Ko’mirni aktivlash

3.2. Gazlarni faollashtirish

Uglerod o'z ichiga olgan moddalarni tegishli sharoitda oksidlovchi gazlar bilan qayta ishlashda uglerodning bir qismi yonib ketadi va uchuvchi komponentlar bilan chiqariladi va ichki yuzasi kattalashadi. Oksidlovchi moddalar sifatida asosan suv bug'lari, karbonat angidrid va kislorod yoki havo ishlatiladi. Kisloroddan foydalanganda ehtiyot bo'lish kerak, chunki u uglerod bilan karbonat angidriddan 100 baravar tezroq reaksiyaga kirishadi.
Uglerod suv bug'i yoki karbonat angidrid bilan o'zaro ta'sirlashganda bir vaqtning o'zida quyidagi reaktsiyalar sodir bo'ladi:



Bu endotermik reaktsiyalar bo'lgani uchun issiqlik ta'minoti zarur. Shu bilan birga, reaktiv gaz va ko'mir zarralari o'rtasida yaxshi issiqlik almashinuvi juda muhimdir. Ushbu talab aylanadigan pechlarda yoki qaynoq qatlamli reaktorlarda faollashtirish jarayonida ko'mir zarralarining doimiy harakati bilan amalga oshiriladi. Samarali reaktsiya tezligini ta'minlash uchun suv bug'idan foydalanganda taxminan 800°C harorat, karbonat angidriddan foydalanganda esa 900°C harorat talab qilinadi, agar issiqlik asosan faollashtiruvchi gaz bilan ta'minlansa, uning harorati yanada yuqori bo'lishi kerak.
Issiqlik balansining sezilarli yaxshilanishiga reaktsiya gazlarini, xususan vodorod va uglerod oksidini to'g'ridan-to'g'ri pechda yoqish orqali erishiladi:


Bunday holda, ortiqcha kisloroddan qochish kerak, chunki aks holda tashqi obgar kuzatiladi.
Aktivizatsiya reaktsiyasi mexanizmi haqidagi nazariy g'oyalar ushbu jarayonning ishlab chiqarish qo'llanilishidan ancha kechroq rivojlandi. Nazariyaning asosiy qoidalari ellikinchi yillarning oxiriga kelib shakllantirilgan.
Gazlar tomonidan faollashtirilganda, grafitga o'xshash kristall panjaraning chetlarida joylashgan uglerod atomlari gazlar bilan eng oson reaksiyaga kirishadi deb taxmin qilingan. Bu taxminni Xenning tasdiqladi. U elektron mikroskop yordamida panjara tekisliklari bo'ylab bo'lingan grafit kristallari qirralarning atrofida kislorod bilan parchalanish markaziga qaraganda ancha tezroq reaksiyaga kirishishini kuzatdi.
Uglerodning karbonat angidrid bilan o'zaro ta'sirini tavsiflash uchun ikkita mexanizm taklif etiladi.
A Mexanizmi:



Mexanizm:


Bu erda C (o) sirt oksidi.
Kislorod almashinuvi reaktsiyasi deb ataladigan (1) tenglamaga muvofiq, uglerod dastlab reaksiyaga kirishib, C(o) sirt oksidini hosil qiladi; (2) tenglama bu sirt oksidining uglerod oksidiga aylanishini ko'rsatadi. Gazlashtirishning ushbu bosqichidan so'ng, uglerod oksidi (3) tenglamaga muvofiq uglerod o'z ichiga olgan materialning (reaktiv) yuzasida yana to'planishi va reaktsiyaga sekinlashtiruvchi ta'sir ko'rsatishi mumkin.