14-ma’ruza. YoQilg‘I

Yoqilg‘i namligi. Yoqilg‘ini qazib olish, tashish, saqlash va shu kabilarga bog‘liq ravishda yoqilg‘i namligi o‘zgarib turadi. Masalan, torf uchun 50%, slanetslar uchun 13-17%, tosh-ko‘mir uchun 5-14%, va antratsit uchun 5-8%. Yoqilg‘idagi namlik yoqilg‘i foydali qismini xajmini kamaytirishi jihatidangina emas, balki yonish sohasida bug‘ga aylanishi jihatidan ham zararlidir. Issiqlikning anchagina miqdori bug‘ hosil bo‘lishiga sarflanmagani holda, chiqib ketayotgan gazlar bilan birga chiqadi. Namlik qattiq yoqilg‘i saqlanganda uning o‘z-o‘zidan yonib va uvalanib ketishiga sabab bo‘ladi.
Yoqilg‘i kuli. Yoqilg‘i tarkibida kulning bo‘lishi yonish vaqtida ajralib chiqayotgan issiqlik miqdorini kamaytiradi, uskunalarning metall qismlarini yemiradi, o‘txonalarning ishlashini qiyinlashtiradi. Kul tarkibiga asosan ishqoriy metallar tuzlari, temir va alyuminiy oksidlari hamda oltingugurt sulpfati kiradi. Bundan tashqari kulda CaCO₃, MgCO₃ bo‘lishi mumkin. Yoqilg‘ilar tarkibida kulning miqdori xar-xil bo‘ladi. Masalan quruq yoqilg‘ilar uchun A^q ning qiymati quyidagicha bo‘ladi, %: yog‘och uchun 1, torf uchun  10, toshko‘mir uchun 10-20, qo‘ng‘ir ko‘mir uchun 30, slanetslar uchun 60. Suyuq yoqilg‘i (mazut) tarkibida ham oz miqdorda (0,2-1%) mineral aralashma bo‘ldi.
Uchuvchan moddalar va koks. Qattiq yoqilg‘i havosiz fazoda 870-1070 K temperaturagacha qizdirilganda undan uchuvchan moddalar ajralib chiqadi. Uchuvchan moddalar tarkibiga azot N₂, vodorod H₂, kislorod O₂, uglerod oksidi CO, uglevodorod gazlari CH₄, C₂ H₄ va shu kabilar hamda namlikdan hosil bo‘lgan suv bug‘lari kiradi. Uchuvchan moddalar tarkibi yoqilg‘ini qizdirish jarayoniga bog‘liq bo‘ladi. Uchuvchan moddalar yig‘indisi V^{U ­­­}­­­­_­­xarfi bilan belgilanadi va faqat yonuvchan massaga taaluqli bo‘ladi. Uchuvchan moddalar slanetsda (V^U=90%) va torfda (V^U=75%) eng ko‘p bo‘ladi. Qo‘ng‘ir ko‘mirda 40-50%, antratsitda esa 4-6% bo‘ladi.
Chala kokslash jarayoni maxsus pechlarda (havosiz muhitda) amalga oshiriladi, bunda qayta ishlanadigan yoqilg‘i 770-830 K temperaturaga qodir bir me’yorda qizdiriladi. Yuqori temperatura ta’sirida yoqilg‘ining organik qismi parchalanadi, parchalanish mahsulotlari esa, o‘zaro yana kimyoviy reaktsiyaga kirishadi. 770-830 K temperaturada yoqilg‘ining parchalanishi to‘xtaydi va pechda uglerodga aylangan qattiq qoldiq – chala kokslanishning asosiy maxsuloti bo‘lgan chala koks qoladi. Chala koksda ko‘pgina uchuvchan moddalar qoladi. Undan turmushda va energetika maqsadlarida ishlatiladigan yoqilg‘i sifatida foydalaniladi. Chala kokslanishda hosil bo‘ladigan gazlar – qimmatli yoqilg‘i va keyingi kimyoviy qayta ishlash uchun xom-ashyodir. Masalan, yog‘och va torfni quruq xaydashda olingan suv yana kimyoviy qayta ishlansa, atseton, sirka kislota, metil spirti, formalin va boshqa kimmatli maxsulotlar hosil bo‘ladi. Yoqilg‘ini havosiz muhitda 1475-1375 K temperaturada qizdirib, qayta ishlash jarayoni kokslash deyiladi. Kokslash natijasida 70-80% metallurgiya koksi olinadi, qolgani esa koks gazi, smola va suv bo‘ladi. Koks gazi qayta ishlanib, undan ammiak va boshqa kimyoviy maxsulotlar olinadi. Kokslashda hosil bo‘lgan smola va suv yana qayta kimyoviy ishlanadi.
Yoqilg‘ining yonish issiqligi
1 kg yoki 1 m³ yoqilg‘i to‘liq yonganda chiqadigan issiqlik miqdori yoqilg‘ining issiqlik ajratishi (yonish issiqligi) deyiladi (Qⁱ, kJ/kg yoki Qⁱ kJ/m³).
Yoqilg‘ining issiqlik ajratishi ikki xil: yuqori yonish issiqligi Qⁱ_yu va quyi yonish issiqligi Qⁱ_k bo‘ladi. Yoqilg‘ining massa birligi to‘liq yonganda chiqqan issiqlik miqdori yoqilg‘ining yuqori yonish issiqligi deyiladi, bunda namlikning bug‘lanishiga sarflangan issiqlik hisobga olinmaydi. Yoqilgining birlik massasi yonganda uning tarkibidagi namlik hamda vodorodning kislorod bilan reaktsiyaga kirishish jarayonida hosil bo‘lgan namlik hisobga olingan xolatda ajralgan issiqlik miqdori quyi yonish issiqligi deyiladi. 1 kg suv bug‘ining atmosfera bosimida kondensatsiyalanish issiqligi taxminan 2500 kJ/kg ga teng. Ishchi yoqilg‘i tarkibidagi suv bug‘lari miqdori Wⁱ/100 ga teng. 1 kg vodorod yonganda 9 kg suv bug‘i hosil bo‘ladi (H₂+0,5O₂=H­₂O).
Demak, suv bug‘ining kondensatsiyalanish issiqligini quyidagi formuladan aniqlanadi:
2500( )=25Wⁱ+225Hⁱ, (14.9)
u holda
= -225Hⁱ- 25Wⁱ = -25(9Hⁱ+Wⁱ) (14.10)

ya’ni yoqilg‘ining quyi yonish issiqligi uning yuqori yonish issiqligidan bug‘ hosil bo‘lish issiqligini ayirib tashlanganiga teng. Yoqilg‘ining yonish issiqligi laboratoriya sharoitida kalorimetrik bomba yordamida aniqlanadi (14.1-rasm). Kalorimetrli bomba, bosimi 3 MPa bo‘lgan kislorod bilan to‘ldirilgan germetik idish 1 dan iboratdir. Idishda massasi 1 g bo‘lgan yoqilg‘i yondiriladi. Bombani suvli idish 2 ga joylashtiriladi va suv temperaturasini ortishi orqali yoqilg‘ining yonish issiqligi aniqlanadi. Qattiq va suyuq yoqilg‘ining yonish issiqligini D.I.Mendeleev emperik formulasidan yetarli aniqlik bilan topiladi:

(14.11)


(14.14)

Quruq gazning qo‘yi yonish issiqligi quyidagiga teng:

(14.13)

Yuqori yonish issiqligi:

(14.14)