात्रा में तापमान की स्थिरता सुनिश्चित करता है।

अंजीर। 31. उबलते परत के साथ फ़ायरबॉक्स की योजना: 1 - ऐश उतारना; 2 - परत के नीचे वायु आपूर्ति; 3 - राख और ईंधन की उबलते परत; 4 - स्थानांतरण के लिए वायु आपूर्ति; 5 - स्थानांतरण का रोटर; 6 - रिबन फीडर; 7 - ईंधन हॉपर; 8 - फ्लू वॉल्यूम; 9 - ऑन-स्क्रीन पाइप; 10 - तीव्रता और चार्ज की पुनर्भुगतान; 11- भट्ठी के सामान; 12 - एक उबलते परत में गर्मी-अनुभव पाइप; में - पानी; पी - जोड़ा।

आवश्यक सीमाओं (850 - 950 डिग्री सेल्सियस) पर उबलते परत के तापमान को बनाए रखना दो अलग-अलग तरीकों से प्रदान किया जाता है। छोटे औद्योगिक भट्टियों में, अपशिष्ट या सस्ते ईंधन जलते हुए, एक महत्वपूर्ण बड़ी हवा पूर्ण दहन, स्थापित करने के लिए आवश्यक की तुलना में परत को आपूर्ति की जाती है α 2 में α।

हाइलाइट की गई गर्मी की समान मात्रा के साथ, गैसों का तापमान बढ़ने के रूप में कम हो जाता है α में, एक ही गर्मी के लिए बड़ी मात्रा में गैसों को गर्म करने पर खर्च किया जाता है।

बड़ी ऊर्जा इकाइयों में, दहन तापमान को कम करने की यह विधि असंभव है, "अतिरिक्त" हवा के लिए, इकाई को छोड़कर, इसे गर्म करने और गर्मजोशी से बिताया जाता है (आउटगोइंग गैसों के साथ बढ़ते नुकसान - नीचे देखें)। इसलिए, बड़े बॉयलर की उबलते परत के साथ भट्टियों में पाइप लगाए गए 9 और 12 एसउनमें काम करने वाले तरल पदार्थ (पानी या नौका) में परिसंचरण, गर्मी की आवश्यक मात्रा को समझना। कणों द्वारा इन पाइपों का गहन "धोने" परत से एक उच्च ताप हस्तांतरण गुणांक प्रदान करता है, जो कुछ मामलों में पारंपरिक की तुलना में बॉयलर की धातु क्षमता को कम कर देता है। ईंधन स्थिर है जब इसे उबलते परत में रखा जाता है, जो 1% या उससे कम बनाता है; शेष 99% सेयहां तक \u200b\u200bकि राख। यहां तक \u200b\u200bकि ऐसी प्रतिकूल परिस्थितियों के साथ, गहन मिश्रण राख कणों को दहनशील ऑक्सीजन को उन तक पहुंच से अवरुद्ध करने की अनुमति नहीं देता है (जैसा कि घने परत के विपरीत)। उबलते परत की मात्रा में दहनशील की एकाग्रता समान है। ईंधन के साथ प्रशासित राख को हटाने के लिए, परत सामग्री का हिस्सा लगातार बढ़ने वाले स्लैग के रूप में लगातार आउटपुट होता है - अक्सर गुलाबी रंग में छेद के माध्यम से "विलय" होता है, क्योंकि उबलते परत के रूप में बहने में सक्षम होता है एक द्रव।

उबलते परत परिसंचरण के साथ आग। हाल ही में, दूसरी पीढ़ी की भट्टियां तथाकथित परिसंचारी उबलते परत के साथ दिखाई दी हैं। इन फायरबॉक्स के पीछे चक्रवात स्थापित है, जिसमें सभी अंडरवॉर्न किए गए कणों को पकड़ा जाता है और भट्ठी में वापस लौटाया जाता है। इस प्रकार, कण भट्ठी की प्रणाली में "लॉक" हो जाते हैं - चक्रवात, जब तक वे पूरी तरह से जल नहीं लेते। इन भट्टियों में उच्च दक्षता है, जो कि दहन के कक्ष से कम नहीं है, जबकि सभी पर्यावरणीय लाभ बनाए रखते हैं।

उबलते परत वाले फ्लेक्स का व्यापक रूप से न केवल ऊर्जा में, बल्कि अन्य उद्योगों में भी उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, प्राप्त करने के लिए cchedans के दहन के लिए इतना 2,विभिन्न अयस्कों और उनके ध्यान केंद्रित (जस्ता, तांबा, निकल, सोने युक्त), आदि की छूत (फायरिंग के जलन सिद्धांत के दृष्टिकोण से, उदाहरण के लिए, ज़िंक अयस्क प्रतिक्रिया 2ZNS + 3o 2 \u003d 2zno + 2so 2 इस विशिष्ट "ईंधन" का दहन सभी दहन प्रतिक्रियाओं की तरह बहती है, गर्मी की बड़ी मात्रा की रिहाई के साथ।) विशेष रूप से विदेशों में, उबलते परतों को विभिन्न हानिकारक उत्पादन (ठोस, तरल) की अग्नि तटस्थता (यानी जलन) के लिए पाया गया था। और गैसीय) - सीवेज लाइटनिंग, कचरा इत्यादि के अलमारियों।

थीम 12. रासायनिक उद्योग की भट्टियां। ईंधन भट्टी के योजनाबद्ध आरेख। रासायनिक उद्योग के भट्टियों का वर्गीकरण। भट्टियों के मुख्य प्रकार, उनके डिजाइन की विशेषता है। हीट बैलेंस स्टोव

रासायनिक उद्योग की भट्टियां। ईंधन भट्ठी योजना

एक औद्योगिक भट्ठी एक ऊर्जा तकनीकी इकाई है जो आवश्यक गुणों को प्रदान करने के लिए सामग्री की थर्मल प्रसंस्करण के लिए है। ईंधन (आग लगने) भट्टियों में गर्मी का स्रोत विभिन्न प्रकार के कार्बन ईंधन (गैस, ईंधन तेल, आदि) की सेवा करता है। आधुनिक भट्टियां अक्सर बड़े मशीनीकृत और स्वचालित उच्च प्रदर्शन समेकन होते हैं।

प्रक्रिया का इष्टतम तापमान, जो प्रक्रियाओं की थर्मोडायनामिक और गतिशील गणना द्वारा निर्धारित किया जाता है, सबसे बड़ा मूल्य है। प्रक्रिया के इष्टतम तापमान व्यवस्था को तापमान की स्थिति कहा जाता है जिसके तहत इस भट्टी में लक्ष्य उत्पाद द्वारा अधिकतम प्रदर्शन सुनिश्चित किया जाता है।

आम तौर पर, भट्ठी में कामकाजी तापमान इष्टतम से थोड़ा कम होता है, यह ईंधन दहन, गर्मी विनिमय की शर्तों, इन्सुलेटिंग गुणों और भट्ठी की अस्तर के प्रतिरोध, प्रसंस्कृत सामग्री की थर्मोफिजिकल गुणों की शर्तों पर निर्भर करता है, आदि। कारक उदाहरण के लिए, फायरिंग भट्टियों के लिए, ऑपरेटिंग तापमान ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं के सक्रिय प्रवाह और फायरिंग उत्पादों के sintering तापमान के तापमान के बीच अंतराल में है। भट्ठी के थर्मल शासन के तहत, गर्मी की जड़ता की दहन, सामूहिक विनिमय और मीडिया के मैकेनिक्स की गर्मी, तकनीकी प्रक्रिया की प्रक्रिया में गर्मी के वितरण को सुनिश्चित करना। प्रक्रिया क्षेत्र का ताप मोड पूरे भट्ठी के थर्मल मोड को निर्धारित करता है।

भट्टियों की संरचना में तकनीकी प्रक्रिया के सही प्रवाह के लिए आवश्यक भट्ठी में गैस वातावरण की संरचना का एक बड़ा प्रभाव पड़ता है। ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं के लिए, भट्ठी में गैस माध्यम में ऑक्सीजन होना चाहिए, जिसकी राशि 3 से 15% और अधिक उतार-चढ़ाव करती है। कटौती माध्यम को कम ऑक्सीजन सामग्री (1-2% तक) और गैसों (सीओ, एच 2, आदि) को कम करने की उपस्थिति 10-20% और अधिक है। गैस चरण की संरचना भट्ठी में ईंधन जलाने की शर्तों को निर्धारित करती है और दहन में प्रवेश करने वाली हवा की मात्रा पर निर्भर करती है।

भट्ठी में गैसों के आंदोलन का तकनीकी प्रक्रिया, जलन और गर्मी हस्तांतरण, और भट्टियों में, "उबलते परत" या भंवर भट्टियों पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, गैसों का आंदोलन टिकाऊ काम में मुख्य कारक है। पेटी और प्रशंसकों द्वारा गैसों की मजबूर आवाजाही की जाती है।

प्रक्रिया की गति गर्मी उपचार सामग्री के आंदोलन से प्रभावित होती है।

फर्नेस इंस्टॉलेशन की योजना में निम्नलिखित आइटम शामिल हैं: एक ईंधन दहन डिवाइस और हीट एक्सचेंज संगठन; लक्ष्य तकनीकी व्यवस्था करने के लिए वर्कस्पेस फर्नेस; फ्लू गैसों (गर्म गैस, वायु) की गर्मी के पुनर्जनन के लिए हीट एक्सचेंज डिवाइस; आउटगोइंग गैसों की गर्मी के उपयोग के लिए निपटान प्रतिष्ठान (बेक्ड बॉयलर - उपयोगी); ट्रैक्शन और ब्लोइंग डिवाइस (धूम्रपान करने वालों, प्रशंसकों) को सामग्री के थर्मल प्रसंस्करण के ईंधन और गैसीय उत्पादों के दहन और बर्नर को वायु आपूर्ति, गेट के लिए इंजेक्टर; सफाई उपकरण (फ़िल्टर, आदि)।

ठोस ईंधन का दहन, निश्चित रूप से ग्रिड ग्रिड पर झूठ बोलना, ईंधन के शीर्ष भार पर अंजीर में दिखाया गया है। 6.2।

लोड होने के बाद परत के शीर्ष पर ताजा ईंधन है। इसके तहत जलती हुई कोक है, और सीधे ग्रिल से ऊपर - स्लैग। परत के निर्दिष्ट क्षेत्र आंशिक रूप से एक दूसरे को ओवरलैप करते हैं। जैसे ही ईंधन जलता है, सभी जोन धीरे-धीरे गुजरते हैं। पहली अवधि में, जलती हुई कोक पर ताजा ईंधन की प्राप्ति के बाद, इसकी थर्मल तैयारी होती है (हीटिंग, वाष्पीकरण की वाष्पीकरण, अस्थिर पृथक्करण), जो परत में जारी गर्मी द्वारा खर्च की जाती है। अंजीर में। 6.2 ईंधन परत की ऊंचाई में ठोस ईंधन और तापमान वितरण के अनुमानित दहन दिखाता है। उच्चतम तापमान का क्षेत्र कोक दहन के क्षेत्र में स्थित है, जहां गर्मी की मुख्य मात्रा को हाइलाइट किया गया है।

ईंधन स्लैग बूंदों को जलाने पर गठित स्लैग हवा की ओर कोक के गर्म टुकड़ों के साथ बहती है। धीरे-धीरे, स्लैग ठंडा हो गया है और पहले से ही एक ठोस राज्य में एक grate ग्रिड तक पहुंचता है, जहां से इसे हटा दिया जाता है। जाली पर झूठ बोलने वाला स्लैग इसे अत्यधिक गरम करने, गर्मी और समान रूप से परत के माध्यम से हवा वितरित करने की रक्षा करता है। ग्रिल के माध्यम से गुजरना हवा और ईंधन परत में प्रवेश करना प्राथमिक कहा जाता है। यदि प्राथमिक हवा ईंधन के पूर्ण जलने के लिए पर्याप्त नहीं है और परत पर अपूर्ण दहन उत्पाद हैं, तो हवा को अतिरिक्त परत स्थान में अतिरिक्त खिलाया जाता है। इस तरह की हवा को माध्यमिक कहा जाता है।

ईंधन की आपूर्ति के शीर्ष पर, ईंधन की निचली इग्निशन और गैस-वायु और ईंधन प्रवाह के आने वाले आंदोलन को जाली पर किया जाता है। साथ ही, अपने दहन के लिए ईंधन और अनुकूल हाइड्रोडायनामिक स्थितियों की प्रभावी इग्निशन सुनिश्चित किया जाता है। ईंधन और ऑक्सीडाइज़र के बीच प्राथमिक रासायनिक प्रतिक्रियाएं गर्म कोक के क्षेत्र में होती हैं। जलने वाले ईंधन की परत में गैस गठन की प्रकृति अंजीर में दिखाया गया है। 6.3।

परत की शुरुआत में, ऑक्सीजन जोन (के) में, जो गहन ऑक्सीजन खपत में होता है, हाइड्रोक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 और सह बनते हैं। ऑक्सीजन क्षेत्र के अंत तक, 2 की एकाग्रता 1-2% घट जाती है, और सीओ 2 की एकाग्रता अधिकतम अधिकतम तक पहुंच जाती है। ऑक्सीजन क्षेत्र में परत तापमान तेजी से बढ़ता है, जिसमें अधिकतम है जहां सीओ 2 की उच्चतम सांद्रता स्थापित की जाती है।

कम करने वाले क्षेत्र में (सी) ऑक्सीजन व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है। कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन ऑक्साइड गठन के साथ लाल कार्बन के साथ इंटरैक्ट करता है:

कम करने वाले क्षेत्र की ऊंचाई में, गैस में सीओ 2 की सामग्री कम हो जाती है, और सीओ - यह तदनुसार बढ़ जाती है। कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन डीओक्साइड के साथ प्रतिक्रिया अंतोथीन है, इसलिए कम करने वाली ज़ोन बूंदों की ऊंचाई में तापमान। यदि घटाने वाले क्षेत्र में गैसों में एक जल वाष्प है, तो एच 2 ओ के अपघटन की एक अंतोथर्मिक प्रतिक्रिया भी संभव है।

ऑक्सीजन जोन सह और सीओ 2 के प्रारंभिक खंड के परिणामस्वरूप मात्रा का अनुपात तापमान पर निर्भर करता है और अभिव्यक्ति के अनुसार भिन्न होता है

जहां ई सी और ई सीओ 2 ऊर्जा सक्रियण ऊर्जा है, क्रमशः, सीओ और सीओ 2; ए - संख्यात्मक गुणांक; आर एक सार्वभौमिक गैस स्थिर है; टी - पूर्ण तापमान।
बदले में परत तापमान ऑक्सीडेंट की एकाग्रता के साथ-साथ वायु हीटिंग की डिग्री पर निर्भर करता है। कम करने वाले क्षेत्र में, ठोस ईंधन और तापमान कारक के दहन में सीओ और सीओ 2 के बीच अनुपात पर निर्णायक प्रभाव भी होता है । सीओ 2 + सी \u003d पी 2 के प्रतिक्रिया तापमान में वृद्धि के साथ, गैसों में कार्बन ऑक्साइड की सामग्री बढ़ जाती है।
ऑक्सीजन और कम करने वाले जोनों की मोटाई मुख्य रूप से जलती हुई ईंधन और तापमान मोड के स्लाइस के प्रकार और आकार पर निर्भर करती है। बढ़ते ईंधन के आकार के साथ, जोनों की मोटाई बढ़ जाती है। यह स्थापित किया गया है कि ऑक्सीजन क्षेत्र की मोटाई जलती हुई कणों के लगभग तीन या चार व्यास है। कम करने वाला क्षेत्र 4-6 गुना मोटी है।

जोन की मोटाई पर विस्फोट की तीव्रता में वृद्धि व्यावहारिक रूप से प्रभावित नहीं होती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि परत में रासायनिक प्रतिक्रिया की गति मिश्रण गठन दर से काफी अधिक है और पूरे आने वाले ऑक्सीजन तुरंत गर्म ईंधन के कणों की पहली पंक्तियों के साथ प्रतिक्रिया करता है। परत में ऑक्सीजन और कम करने वाले जोनों की उपस्थिति कार्बन और प्राकृतिक ईंधन (चित्र 6.3) दोनों के दहन की विशेषता है। बढ़ती ईंधन प्रतिक्रियाशीलता के साथ, साथ ही साथ इसकी राख में कमी के साथ, जोनों की मोटाई कम हो जाती है।

ईंधन परत में गैस गठन की प्रकृति से पता चलता है कि परत के आउटलेट पर दहन के संगठन के आधार पर, या व्यावहारिक रूप से निष्क्रिय या दहनशील और निष्क्रिय गैसों को प्राप्त किया जा सकता है। यदि लक्ष्य गैसों की भौतिक गर्मी में ईंधन की गर्मी का अधिकतम परिवर्तन होता है, तो प्रक्रिया ऑक्सीकरण एजेंट के अतिरिक्त ईंधन की पतली परत में की जानी चाहिए। यदि कार्य दहनशील गैसों (गैसीफिकेशन) को प्राप्त करना है, तो प्रक्रिया को ऑक्सीकरण एजेंट के नुकसान के साथ एक परत विकसित परत के साथ किया जाता है।

बॉयलर के फ़ायरबॉक्स में ईंधन दहन पहले मामले से मेल खाती है। और ठोस ईंधन का दहन एक पतली परत में व्यवस्थित होता है, जो ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं का अधिकतम प्रवाह सुनिश्चित करता है। चूंकि ऑक्सीजन जोन की मोटाई ईंधन के आकार पर निर्भर करती है, टुकड़ों का आकार जितना अधिक होता है, उतनी अधिक मोटी परत होनी चाहिए। इस प्रकार, परत में भूरे और पत्थर के गुणों की परत में जलते समय, परत मोटाई लगभग 50 मिमी बनाए रखी जाती है। एक ही कोयले के साथ, लेकिन 30 मिमी से अधिक मोटी परत मोटाई के आकार को 200 मिमी तक बढ़ाता है। ईंधन परत की आवश्यक मोटाई भी इसकी आर्द्रता पर निर्भर करती है। ईंधन की आर्द्रता जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक ताजा ईंधन भागों को जलाने और जलने के लिए परत में बड़े पैमाने पर जलाने का आरक्षित होना चाहिए।