2.4 Сурет. Жану қабаттарындағы ауа мөлшерінің және температураның өзгерісі.

Жану процесін осылай ұйымдастырғанда отынның тұтануы қабаттың астынан басталады, басқаша айтқанда отынның тұтануы және жануы үшін шексіз мүмкіндіктер туады. Мұнда газ ауа ағындары мен отын легі қарама-қарсы бағытта қозғалады. Жеке қабаттағы газ ауа ағынының жылдамдығы қабаттың орнықтылығын бұзбайтындай мәнде болуы керек. Яғни отын қабатының массасы газ ауа ағыны туғызатын динамикалық тегеуріннен жоғары болуы тиіс.

Басқаша айтқанда қабаттап жағудың аэродинамикалық сипаттамасы болып келесі теңсіздік саналады

(2.14)

мұнда - отын бөлшегінің массасы,кг; - Рейнольдс шарттамасымен анықталатын кедергі еселеуіші; - отын бөлшегі қимасының ауданы, м2; - жеке қабаттан өтетін газ ағыны тығыздығы, кг/м3.

Отын мен қышқылдатқыш арасындағы химиялық реакциялар шоқтанған кокс айналасында жүреді. Химиялық реакцияларға байланысты барлық жану процесін екі аймаққа бөлуге болады: оттектік (К), немесе тотығу және қалыптасу (В) аймақтары. Тотығу аймағында бір уақытта екі көміртегі оксидтері – СО2 және СО пайда болады. Тотығу аймағының шетінде О2 концентрациясы төмендейді (1-2% дейін), ал СО2 концентрациясы мен температура жоғарылайды. 4.5 суретте антрациттің ұсақ түйіршіктерін, қалыңдығы 25 мм қабатта ауаны үрлеу жылдамдығы 0,5 м/с болғанда, жағу барысында газдардың пайда болу сипаты бейнеленген.

4.5 Сурет.Қалыптасу аймағында көміртегі көмір қышқылымен әсерлеседі

СО2 + С = 2СО –Q (2.15)

Реакция нәтижесінде қалыптасу аймағының барлық биіктігінде СО –ның үлесі артып, көмірқышқылының үлесі кемиді. Реакция жылуды жұта жүргендіктен қалыптасу аймағында температура төмендейді.

Егер жану өнімдерінде су буы бар болса, онда су буы ыдырайтын эндотермиялық реакция орындалады

Н2О + С = CО + Н2 – Q (2.16)

Отын қабатында тотығу және қалыптасу аймақтарының болуы тек қана көміртегі бөлшегі жанғанда орын алмайды, басқа да табиғи отындарға тән құбылыс. Табиғи отындар үшін жеке қабаттың қалыңдығы отын реакцияға түсу қабілетімен анықталады, отынның күлділігі азайса қабаттың қалыңдығы да жіңішкереді.

Жану процесін ұйымдастыру тәсіліне байланысты жану қабатынан инерттік не болмаса жанғыш газдарды алуға болады. Егер отынның жану жылуын жану өнімдерінің физикалық жылуына түрлендіруі көзделсе, онда процесті жұқа қабатта және қышқылдатқышты мол қоспалау арқылы жүзеге асыру қажет. Егер жағу барысында жанғыш газдарды алу көзделсе, онда жағуды өте қалың қабатта және қышқылдатқыштың жеткіліксіз жағдайында ұйымдастыру керек.

Бірінші жағдайда отын жағылады, екінші жағдайда газдалады.

Отын қабатының қалыңдығы оның кесектерінің өлшемдеріне және ылғалдығына байланысты. Мысалы қоңыр және тас көмірдің өлшемі 20 мм ұсақ бөлшектерін жаққанда қабат қалыңдығы 50 мм, ал бөлшектердің өлшемі 50 мм –ге жеткенде отын қабаты қалыңдығы 200 мм- ге дейін үлкеюі тиіс.

Неғұрлым отын ылғалды болса, соғұрлым отын қабаты қалың болуы тиіс. Сонда отынды жағуға дайындау ұзаққа созылып, оның тұтануы да, жануы да орнықты жүреді.

21. Камералық жағу тәсілі

Камералық жағу деп отынды қалықтаған күйде ерекше камераларда немесе камералық ошақта жағу тәсілін атайды. Отын ауадағы оттегінің біртекті немесе жұқа әртекті қоспасында жанады және жану кезінде бөлінген жылу әсіресе радиация әсерінен және шамалы түрде ағындық(конвекция) әсерінен ошақты қоршаған қызатын беттерге өтеді.

Камералық ошақта газдық, сұйық және ағаштан басқа барлық қатты отын түрлері жанады. Мұнда 1 ошаққа оттық арқылы 2 отын және 3 ауа жіберіледі. Жанудың белсенді аймағында I отынның негізгі массасы (80-95%) жанып үлгереді. Ең жоғары жану температурасы 5 алаудың есептелген ұзындығына сәйкес келеді, ал отынның қалған массасы салқындау және жану жалғасатын II аймақта жанып бітеді және м ұнда бөлінген жылу 4 буландырғыш беттерге таралады. Газдық жану өнімдері

ұшқыр күлмен және жанбаған отынмен бірге қазанның 6 газ жолына шығады.

Егер отынның минералдық бөлігі бар болса, оны шлакты аластаушы жүйе 7

ошақтан алып шығады.

Камералық ошақтардың құрылымы әртүрлі болуы мүмкін. Жағылатын отындарға келесі талаптар қойылады:

• газдық отынды жағу үшін ошаққа ауамен араласу дәрежесі әртүрлі бірақ біртекті(гомогенді) қоспаны енгізеді;

• сұйық отынды жағу үшін ошаққа өте жұқа тамшылардан тұратын ауаның артықтық еселеуіші минимал мәнде болатын қоспаны енгізеді;

• қатты отынды жағу үшін жұқа көмір ұнтағы мен қыздырылған ауаның қажетті мөлшерінен тұратын қоспаны енгізеді.

Практикада көмір ұнтағын жағудың екі түрлі тәсілі қолданылады (шлакты қатты және сұйық күйде аластайтын).

Камералық жағуда оттық құрылғылары маңызды роль атқарады.

Газдық және сүйық отынды жағу үшін ауаны аса қыздырмай, оның артықтық еселеуіші болатын етіп, газды ауада жақсы араластырып және қоспа дөңгелек оттық ауыздығының алдында бұрылмалы, ал тура ағынды оттық ауыздығынан тура ағыншалар түрінде шығатын оттықтарды қолданады. Сұйық отын форсункадан майда тамшыларға бөлініп шығады. Қатты отын үшін ауаны орташа немесе аса қыздырып, оның артықтық еселеуіші қоспада болатындай етіп беретін оттықтарды қолданады.