બળતણ દહન પ્રક્રિયાના મુખ્ય તબક્કાઓ. તેલ અને ગેસનો મહાન જ્ઞાનકોશ

કમ્બશન સ્ટેજ ઇંધણ ઇગ્નીશનના તબક્કા દ્વારા આગળ આવે છે, જે તેની ગરમી સાથે સંકળાયેલ છે. આ તબક્કામાં ઓક્સિજનની જરૂર નથી અને તેની ઘટના દરમિયાન બળતણ પોતે ગરમીનો ઉપભોક્તા છે. જેટલી ઝડપથી બળતણનું તાપમાન વધે છે, ઇગ્નીશન વધુ તીવ્ર બને છે. દેખીતી રીતે, જે પરિબળો ઇગ્નીશનમાં વિલંબ કરે છે તે છે: ઉચ્ચ બળતણ ભેજ, ઇગ્નીશન તાપમાનમાં વધારો, ઇંધણની નાની ગરમી-પ્રાપ્ત સપાટી, ઇંધણનું નીચું પ્રારંભિક તાપમાન અને ફાયરબોક્સને બિનપ્રીહિટેડ હવાનો પુરવઠો.  

કમ્બશન સ્ટેજ એ હવાનો મુખ્ય ઉપભોક્તા છે. આ તબક્કે, બળતણની ગરમીનો મુખ્ય ભાગ પ્રકાશિત થાય છે અને ઉચ્ચતમ તાપમાન વિકસે છે. વધુ અસ્થિર પદાર્થોબળતણ છોડે છે, વધુ તીવ્ર દહન થાય છે અને વધુ કેન્દ્રિત હવા પૂરી પાડવામાં આવશ્યક છે. આફ્ટરબર્નિંગ સ્ટેજને થોડી હવાની જરૂર છે; તદનુસાર, અહીં થોડી ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે.  

તારાના જીવનમાં હાઇડ્રોજન બર્નિંગ સ્ટેજ સૌથી લાંબો છે. મુખ્ય ક્રમ પરના તારાઓની ફોટોન તેજ, ​​જ્યાં હાઇડ્રોજન બળે છે, તે એક નિયમ તરીકે, ઉત્ક્રાંતિના અનુગામી તબક્કાઓ કરતાં ઓછી છે, અને તેમની ન્યુટ્રિનોની તેજ ખૂબ ઓછી છે, કારણ કે કેન્દ્રીય તાપમાન - 4 107 K કરતાં વધુ નથી. તેથી, મુખ્ય ક્રમના તારાઓ ગેલેક્સી અને સમગ્ર બ્રહ્માંડમાં સૌથી સામાન્ય તારા છે (જુઓ.  

મુખ્ય ભાગમાં હાઇડ્રોજન બર્નિંગ સ્ટેજ તારાના જીવનનો મોટાભાગનો ભાગ લે છે, જેમાં લગભગ 1010 વર્ષ સુધી મુખ્ય ક્રમમાં સૂર્ય જેટલા જ દળના તારાઓ બાકી રહે છે. સમૂહ 20 MQ ધરાવતા તારાઓ માટે અનુરૂપ તબક્કો માત્ર 106 વર્ષ ચાલે છે, જ્યારે 0 3M0 સમૂહ ધરાવતા તારાઓ આ તબક્કે 3 1011 વર્ષ પસાર કરે તેવી અપેક્ષા છે, જે ગેલેક્સીની ઉંમર કરતાં 30 ગણી છે.  

વાયુયુક્ત ઇંધણ અને કોકના કમ્બશન સ્ટેજમાં ગરમીના પ્રકાશન સાથે છે, જે કોક ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપવા માટે જરૂરી તાપમાનમાં વધારો પ્રદાન કરે છે.  

કમ્બશન સ્ટેજ દરમિયાન, હવાનો મોટાભાગનો વપરાશ થાય છે અને બળતણની ગરમીનો મોટો ભાગ છોડવામાં આવે છે. પ્રક્રિયાના આ તબક્કે તાપમાન પહોંચે છે ઉચ્ચતમ મૂલ્યો. અસ્થિર પદાર્થોનું દહન સૌથી ઝડપથી થાય છે, જેના કારણે ઝડપથી અને સંપૂર્ણ મિશ્રણની રચનાની ખાતરી કરવા માટે કેન્દ્રિત હવા પુરવઠા અને ખૂબ ધ્યાનની જરૂર છે.  

કમ્બશન સ્ટેજમાં વોલેટાઇલ્સનું દહન, 1000 સે. ઉપરના તાપમાને કોકનો સમાવેશ થાય છે, જેની સાથે મોટા ભાગના કોકનો વપરાશ થાય છે. જરૂરી હવાઅને ગરમીની મુખ્ય માત્રાનું પ્રકાશન. કમ્બશન સ્ટેજ સૌથી વધુ તાપમાન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. અસ્થિર કમ્બશન ઝડપથી આગળ વધે છે, તેથી ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે પર્યાપ્ત જથ્થોસંપૂર્ણ મિશ્રણ રચનાની શરતો હેઠળ હવા. કોક વધુ ધીમેથી બળે છે, અને ઓક્સિજન સાથે કાર્બનની પ્રતિક્રિયા કોકના કણોની સપાટી પર થાય છે. કોક કમ્બશનની તીવ્રતા વધારે છે, ઝીણું બળતણ કચડી નાખવામાં આવે છે. દહનનો અંતિમ તબક્કો ઘન ઇંધણઆફ્ટરબર્નિંગ છે, જેને ઓછી હવાની જરૂર પડે છે અને તેની સાથે ઓછી ગરમી છૂટી જાય છે. રાખ સાથે કોકના કણોના પરબિડીયુંને કારણે આ તબક્કાના વિકાસમાં વિલંબ થાય છે, જે તેમના સુધી હવાના પ્રવેશને અવરોધે છે, ખાસ કરીને ઓછી ઓગળતી રાખવાળા ઇંધણ માટે.  

બીજું, કોકના અવશેષોના દહનનો તબક્કો તમામ તબક્કાઓમાં સૌથી લાંબો છે અને દહન માટે જરૂરી કુલ સમયના 90% જેટલો સમય લાગી શકે છે.  

પ્રવાહી બળતણના દહનના તબક્કાઓ ઉપર ચર્ચા કરવામાં આવી છે - ગરમી, બાષ્પીભવન અને અણુકૃત બળતણના કણોનું પાયરોજેનેટિક વિઘટન - ઘણી વખત કાર્યક્ષમ રીતે આગળ વધતા નથી, વધુમાં, તે પૂરતા પ્રમાણમાં નિયંત્રણક્ષમ નથી, જેના કારણે પ્રવાહી f ના પ્રારંભિક ગેસિફિકેશન સાથે બર્નર નોઝલ દેખાય છે. .  

કમ્બશન સ્ટેજની શરૂઆતમાં, બળતણના ઇગ્નીશનના ક્ષણ પછી તરત જ, તાપમાન હજુ સુધી ખૂબ ઊંચું નથી. તદનુસાર, બર્નિંગ દર ઓછો છે. તેથી, ઇંધણની ઝડપી ઇગ્નીશન અને પ્રક્રિયાના તાપમાનમાં ઝડપી વધારો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. વધુમાં, કમ્બશન સ્ટેજના મુખ્ય ભાગમાં, બોઈલર ભઠ્ઠીઓમાં તાપમાનનું સ્તર પહેલેથી જ ઘણું ઊંચું છે. તદનુસાર, કોક કણોની સપાટી પર ઓક્સિજન સાથે કાર્બનની પ્રતિક્રિયાનો દર પણ ઊંચો છે. તેથી, કોક બર્નઆઉટનો દર કોક કમ્બશન સ્ટેજના મુખ્ય ભાગમાં આ પરિબળ દ્વારા નહીં, પરંતુ સળગતા કણોને ઓક્સિજન પુરવઠાની પ્રસરણ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા મર્યાદિત છે, જે પ્રમાણમાં વધુ ધીમેથી આગળ વધે છે. કમ્બશન સ્ટેજના પ્રારંભિક ભાગના યોગ્ય સંગઠન સાથે, તે આ પ્રક્રિયાઓ છે જે મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં બોઈલર ભઠ્ઠીઓમાં કોકના દહનની તીવ્રતાને નિયંત્રિત કરતા મુખ્ય પરિબળ તરીકે સેવા આપે છે.  

કમ્બશન માટેની મુખ્ય શરતો છે: જ્વલનશીલ પદાર્થની હાજરી, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા ઝોનમાં ઓક્સિડાઇઝરનો પ્રવેશ અને દહન જાળવવા માટે જરૂરી ગરમીનું સતત પ્રકાશન.

કમ્બશન ઝોન

ગરમીથી પ્રભાવિત ઝોન

સ્મોક ઝોન કમ્બશન ઝોનને અડીને આવેલી જગ્યામાં લોકો માટે શ્વસન સુરક્ષા વિના પ્રવેશવું અશક્ય છે

એ - પ્રારંભિક તબક્કો આગ - અનિયંત્રિત સ્થાનિક કમ્બશનની ઘટનાથી લઈને જ્વાળાઓમાં ઓરડાના સંપૂર્ણ લપેટ સુધી. ઓરડામાં સરેરાશ તાપમાન ઓછું છે, પરંતુ કમ્બશન ઝોનમાં અને તેની આસપાસ, સ્થાનિક તાપમાન નોંધપાત્ર સ્તરે પહોંચી શકે છે.

(

સી - અગ્નિ લુપ્ત થવાનો તબક્કો - ઓરડામાં મોટાભાગની જ્વલનશીલ સામગ્રીના વપરાશ અથવા અગ્નિશામક એજન્ટોના સંપર્કને કારણે રૂમમાં દહન પ્રક્રિયાઓની તીવ્રતા ઓછી થવાનું શરૂ થાય છે.

6. આગના સંભવિત વિકાસને દર્શાવતા પરિબળો (સૂચિ અને સ્પષ્ટતા આપો). ફાયર ઝોન અને તબક્કાઓ. અગ્નિ વિકાસના તબક્કા, તેમની સુવિધાઓ.

કમ્બશન ઝોનજગ્યાનો ભાગ જેમાં રાસાયણિક વિઘટન અને બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા થાય છે

ગરમીથી પ્રભાવિત ઝોનસપાટી અને જ્યોત વચ્ચે, બંધ માળખું અને જ્વલનશીલ સામગ્રી વચ્ચે ગરમીના વિનિમયની પ્રક્રિયા છે

સ્મોક ઝોનકમ્બશન ઝોનને અડીને આવેલી જગ્યામાં લોકો માટે શ્વસન સુરક્ષા વિના પ્રવેશવું અશક્ય છે

આગના વિકાસની પ્રક્રિયામાં 3 તબક્કાઓ છે:

એ - પ્રારંભિક તબક્કો આગ- એક અનિયંત્રિત સ્થાનિક કમ્બશન સ્ત્રોતના ઉદભવથી જ્વાળાઓમાં રૂમને સંપૂર્ણ રીતે આવરી લેવા સુધી. ઓરડામાં સરેરાશ તાપમાન ઓછું છે, પરંતુ કમ્બશન ઝોનમાં અને તેની આસપાસ સ્થાનિક તાપમાન નોંધપાત્ર સ્તરે પહોંચી શકે છે.

બી - આગના સંપૂર્ણ વિકાસનો તબક્કો (અથવા આગ કે જે બિલ્ડિંગને સંપૂર્ણપણે ઘેરી લે છે). ઓરડામાં તમામ જ્વલનશીલ પદાર્થો અને સામગ્રી બળી જાય છે. સળગતી વસ્તુઓમાંથી ગરમી છોડવાની તીવ્રતા મહત્તમ સુધી પહોંચે છે, જે ઓરડામાં તાપમાનમાં મહત્તમ (1100C સુધી) ઝડપથી વધારો તરફ દોરી જાય છે.

સી - અગ્નિ લુપ્ત થવાનો તબક્કો - ઓરડામાં દહન પ્રક્રિયાઓની તીવ્રતા ઓરડામાં મોટાભાગની જ્વલનશીલ સામગ્રીના વપરાશ અથવા અગ્નિશામક એજન્ટોના સંપર્કને કારણે ઘટવા લાગે છે.

7. પદાર્થો અને સામગ્રીના આગ અને વિસ્ફોટના સંકટના સૂચકાંકો (મુખ્યને સૂચિબદ્ધ કરો, વ્યાખ્યાઓ આપો, તેમની એકત્રીકરણની સ્થિતિને આધારે તેમની લાગુ પડવાની લાક્ષણિકતા આપો).

પદાર્થો અને સામગ્રીના આગ અને વિસ્ફોટના સંકટના સૂચક - પદાર્થો (સામગ્રી) ના ગુણધર્મોનો સમૂહ જે દહન શરૂ કરવાની અને ફેલાવવાની તેમની ક્ષમતા દર્શાવે છે. તેઓ તેમની એકત્રીકરણની સ્થિતિ દ્વારા અલગ પડે છે:

વાયુઓ - પદાર્થો કે જેનું સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ 25 ° સે તાપમાને અને 101.3 kPa નું દબાણ 101.3 kPa કરતાં વધી જાય છે;

પ્રવાહી - એવા પદાર્થો કે જેનું સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ 25°C ના તાપમાને અને 101.3 kPa નું દબાણ 101.3 kPa કરતા ઓછું હોય; પ્રવાહીમાં ઘન ગલન પદાર્થોનો પણ સમાવેશ થાય છે જેનું ગલન અથવા ડ્રોપિંગ પોઈન્ટ 50°C કરતા ઓછું હોય છે;

નક્કર પદાર્થો (સામગ્રી) - 50 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી વધુ ગલન અથવા ડ્રોપિંગ બિંદુ સાથે વ્યક્તિગત પદાર્થો અને તેમની મિશ્ર રચનાઓ, તેમજ એવા પદાર્થો કે જેમાં ગલનબિંદુ નથી (ઉદાહરણ તરીકે, લાકડું, કાપડ, વગેરે);

ધૂળ - 850 માઇક્રોનથી ઓછા કણોના કદ સાથે વિખરાયેલા ઘન પદાર્થો (સામગ્રી).

8. નીચેના ખ્યાલોને વ્યાખ્યાયિત કરો અને સમજાવો: જ્વલનશીલતા; આગ અગ્નિરોધક સામગ્રી; જ્યોત રેટાડન્ટ સામગ્રી; જ્વલનશીલ સામગ્રી. નક્કર સામગ્રીની જ્વલનશીલતા નક્કી કરવા માટેની મુખ્ય પદ્ધતિઓની સૂચિ બનાવો (વિના વિગતવાર સમજૂતીતેમનો સાર).

જ્વલનશીલતા -સળગાવવા માટે પદાર્થો અને સામગ્રીની ક્ષમતા.

આગ -ઇગ્નીશન સ્ત્રોતની હવા હેઠળ દહનની શરૂઆત.

દહનની શરૂઆત -પસંદગીની શરૂઆત ટાપુ નદીમાં ગરમી, ગ્લો સાથે, વગેરે.

ઉત્તેજિત કરવાની વૃત્તિ- વિવિધ કારણોસર સામગ્રીની સ્વ-સમાવેશ, સળગાવવા/સ્મોલ્ડર કરવાની ક્ષમતા.

જ્વલનશીલતાના આધારે, પદાર્થો અને સામગ્રીને 3 જૂથોમાં વહેંચવામાં આવે છે:

બિન-જ્વલનશીલ (બિન-જ્વલનશીલ)- આગ/ઉચ્ચના પ્રભાવ હેઠળ. t o સળગાવશો નહીં, ધૂમ્રપાન કરશો નહીં અને ચાર ન કરો (બાંધકામમાં વપરાતી કુદરતી અને કૃત્રિમ કાર્બનિક સામગ્રી), ઉચ્ચ-ગ્રેડની સામગ્રી અને સામગ્રી કે જે હવામાં બળી શકવા સક્ષમ નથી. બિન-જ્વલનશીલ પદાર્થો m/b હવા સંરક્ષણ (ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સાઇડ્સ અથવા હવાયુક્ત પદાર્થો કે જે પાણી, વાતાવરણીય ઓક્સિજન અથવા અન્ય સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર જ્વલનશીલ ઉત્પાદનો છોડે છે);

જ્યોત રેટાડન્ટ (બર્ન કરવું મુશ્કેલ)- અગ્નિ/ઉચ્ચના પ્રભાવ હેઠળ. t o સળગાવવું મુશ્કેલ છે, સ્મોલ્ડર્સ અને અક્ષરો અને માત્ર ઇગ્નીશન સ્ત્રોતની હાજરીમાં જ સળગવું/સ્મોલ્ડર કરવાનું ચાલુ રાખે છે (બાષ્પ અને જ્વલનશીલ અને બિન-જ્વલનશીલ સામગ્રી: પોલિમરીક સામગ્રી);

જ્વલનશીલ (જ્વલનશીલ)- ઇગ્નીશન સ્ત્રોતને દૂર કર્યા પછી સળગાવવું, ધુમ્મસવું અને બળવાનું ચાલુ રાખો (બધી કાર્બનિક સામગ્રી જે બિન-દહનક્ષમ અને બર્ન કરવા મુશ્કેલ સામગ્રીની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરતી નથી); વ્યાખ્યા તરીકે કેલરીમેટ્રી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને સામગ્રીના જૂથને નિર્ધારિત કરતી વખતે, ઉપયોગ કરો. જ્વલનશીલતા સ્તર, એટલે કે. દહન દરમિયાન નમૂના દ્વારા પ્રકાશિત ગરમીની માત્રા અને ઇગ્નીશન સ્ત્રોત દ્વારા પ્રકાશિત ગરમીની માત્રાનો ગુણોત્તર. નેસગોર. મી., બિલાડી. k0.1, બર્ન કરવું મુશ્કેલ. m. k=0.1-0.5, કમ્બશન. m. k=2.1.

વર્ગીકરણ માટે વપરાય છે. જ્વલનશીલતા માટે પદાર્થો અને સામગ્રી; તકનીકી ધોરણોની જરૂરિયાતો અનુસાર VP અને PO અનુસાર જગ્યાની શ્રેણી નક્કી કરતી વખતે. ડિઝાઇન; ખોરાકની સલામતી સુનિશ્ચિત કરવાનાં પગલાં વિકસાવતી વખતે.

કમ્બશન એ ઓક્સિડાઇઝર સાથે બળતણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની પ્રક્રિયા છે, જે ગરમી અને ક્યારેક પ્રકાશના પ્રકાશન સાથે છે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, હવામાં ઓક્સિજન ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટની ભૂમિકા ભજવે છે. કોઈપણ કમ્બશનમાં, સૌ પ્રથમ, બળતણ અને ઓક્સિડાઈઝરના પરમાણુઓ વચ્ચે નજીકના સંપર્કનો સમાવેશ થાય છે. તેથી, કમ્બશન થાય તે માટે, આ સંપર્કની ખાતરી કરવી આવશ્યક છે, એટલે કે, હવા સાથે બળતણનું મિશ્રણ કરવું જરૂરી છે. પરિણામે, દહન પ્રક્રિયામાં બે તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે: 1) હવા સાથે બળતણનું મિશ્રણ; 2) બળતણ દહન. બીજા તબક્કા દરમિયાન, પ્રથમ ઇગ્નીશન થાય છે, અને પછી બળતણનું દહન થાય છે,

કમ્બશન પ્રક્રિયા દરમિયાન, એક જ્યોત રચાય છે જેમાં બળતણના ઘટકોની દહન પ્રતિક્રિયા થાય છે અને ગરમી છોડવામાં આવે છે, જ્યારે વાયુયુક્ત, પ્રવાહી અને ઘન પલ્વરાઇઝ્ડ ઇંધણને બાળવામાં આવે છે, ત્યારે કહેવાતી ફ્લેર કમ્બશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે બળતણ અને હવા ભઠ્ઠીની કાર્યક્ષમ જગ્યામાં જેટના સ્વરૂપમાં પ્રવેશ કરે છે ત્યારે મશાલ એ જ્યોતનો એક વિશિષ્ટ કેસ છે, જે ધીમે ધીમે એકબીજા સાથે ભળી જાય છે. તેથી, મશાલનો આકાર અને લંબાઈ સામાન્ય રીતે એકદમ ચોક્કસ હોય છે.

ધાતુશાસ્ત્ર અને મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગમાં સૌથી સામાન્ય એવા ફ્યુઅલ કમ્બશનના કિસ્સામાં, પ્રક્રિયાનો એરોડાયનેમિક આધાર જેટ ફ્લોથી બનેલો છે, જેનો અભ્યાસ ફ્રી ટર્બ્યુલન્સના સિદ્ધાંતના સિદ્ધાંતોના ઉપયોગ પર આધારિત છે. વિવિધ કેસોમાં. જ્વલનશીલ કમ્બશન દરમિયાન જેટ ચળવળની પ્રકૃતિ લેમિનર અને તોફાની હોઈ શકે છે, પરમાણુ અને તોફાની પ્રસરણ મિશ્રણ પ્રક્રિયાઓમાં મોટી ભૂમિકા ભજવે છે. વ્યવહારમાં, બળતણ (બર્નર્સ, નોઝલ) બાળવા માટેના ઉપકરણો બનાવતી વખતે, બળતણના ચોક્કસ કેસ માટે જરૂરી મિશ્રણને ગોઠવવા માટે વિવિધ ડિઝાઇન તકનીકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે (જેટને એકબીજાના ખૂણા પર દિશામાન કરવા, ફરતા જેટ બનાવવા વગેરે). દહન

ત્યાં સજાતીય અને વિજાતીય કમ્બશન છે. સજાતીય દહન સાથે, એકત્રીકરણની સમાન સ્થિતિમાં રહેલા શરીર વચ્ચે ગરમી અને સામૂહિક સ્થાનાંતરણ થાય છે. સજાતીય કમ્બશન વોલ્યુમમાં થાય છે અને તે વાયુયુક્ત બળતણની લાક્ષણિકતા છે.

વિજાતીય દહન દરમિયાન, એકત્રીકરણની વિવિધ અવસ્થાઓમાં શરીર વચ્ચે ગરમી અને સામૂહિક સ્થાનાંતરણ થાય છે (ગેસ અને બળતણના કણોની સપાટી વિનિમયની સ્થિતિમાં હોય છે). આવા દહન પ્રવાહી અને ઘન ઇંધણની લાક્ષણિકતા છે. સાચું છે, પ્રવાહી અને ઘન ઇંધણના દહન દરમિયાન, ટીપાંના બાષ્પીભવન અને અસ્થિર પદાર્થોના પ્રકાશનને કારણે, સજાતીય કમ્બશનના તત્વો હોય છે. જો કે, વિજાતીય પ્રક્રિયામાં, દહન મુખ્યત્વે સપાટી પરથી થાય છે.

એકરૂપ કમ્બશન ગતિ અને પ્રસરણ પ્રદેશોમાં થઈ શકે છે.

ગતિશીલ કમ્બશન દરમિયાન, હવા સાથે બળતણનું સંપૂર્ણ મિશ્રણ અગાઉથી હાથ ધરવામાં આવે છે, અને પૂર્વ-તૈયાર બળતણ-હવા મિશ્રણ કમ્બશન ઝોનમાં પૂરું પાડવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, મુખ્ય ભૂમિકા ભજવવામાં આવે છે રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓબળતણ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓની ઘટના સાથે સંકળાયેલ. પ્રસરણ સજાતીય કમ્બશન સાથે, મિશ્રણ અને કમ્બશનની પ્રક્રિયાઓ અલગ થતી નથી અને લગભગ એકસાથે થાય છે. આ કિસ્સામાં, કમ્બશન પ્રક્રિયા મિશ્રણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, કારણ કે મિશ્રણનો સમય રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા થવા માટે જરૂરી સમય કરતાં ઘણો લાંબો છે. આમ, દહન પ્રક્રિયાના કુલ સમયમાં મિશ્રણની રચનાનો સમય (τ cm) અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો સમય (τ x), એટલે કે.

ગતિશીલ કમ્બશન દરમિયાન, જ્યારે મિશ્રણ પૂર્વ-તૈયાર હોય છે

મુ પ્રસરણ કમ્બશન, તેનાથી વિપરિત, મિશ્રણનો સમય રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના સમય કરતાં અમાપપણે લાંબો છે

ઘન ઇંધણના વિજાતીય કમ્બશનમાં, ગતિ અને પ્રસરણ પ્રતિભાવ પ્રદેશો પણ અલગ પડે છે. જ્યારે બળતણના છિદ્રોમાં પ્રસરણનો દર નોંધપાત્ર રીતે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દર કરતાં વધી જાય ત્યારે ગતિશીલ પ્રદેશ થાય છે; પ્રસરણ ક્ષેત્ર ત્યારે થાય છે જ્યારે પ્રસરણ અને દહન દરનો ગુણોત્તર વ્યસ્ત હોય છે.

મિશ્રણ રચનાના દૃષ્ટિકોણથી, ગેસ બર્નર ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે, હવાના પ્રવાહમાં બળતણ કમ્બશન પ્રક્રિયાઓનું સંગઠન ત્રણ સિદ્ધાંતોના આધારે હાથ ધરવામાં આવી શકે છે: પ્રસરણ, ગતિ અને મિશ્ર.

જ્યોતનો દેખાવ

બળતણના અણુઓ અને ઓક્સિડાઇઝર વચ્ચે જરૂરી સંપર્ક પ્રાપ્ત થયા પછી જ જ્યોત (ઇંધણની ઇગ્નીશન) ની ઘટના બની શકે છે. કોઈપણ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા ગરમીના પ્રકાશન સાથે થાય છે. શરૂઆતમાં, ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા થોડી માત્રામાં ગરમીના પ્રકાશન સાથે ધીમે ધીમે આગળ વધે છે. જો કે, છોડવામાં આવતી ગરમી તાપમાનમાં વધારો કરવામાં અને પ્રતિક્રિયાને ઝડપી બનાવવામાં મદદ કરે છે, જે બદલામાં ગરમીના વધુ ઊર્જાસભર પ્રકાશન તરફ દોરી જાય છે, જે ફરીથી પ્રતિક્રિયાના વિકાસ પર ફાયદાકારક અસર કરે છે. આમ, ઇગ્નીશનની ક્ષણ સુધી પ્રતિક્રિયા દરમાં ધીમે ધીમે વધારો થાય છે, જે પછી પ્રતિક્રિયા ખૂબ જ ઊંચી ઝડપે આગળ વધે છે અને હિમપ્રપાતનું પાત્ર ધરાવે છે. ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓમાં, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની પદ્ધતિ અને થર્મલ લાક્ષણિકતાઓઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા. પ્રાથમિક પરિબળ છે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઅને ગૌણ - ગરમીનું ઉત્પાદન. આ બંને ઘટનાઓ નજીકથી સંબંધિત છે અને એકબીજાને પ્રભાવિત કરે છે.

તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે ઇગ્નીશન ઇસોથર્મલ પરિસ્થિતિઓમાં અને વધતા તાપમાન સાથે બંને શક્ય છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, કહેવાતા સાંકળ ઇગ્નીશન થાય છે, જેમાં સક્રિય કેન્દ્રોની સંખ્યામાં વધારો થવાના પરિણામે પ્રતિક્રિયા દર વધે છે જે ફક્ત રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે ઉદ્ભવે છે. વધુ વખત, ઇગ્નીશન બિન-ઇસોથર્મલ પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે, જ્યારે રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને થર્મલ અસરો બંનેના પરિણામે સક્રિય કેન્દ્રોની સંખ્યામાં વધારો થાય છે. વ્યવહારુ પરિસ્થિતિઓમાં, તેઓ સામાન્ય રીતે કમ્બશન ઝોનમાં દાખલ કરીને કૃત્રિમ રીતે ઇંધણને સળગાવવાનો આશરો લે છે. ચોક્કસ રકમગરમી, જે ઇગ્નીશન હાંસલ કરવાના ક્ષણના તીવ્ર પ્રવેગ તરફ દોરી જાય છે.

ઇગ્નીશન તાપમાન એ ભૌતિક રાસાયણિક સ્થિરાંક નથી જે માત્ર મિશ્રણના ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે; તે પ્રક્રિયાની શરતો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, એટલે કે, પર્યાવરણ સાથે ગરમીના વિનિમયની પ્રકૃતિ (તાપમાન, જહાજનો આકાર, વગેરે).

વિવિધ ઇંધણનું ઇગ્નીશન તાપમાન કોષ્ટક 5 માં આપવામાં આવ્યું છે.

ટેબલ. 5 - વાતાવરણમાં હવામાં ઇગ્નીશન તાપમાન

ગોળાકાર દબાણ.

તાપમાન ઉપરાંત, મિશ્રણમાં જ્વલનશીલ ઘટકની સાંદ્રતાનો બળતણ ઇગ્નીશનની પ્રક્રિયા પર મોટો પ્રભાવ છે, નીચે અને ઉપર, બળજબરીથી ઇગ્નીશન થઈ શકતું નથી. આવી મર્યાદિત સાંદ્રતાને નીચલા અને ઉપલા જ્વલનશીલતા મર્યાદા કહેવામાં આવે છે; કેટલાક વાયુઓ માટે તેમના મૂલ્યો કોષ્ટક 6 માં આપવામાં આવ્યા છે.

કોષ્ટક 6 - વાતાવરણીય દબાણ અને તાપમાન 20 o C પર હવા અને ઓક્સિજન મિશ્રણમાં જ્વલનશીલતા મર્યાદા

ઔદ્યોગિક વાયુઓની ઇગ્નીશન મર્યાદા સ્થાપિત કરવા, જે વિવિધ જ્વલનશીલ ઘટકોનું મિશ્રણ છે, લે ચેટેલિયરના નિયમનો ઉપયોગ કરો, જે મુજબ

બળતણનું દહન એ જ્વલનશીલ ઘટકોના ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા છે જે ઊંચા તાપમાને થાય છે અને ગરમીના પ્રકાશન સાથે હોય છે. દહનની પ્રકૃતિ ઘણા પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જેમાં દહન પદ્ધતિ, ભઠ્ઠીની રચના, ઓક્સિજન સાંદ્રતા વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. પરંતુ દહન પ્રક્રિયાઓની શરતો, અવધિ અને અંતિમ પરિણામો મોટે ભાગે બળતણની રચના, ભૌતિક અને રાસાયણિક લાક્ષણિકતાઓ પર આધાર રાખે છે.

બળતણ રચના

ઘન ઇંધણમાં સખત અને બ્રાઉન કોલસો, પીટ, ઓઇલ શેલ અને લાકડાનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રકારના ઇંધણ જટિલ કાર્બનિક સંયોજનો છે જે મુખ્યત્વે પાંચ તત્વો દ્વારા રચાય છે - કાર્બન C, હાઇડ્રોજન H, ઓક્સિજન O, સલ્ફર S અને નાઇટ્રોજન N. બળતણમાં ભેજ અને બિન-જ્વલનશીલ ખનિજો પણ હોય છે, જે દહન પછી રાખ બનાવે છે. ભેજ અને રાખ એ બળતણની બાહ્ય બાલ્સ્ટ છે, અને ઓક્સિજન અને નાઈટ્રોજન એ આંતરિક બાલાસ્ટ છે.

જ્વલનશીલ ભાગનું મુખ્ય તત્વ કાર્બન છે; તે સૌથી વધુ ગરમીનું કારણ બને છે. જો કે, ઘન ઇંધણમાં કાર્બનનું પ્રમાણ જેટલું વધારે છે, તેને સળગાવવાનું વધુ મુશ્કેલ છે. કમ્બશન દરમિયાન હાઇડ્રોજન 4.4 વખત રીલીઝ થાય છે વધુ ગરમીકાર્બન કરતાં, પરંતુ ઘન ઇંધણની રચનામાં તેનો હિસ્સો નાનો છે. ઓક્સિજન, ગરમી ઉત્પન્ન કરતું તત્વ નથી અને હાઇડ્રોજન અને કાર્બનને બંધનકર્તા છે, તે દહનની ગરમી ઘટાડે છે, અને તેથી તે અનિચ્છનીય તત્વ છે. તેની સામગ્રી ખાસ કરીને પીટ અને લાકડામાં વધારે છે. ઘન ઇંધણમાં નાઇટ્રોજનનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે, પરંતુ તે પર્યાવરણ અને મનુષ્યો માટે હાનિકારક ઓક્સાઇડ બનાવવા માટે સક્ષમ છે. સલ્ફર પણ હાનિકારક અશુદ્ધિ છે; તે થોડી ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે, પરંતુ પરિણામી ઓક્સાઇડ બોઈલર ધાતુના કાટ અને વાયુ પ્રદૂષણ તરફ દોરી જાય છે.

બળતણની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ અને દહન પ્રક્રિયા પર તેમનો પ્રભાવ

સૌથી મહત્વપૂર્ણ તકનીકી લાક્ષણિકતાઓઇંધણ છે: કેલરીફિક મૂલ્ય, અસ્થિર પદાર્થોની ઉપજ, બિન-અસ્થિર અવશેષો (કોક), રાખનું પ્રમાણ અને ભેજનું પ્રમાણ.

બળતણના દહનની ગરમી

દહનની ગરમી એ દળના એકમ (kJ/kg) અથવા બળતણના જથ્થા (kJ/m3)ના સંપૂર્ણ દહન દરમિયાન છોડવામાં આવતી ગરમીનું પ્રમાણ છે. ત્યાં ઉચ્ચ અને નીચલા કેલરી મૂલ્યો છે. સૌથી વધુ કમ્બશન ઉત્પાદનોમાં સમાયેલ વરાળના ઘનીકરણ દરમિયાન પ્રકાશિત ગરમીનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે બોઈલર ભઠ્ઠીઓમાં બળતણ બાળવામાં આવે છે, ત્યારે એક્ઝોસ્ટ ફ્લુ વાયુઓનું તાપમાન હોય છે કે જેના પર ભેજ વરાળની સ્થિતિમાં હોય છે. તેથી, આ કિસ્સામાં, ઓછી કેલરીફિક મૂલ્યનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે પાણીની વરાળના ઘનીકરણની ગરમીને ધ્યાનમાં લેતું નથી.

રચના અને ઓછી ગરમીતમામ જાણીતા કોલસાના થાપણોનું કમ્બશન નક્કી કરવામાં આવે છે અને ગણતરીની લાક્ષણિકતાઓમાં આપવામાં આવે છે.

અસ્થિર પદાર્થોનું પ્રકાશન

જ્યારે ઘન ઇંધણને ઊંચા તાપમાનના પ્રભાવ હેઠળ હવાના પ્રવેશ વિના ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સૌપ્રથમ પાણીની વરાળ બહાર આવે છે, અને પછી પરમાણુઓનું થર્મલ વિઘટન થાય છે, જે વાયુયુક્ત પદાર્થોને મુક્ત કરે છે જેને અસ્થિર પદાર્થો કહેવાય છે.

અસ્થિર પદાર્થોનું પ્રકાશન 160 થી 1100 °C તાપમાનની શ્રેણીમાં થઈ શકે છે, પરંતુ સરેરાશ - 400-800 °C તાપમાનની શ્રેણીમાં. જે તાપમાને અસ્થિરતા ઉત્પન્ન થવાનું શરૂ થાય છે, વાયુયુક્ત ઉત્પાદનોની માત્રા અને રચના બળતણની રાસાયણિક રચના પર આધારિત છે. રાસાયણિક રીતે ઇંધણ જેટલું જૂનું હોય છે, તેટલું ઓછું વોલેટાઇલ્સનું ઉપજ અને તે જે તાપમાને તે ઉત્સર્જન કરવાનું શરૂ કરે છે તેટલું વધારે હોય છે.

અસ્થિર પદાર્થો ઘન કણની અગાઉની ઇગ્નીશનની ખાતરી કરે છે અને બળતણના દહન પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. યુવાન ઇંધણ - પીટ, બ્રાઉન કોલસો - સરળતાથી સળગે છે, ઝડપથી અને લગભગ સંપૂર્ણપણે બળી જાય છે. તેનાથી વિપરિત, એન્થ્રાસાઇટ જેવા નીચા અસ્થિર ઉપજ સાથેના ઇંધણને સળગાવવામાં વધુ મુશ્કેલ હોય છે, તે વધુ ધીમેથી બળે છે અને સંપૂર્ણપણે બળતા નથી (વધતી ગરમીના નુકશાન સાથે).

બિન-અસ્થિર અવશેષો (કોક) ના ગુણધર્મો

અસ્થિર પદાર્થોના પ્રકાશન પછી બાકી રહેલ બળતણનો નક્કર ભાગ, જેમાં મુખ્યત્વે કાર્બન અને ખનિજ ભાગોનો સમાવેશ થાય છે, તેને કોક કહેવામાં આવે છે. કોકના અવશેષો ગુણધર્મો પર આધારિત હોઈ શકે છે કાર્બનિક સંયોજનોજ્વલનશીલ સમૂહમાં શામેલ છે: સિન્ટર્ડ, સહેજ સિન્ટર્ડ (એક્સપોઝર પર તૂટી), પાવડરી. એન્થ્રાસાઇટ, પીટ, બ્રાઉન કોલસો પાવડરી બિન-અસ્થિર અવશેષો ઉત્પન્ન કરે છે. મોટા ભાગના કોલસા સિન્ટરવાળા હોય છે, પરંતુ હંમેશા મજબૂત હોતા નથી. સંયોજક અથવા પાવડરી બિન-અસ્થિર અવશેષો અસ્થિર (42-45%) ની ખૂબ ઊંચી ઉપજ સાથે અને ખૂબ જ ઓછી ઉપજ (17% કરતા ઓછી) સાથે કોલસો ઉત્પન્ન કરે છે.

છીણવાની ભઠ્ઠીઓમાં કોલસો બાળતી વખતે કોકના અવશેષોની રચના મહત્વપૂર્ણ છે. જ્યારે પાવર બોઇલર્સમાં ભડકતી હોય ત્યારે, કોકની લાક્ષણિકતાઓ ખૂબ મહત્વ ધરાવતી નથી.

રાખ સામગ્રી

ઘન બળતણ સમાવે છે સૌથી મોટી સંખ્યાબિન-જ્વલનશીલ ખનિજ અશુદ્ધિઓ. આ મુખ્યત્વે માટી, સિલિકેટ્સ, આયર્ન પાયરાઇટ છે, પરંતુ તેમાં ફેરસ ઓક્સાઇડ, સલ્ફેટ, કાર્બોનેટ અને આયર્નના સિલિકેટ્સ, ઓક્સાઇડ્સનો પણ સમાવેશ થઈ શકે છે. વિવિધ ધાતુઓ, ક્લોરાઇડ્સ, આલ્કલીસ, વગેરે. તેમાંના મોટા ભાગના ખડકોના રૂપમાં ખાણકામ દરમિયાન પડે છે જેની વચ્ચે કોલસાના સ્તરો આવેલા છે, પરંતુ એવા ખનિજ પદાર્થો પણ છે જે કોલસા બનાવતા એજન્ટોમાંથી અથવા તેના મૂળ સમૂહને રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયામાં બળતણમાં પસાર થયા છે.

જ્યારે બળતણ બાળવામાં આવે છે, ત્યારે ખનિજ અશુદ્ધિઓ શ્રેણીબદ્ધ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે, જેના પરિણામે એશ નામના ઘન, બિન-દહનક્ષમ અવશેષોની રચના થાય છે. રાખનું વજન અને રચના બળતણની ખનિજ અશુદ્ધિઓના વજન અને રચના સમાન નથી.

બોઈલર અને ભઠ્ઠીના સંચાલનને ગોઠવવામાં રાખના ગુણધર્મો મોટી ભૂમિકા ભજવે છે. તેના કણો, કમ્બશન પ્રોડક્ટ્સ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે, ગરમીની સપાટીને ઊંચી ઝડપે દૂર કરે છે અને ઓછી ઝડપે તેમના પર જમા થાય છે, જે હીટ ટ્રાન્સફરમાં બગાડ તરફ દોરી જાય છે. એશ અંદર લઈ જવામાં આવી ચીમની, નુકસાન પહોંચાડી શકે છે પર્યાવરણ, આને અવગણવા માટે, રાખ કલેક્ટર્સનું સ્થાપન જરૂરી છે.

રાખની મહત્વની મિલકત તેની કાર્યક્ષમતા છે; પ્રત્યાવર્તન (1425 °C થી ઉપર), મધ્યમ-ગલન (1200-1425 °C) અને ઓછી-ગલન (1200 °C થી ઓછી) એશ વચ્ચે તફાવત છે. એશ કે જે ગલનનો તબક્કો પસાર કરે છે અને સિન્ટર્ડ અથવા ફ્યુઝ્ડ માસમાં ફેરવાય છે તેને સ્લેગ કહેવામાં આવે છે. એશ ફ્યુઝિબિલિટીની તાપમાન લાક્ષણિકતા તેની ખાતરી કરવા માટે ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે વિશ્વસનીય કામગીરીફાયરબોક્સ અને બોઈલર સપાટીઓ, યોગ્ય પસંદગીઆ સપાટીઓની નજીકના ગેસનું તાપમાન સ્લેગિંગને દૂર કરશે.

ખનિજ અશુદ્ધિઓ સાથે ભેજ એ બળતણનો અનિચ્છનીય ઘટક છે, તે બાલાસ્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે અને જ્વલનશીલ ભાગની સામગ્રીને ઘટાડે છે. વધુમાં, તે થર્મલ મૂલ્ય ઘટાડે છે, કારણ કે તેના બાષ્પીભવન માટે વધારાની ઊર્જા જરૂરી છે.

બળતણમાં ભેજ આંતરિક અથવા બાહ્ય હોઈ શકે છે. બાહ્ય ભેજ રુધિરકેશિકાઓમાં સમાયેલ છે અથવા સપાટી પર જાળવી રાખવામાં આવે છે. રાસાયણિક વય સાથે, કેશિલરી ભેજનું પ્રમાણ ઘટે છે. બળતણના નાના ટુકડાઓ, સપાટીની ભેજ વધારે છે. આંતરિક ભેજ કાર્બનિક પદાર્થોમાં પ્રવેશ કરે છે.

ફાયરબોક્સના પ્રકાર પર આધાર રાખીને બળતણના દહનની પદ્ધતિઓ

કમ્બશન ઉપકરણોના મુખ્ય પ્રકારો:

• સ્તરવાળી,
• ચેમ્બર

સ્તરવાળી ભઠ્ઠીઓ મોટા ભાગના ઘન ઇંધણને બાળવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. તેઓ ગાઢ અને પ્રવાહી સ્તર સાથે હોઈ શકે છે. જ્યારે ગાઢ સ્તરમાં બર્ન થાય છે, ત્યારે દહન હવા તેની સ્થિરતાને અસર કર્યા વિના સ્તરમાંથી પસાર થાય છે, એટલે કે, સળગતા કણોનું ગુરુત્વાકર્ષણ હવાના ગતિશીલ દબાણ કરતાં વધી જાય છે. જ્યારે પ્રવાહી પથારીમાં સળગાવવામાં આવે છે, ત્યારે વધેલી હવાની ગતિને લીધે, કણો "ઉકળતા" સ્થિતિમાં જાય છે. આ કિસ્સામાં, ઓક્સિડાઇઝર અને બળતણનું સક્રિય મિશ્રણ થાય છે, જેના કારણે બળતણનું દહન તીવ્ર બને છે.

ચેમ્બર ભઠ્ઠીઓમાં, ઘન પલ્વરાઇઝ્ડ ઇંધણ તેમજ પ્રવાહી અને વાયુયુક્ત બળતણ બળી જાય છે. ચેમ્બર ભઠ્ઠીઓ ચક્રવાત અને જ્વાળાઓમાં વિભાજિત થાય છે. જ્યારે ભડકતી હોય ત્યારે, કોલસાના કણો 100 માઇક્રોનથી વધુ ન હોવા જોઈએ; તેઓ કમ્બશન ચેમ્બરના જથ્થામાં બળી જાય છે. ચક્રવાત કમ્બશન પરવાનગી આપે છે મોટા કદકણો, કેન્દ્રત્યાગી દળોના પ્રભાવ હેઠળ તેઓ ભઠ્ઠીની દિવાલો પર ફેંકવામાં આવે છે અને ઉચ્ચ-તાપમાન ઝોનમાં વહેતા પ્રવાહમાં સંપૂર્ણપણે બળી જાય છે.

બળતણ કમ્બશન. પ્રક્રિયાના મુખ્ય તબક્કાઓ

ઘન ઇંધણના દહનની પ્રક્રિયામાં, ચોક્કસ તબક્કાઓને ઓળખી શકાય છે: ગરમી અને ભેજનું બાષ્પીભવન, અસ્થિરનું ઉત્કૃષ્ટતા અને કોકના અવશેષોનું નિર્માણ, અસ્થિર અને કોકનું દહન અને સ્લેગનું નિર્માણ. કમ્બશન પ્રક્રિયાનું આ વિભાજન પ્રમાણમાં મનસ્વી છે, કારણ કે આ તબક્કાઓ ક્રમિક રીતે થાય છે, તે આંશિક રીતે એકબીજાને ઓવરલેપ કરે છે. આમ, તમામ ભેજના અંતિમ બાષ્પીભવન પહેલાં અસ્થિર પદાર્થોનું ઉત્થાન શરૂ થાય છે, અસ્થિર પદાર્થોનું નિર્માણ તેમના દહનની પ્રક્રિયા સાથે એકસાથે થાય છે, જેમ કે કોકના અવશેષોના ઓક્સિડેશનની શરૂઆત અસ્થિર પદાર્થોના દહનના અંત પહેલા થાય છે, અને કોકના આફ્ટરબર્નિંગ સ્લેગની રચના પછી પણ થઈ શકે છે.

દહન પ્રક્રિયાના દરેક તબક્કાનો સમયગાળો મોટે ભાગે બળતણના ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ અસ્થિર ઉપજ ધરાવતા ઇંધણ માટે પણ કોક કમ્બશન સ્ટેજ સૌથી લાંબો સમય ચાલે છે. વિવિધ ઓપરેટિંગ પરિબળો અને ડિઝાઇન સુવિધાઓફાયરબોક્સ

1. ઇગ્નીશન પહેલાં બળતણ તૈયાર કરવું

ભઠ્ઠીમાં પ્રવેશતા બળતણને ગરમ કરવામાં આવે છે, પરિણામે, ભેજની હાજરીમાં, તે બાષ્પીભવન થાય છે અને બળતણ સુકાઈ જાય છે. હીટિંગ અને સૂકવવા માટે જરૂરી સમય ભેજની માત્રા અને કમ્બશન ડિવાઇસને બળતણ કયા તાપમાને પૂરું પાડવામાં આવે છે તેના પર આધાર રાખે છે. ઉચ્ચ ભેજવાળા ઇંધણ માટે (પીટ, ભીના બ્રાઉન કોલસો), ગરમી અને સૂકવણીનો તબક્કો પ્રમાણમાં લાંબો છે.

સ્તરવાળી ભઠ્ઠીઓને પર્યાવરણની નજીકના તાપમાને બળતણ પૂરું પાડવામાં આવે છે. માં જ શિયાળાનો સમયજો કોલસો થીજી જાય, તો તેનું તાપમાન બોઈલર રૂમ કરતા ઓછું હોય છે. જ્વાળા અને વમળની ભઠ્ઠીઓમાં દહન માટે, બળતણને કચડી નાખવામાં આવે છે અને પીસવામાં આવે છે, તેની સાથે ગરમ હવા અથવા ફ્લુ વાયુઓ સાથે સૂકવવામાં આવે છે. ઇનકમિંગ ઇંધણનું તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, તેને ઇગ્નીશન તાપમાનમાં ગરમ ​​કરવા માટે ઓછો સમય અને ગરમીની જરૂર પડે છે.

ભઠ્ઠીમાં બળતણનું સૂકવણી બે ગરમીના સ્ત્રોતોને કારણે થાય છે: દહન ઉત્પાદનોની સંવર્ધક ગરમી અને મશાલ, અસ્તર, સ્લેગની તેજસ્વી ગરમી.

ચેમ્બર ફર્નેસમાં, હીટિંગ મુખ્યત્વે પ્રથમ સ્ત્રોતને કારણે હાથ ધરવામાં આવે છે, એટલે કે, તેના ઇનપુટના બિંદુ પર બળતણમાં દહન ઉત્પાદનોનું મિશ્રણ. તેથી, ભઠ્ઠીમાં બળતણ દાખલ કરવા માટેના ઉપકરણોની ડિઝાઇન માટેની એક મહત્વપૂર્ણ આવશ્યકતા એ છે કે કમ્બશન ઉત્પાદનોના સઘન સક્શનની ખાતરી કરવી. ભઠ્ઠીમાં ઊંચું તાપમાન પણ ગરમી અને સૂકવવાના સમયમાં ઘટાડા માટે ફાળો આપે છે. આ હેતુ માટે, જ્યારે ઊંચા તાપમાને (400 ° સે કરતાં વધુ) વોલેટાઇલ્સના પ્રકાશનની શરૂઆત સાથે બળતણ બાળવામાં આવે છે, ત્યારે ચેમ્બર ફાયરબોક્સમાં ઇન્સેન્ડિયરી બેલ્ટ બનાવવામાં આવે છે, એટલે કે, સ્ક્રીન પાઇપ ફાયરપ્રૂફથી આવરી લેવામાં આવે છે. થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીતેમની ગરમીની ધારણા ઘટાડવા માટે.

પથારીમાં બળતણ બાળતી વખતે, દરેક પ્રકારના ગરમીના સ્ત્રોતની ભૂમિકા ભઠ્ઠીની ડિઝાઇન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ચેઇન ગ્રેટ્સવાળા ફાયરબોક્સમાં, હીટિંગ અને સૂકવણી મુખ્યત્વે મશાલની તેજસ્વી ગરમી દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઉપરથી નિશ્ચિત છીણ અને બળતણ પુરવઠા સાથેના ફાયરબોક્સમાં, કમ્બશન પ્રોડક્ટ્સ સ્તરમાંથી નીચેથી ઉપર તરફ જવાને કારણે ગરમી અને સૂકવણી થાય છે.

110 °C થી વધુ તાપમાને ગરમી દરમિયાન, થર્મલ વિઘટન શરૂ થાય છે કાર્બનિક પદાર્થ, ઇંધણની રચનામાં શામેલ છે. ઓછામાં ઓછા ટકાઉ સંયોજનો તે છે જેમાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ઓક્સિજન હોય છે. આ સંયોજનો પ્રમાણમાં નીચા તાપમાને અસ્થિર પદાર્થો અને મુખ્યત્વે કાર્બન ધરાવતા ઘન અવશેષોની રચના સાથે વિઘટિત થાય છે.

દ્વારા યુવાન રાસાયણિક રચનાપુષ્કળ ઓક્સિજન ધરાવતા ઇંધણનું તાપમાન નીચું હોય છે જ્યાં વાયુ પદાર્થો બહાર આવવા લાગે છે અને તેમાંથી વધુ ટકાવારી ઉત્પન્ન કરે છે. ઓક્સિજન સંયોજનોની ઓછી સામગ્રીવાળા ઇંધણમાં ઓછી અસ્થિર ઉપજ અને ઉચ્ચ ઇગ્નીશન તાપમાન હોય છે.

ઘન ઇંધણમાં પરમાણુઓની સામગ્રી કે જે ગરમ થાય ત્યારે સરળતાથી વિઘટિત થાય છે તે બિન-અસ્થિર અવશેષોની પ્રતિક્રિયાશીલતાને પણ અસર કરે છે. પ્રથમ, જ્વલનશીલ સમૂહનું વિઘટન મુખ્યત્વે બળતણની બાહ્ય સપાટી પર થાય છે. જેમ જેમ બળતણ વધુ ગરમ થાય છે તેમ, બળતણના કણોની અંદર પાયરોજેનેટિક પ્રતિક્રિયાઓ થવાનું શરૂ થાય છે, તેમાં દબાણ વધે છે અને બાહ્ય શેલ ફાટી જાય છે. જ્યારે ઉચ્ચ અસ્થિર ઉપજ સાથે બળતણ બાળવામાં આવે છે, ત્યારે કોકના અવશેષો છિદ્રાળુ બને છે અને ગાઢ ઘન અવશેષોની તુલનામાં તેની સપાટીનો વિસ્તાર મોટો હોય છે.

2. વાયુયુક્ત સંયોજનો અને કોકના દહનની પ્રક્રિયા

બળતણનું વાસ્તવિક દહન અસ્થિર પદાર્થોના ઇગ્નીશનથી શરૂ થાય છે. ઇંધણની તૈયારીના સમયગાળા દરમિયાન, વાયુયુક્ત પદાર્થોના ઓક્સિડેશનની બ્રાન્ચેડ સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે, આ પ્રતિક્રિયાઓ ઓછી ઝડપે થાય છે; ઉત્પન્ન થયેલ ગરમી ફાયરબોક્સની સપાટીઓ દ્વારા જોવામાં આવે છે અને તે આંશિક રીતે ફરતા પરમાણુઓની ઊર્જાના સ્વરૂપમાં સંચિત થાય છે. બાદમાં ઝડપમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓ. ચોક્કસ તાપમાને, ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ એવા દરે આગળ વધે છે કે પ્રકાશિત ગરમી સંપૂર્ણપણે ગરમીના શોષણને આવરી લે છે. આ તાપમાન ઇગ્નીશન તાપમાન છે.

ઇગ્નીશન તાપમાન સ્થિર નથી, તે બળતણના ગુણધર્મો અને ઇગ્નીશન ઝોનની પરિસ્થિતિઓ પર બંને આધાર રાખે છે, સરેરાશ તે 400-600 ° સે છે. વાયુ મિશ્રણના ઇગ્નીશન પછી, ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓના વધુ સ્વ-પ્રવેગથી તાપમાનમાં વધારો થાય છે. દહન જાળવવા માટે, ઓક્સિડાઇઝર અને જ્વલનશીલ પદાર્થોનો સતત પુરવઠો જરૂરી છે.

વાયુયુક્ત પદાર્થોની ઇગ્નીશન કોકના કણને અગ્નિના શેલમાં ઢાંકી દે છે. જ્યારે અસ્થિર કમ્બશનનો અંત આવે છે ત્યારે કોકનું દહન શરૂ થાય છે. ઘન કણને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે, અને જેમ જેમ અસ્થિર પદાર્થોનું પ્રમાણ ઘટે છે તેમ, બાઉન્ડ્રી બર્નિંગ લેયરની જાડાઈ ઘટે છે, ઓક્સિજન કાર્બનની ગરમ સપાટી પર પહોંચે છે.

કોક કમ્બશન 1000 °C તાપમાને શરૂ થાય છે અને તે સૌથી લાંબી પ્રક્રિયા છે. કારણ એ છે કે, પ્રથમ, ઓક્સિજનની સાંદ્રતા ઘટે છે, અને બીજું, વિજાતીય પ્રતિક્રિયાઓ સજાતીય પ્રતિક્રિયાઓ કરતાં વધુ ધીમેથી આગળ વધે છે. પરિણામે, ઘન ઇંધણના કણના દહનનો સમયગાળો મુખ્યત્વે કોકના અવશેષોના દહન સમય (કુલ સમયના લગભગ 2/3) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ અસ્થિર ઉપજ ધરાવતા ઇંધણ માટે, ઘન અવશેષો કણના પ્રારંભિક સમૂહના ½ કરતા ઓછા હોય છે, તેથી તેમનું દહન ઝડપથી થાય છે અને અન્ડરબર્નિંગની શક્યતા ઓછી હોય છે. રાસાયણિક રીતે જૂના ઇંધણમાં ગાઢ કણ હોય છે, જેનું દહન લગભગ ફાયરબોક્સમાં વિતાવેલો સમય લે છે.

મોટાભાગના ઘન ઇંધણના કોકના અવશેષોમાં મુખ્યત્વે અને કેટલાક પ્રકારો માટે, સંપૂર્ણ રીતે કાર્બનનો સમાવેશ થાય છે. ઘન કાર્બનના દહનથી કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન થાય છે.

ગરમી પ્રકાશન માટે શ્રેષ્ઠ શરતો

સર્જન શ્રેષ્ઠ શરતોકાર્બન કમ્બશન પ્રક્રિયા માટે - બોઇલર એકમોમાં ઘન ઇંધણને બાળવા માટેની તકનીકી પદ્ધતિના યોગ્ય બાંધકામ માટેનો આધાર. ભઠ્ઠીમાં સૌથી વધુ ગરમી છોડવાની સિદ્ધિ નીચેના પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થઈ શકે છે: તાપમાન, વધારાની હવા, પ્રાથમિક અને ગૌણ મિશ્રણની રચના.

તાપમાન. બળતણના દહન દરમિયાન ગરમીનું પ્રકાશન નોંધપાત્ર રીતે આધાર રાખે છે તાપમાન શાસનફાયરબોક્સ પ્રમાણમાં નીચા તાપમાનમશાલના મુખ્ય ભાગમાં, જ્વલનશીલ પદાર્થોનું અપૂર્ણ દહન છે, કાર્બન મોનોક્સાઇડ, હાઇડ્રોજન અને હાઇડ્રોકાર્બન દહન ઉત્પાદનોમાં રહે છે. 1000 થી 1800-2000 °C તાપમાને, બળતણનું સંપૂર્ણ દહન પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

અતિશય હવા. ચોક્કસ હીટ રીલીઝ સંપૂર્ણ દહન અને એકતાના સમાન વધારાના હવા ગુણાંક સાથે તેના મહત્તમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે. જેમ જેમ હવાનું વધુ પ્રમાણ ઘટે છે તેમ, ગરમીનું પ્રકાશન ઘટે છે, કારણ કે ઓક્સિજનની અછત ઓછી ઇંધણના ઓક્સિડેશન તરફ દોરી જાય છે. ઘટે છે તાપમાન સ્તર, પ્રતિક્રિયા દરમાં ઘટાડો થાય છે, જે ગરમીના ઉત્પાદનમાં તીવ્ર ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.

એકતા ઉપર વધારાનું હવા ગુણાંક વધવાથી હવાના અભાવ કરતાં પણ વધુ ગરમીનું ઉત્પાદન ઘટે છે. બોઈલર ભઠ્ઠીઓમાં બળતણના દહનની વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં, અપૂર્ણ દહન હોવાથી, ગરમીના પ્રકાશનના મર્યાદિત મૂલ્યો પ્રાપ્ત થતા નથી. તે મોટે ભાગે મિશ્રણ રચના પ્રક્રિયાઓ કેવી રીતે ગોઠવાય છે તેના પર આધાર રાખે છે.

મિશ્રણ રચના પ્રક્રિયાઓ. ચેમ્બર ફર્નેસમાં, પ્રાથમિક મિશ્રણની રચના હવા સાથે બળતણને સૂકવીને અને મિશ્રણ કરીને, તૈયારી ઝોનમાં હવાનો ભાગ (પ્રાથમિક) સપ્લાય કરીને, વિશાળ સપાટી અને ઉચ્ચ અશાંતિ સાથે વિશાળ-ખુલ્લી જ્યોત બનાવીને અને ગરમ હવાનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે.

સ્તરવાળી ફાયરબોક્સમાં, પ્રાથમિક મિશ્રણ રચનાનું કાર્ય સપ્લાય કરવાનું છે જરૂરી જથ્થોગ્રીલ પર વિવિધ કમ્બશન ઝોનમાં હવા.

અપૂર્ણ દહન અને કોકના વાયુયુક્ત ઉત્પાદનોના આફ્ટરબર્નિંગની ખાતરી કરવા માટે, ગૌણ મિશ્રણ રચનાની પ્રક્રિયાઓ ગોઠવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે: ઉચ્ચ ઝડપે ગૌણ હવાનો પુરવઠો, આવા એરોડાયનેમિક્સની રચના, જે મશાલ વડે સમગ્ર ભઠ્ઠીને એકસરખી ભરવાની ખાતરી આપે છે અને પરિણામે, ભઠ્ઠીમાં વાયુઓ અને કોક કણોનો રહેઠાણનો સમય વધે છે.

3. સ્લેગ રચના

ઘન ઇંધણના જ્વલનશીલ સમૂહના ઓક્સિડેશન દરમિયાન, ખનિજ અશુદ્ધિઓમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો થાય છે. નીચા ગલનબિંદુઓ સાથે ઓછા ગલન પદાર્થો અને એલોય પ્રત્યાવર્તન સંયોજનોને ઓગળે છે.

બોઈલર એકમોની સામાન્ય કામગીરી માટે પૂર્વશરત કમ્બશન પ્રોડક્ટ્સ અને પરિણામી સ્લેગને અવિરત દૂર કરવાની છે.

સ્તરના કમ્બશન દરમિયાન, સ્લેગનું નિર્માણ યાંત્રિક અન્ડરબર્નિંગ તરફ દોરી શકે છે - ખનિજ અશુદ્ધિઓ અગ્નિકૃત કોક કણોને ઢાંકી દે છે, અથવા ચીકણું સ્લેગ હવાના માર્ગોને અવરોધિત કરી શકે છે, બર્નિંગ કોકમાં ઓક્સિજનની પહોંચને અવરોધે છે. અંડરબર્નિંગ ઘટાડવા માટે, વિવિધ પગલાંનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે - ચેઇન ગ્રેટસવાળા ફાયરબોક્સમાં, છીણી પર સ્લેગ દ્વારા વિતાવેલો સમય વધે છે, અને વારંવાર ડ્રિલિંગ હાથ ધરવામાં આવે છે.

સ્તર ભઠ્ઠીઓમાં, સ્લેગને શુષ્ક સ્વરૂપમાં દૂર કરવામાં આવે છે. ચેમ્બર ભઠ્ઠીઓમાં, સ્લેગ દૂર કરવું શુષ્ક અથવા પ્રવાહી હોઈ શકે છે.

આમ, બળતણનું દહન જટિલ છે ભૌતિક અને રાસાયણિક પ્રક્રિયા, જે મોટી સંખ્યામાં વિવિધ પરિબળોથી પ્રભાવિત છે, પરંતુ બોઇલર્સ અને કમ્બશન ડિવાઇસીસ ડિઝાઇન કરતી વખતે તે બધાને ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે.