Mavzu: Gaz yoqilgʻilarning olinishi va tavsiflari Gazsimon yoqilg‘i turlari, tarkibi va umumiy tavsiflari

Yonuvchi gaz mahsulotlari, ularning ishlatilishi.
Yonuvchi gaz mahsulotlariga quyidagilar kiradi:
a) Neftni qayta ishlab chiqarishdan olingan gaz mahsulotlari (kreking gazi va boshqalar);
b) Qattik yoqilg‘ilarning termokimiyoviy qayta ishlab chiqarishdan hosil bo‘lgan mahsulotlar (koksli, chala koksli gaz va boshqalar);
v) Qattik yoqilg‘ining qoldiqsiz gazlashtirish natijasida olinadigan gazlar (generator gazi);
g) Domna pechlarida chuyan ishlab chiqarishda hosil bo‘lgan gazsimon kerakmas mahsulotlar (domnali yoki qalay-nikelli gazlar).
Neftning fraksiyalarga haydalishida tug‘ridan-tug‘ri haydalgan gaz olinadi, uning tarkibiga propan (7-18%) va butan (13-30%) kiradi. Propan-butanli uglevodorodlar suyultirilgan gaz olish uchun xom ashyo vazifasini bajaradi.
Neftning termik va termokatalik qayta ishlanishda gazlar olinadi, ularning tarkibiga ko‘p miqdorda tuyinmagan uglevodorodlar (olefinlar) kiradi. Uglevodorodlarning chiqishi, eng avvalo, qayta ishlanishining tavsifiga va turiga bog‘lik bo‘ladi. SHunday qilib, neftning termik krekingida gazning hosil bo‘lishi 8­14%, katalik krekingda 16-28%, pirolizda 40-47% tashkil qiladi.
Neftdan olingan gazlarning yonish issiqligi taxminan 46 MJ/m³ ga teng. Ular yoqilg‘i sifatida keng ishlatilib kelinmoqda, kimiyoviy qayta ishlash uchun zarur xom ashyo hisoblanadi.
Koksli gaz toshkumirlarni kokslashda kerakmas maxsulot sifatida bo‘ladi. Koksni olish jarayonida uchuvchan koks mahsulotlari koksli pechdan ham (to‘g‘ri) koks gazi ko‘rinishida chiqadi. U ko‘p miqdorda qimmatbaho mahsulotlardan benzolli uglevodorodlaridan, ammiak, vodorod sulfid, naftalin, sian va boshqa birikmalardan iborat. To‘g‘ri koks gazi ishlanadi, ishlash natijasida qimmatbaho qo‘shimchalarning ko‘p qismi ushlanadi va kondensatlanadi. Ishlashdan chiqqan gaz teskari koks gazi yoki koks gazi deb nomlanadi; istemolchilarga foydalanishga yuboriladi. Koks gazi chiqishi va tarkibi ko‘mirning sifatiga va kokslash tartibiga bog‘liq bo‘ladi.
Koks gazi tarkibiga o‘rtacha 60% vodorod, 23% metan, 2% og‘ir uglevodorodlar, 6,5% uglerod (II) oksid, 2,5% uglerod (IV) oksid, 5,0% azot va 1% kislorod kiradi. Koks gazining yonish issiqligi 16,8-18,8 MJ/m³ ga teng. Koks gazini bir tonna quruq shixtadan o‘rtacha chiqishi 300-350 m³ ni tashkil qiladi.
Koks gazi yuqori haroratga ega metallurgik pechlarii isitish, koks kimiyoviy sexlariing uz ehtiyojlarini qondirish va kommunal-maishiy maksadlar uchun qo‘llaniladi. Uning ortiqchasi metallurgik korxonalarning issiqlik elektr markazlar (IEM) bug‘ generatorlarning o‘txonasida yoqish uchun ishlatiladi. Ayrim hollarda, koks gazlaridan vodorodni ajratib olish uchun xom ashyo sifatida ham ishlatiladi.
Yoritgich gazni tarkibi va xususiyati koks gazinikiga o‘xshab ketadi, u toblanmagan toshkumirlarni gazlaridan kokslash jarayonida olinadi. Yoritgich deyilishi, u avval faqat yoritish uchun ishlatilardi. Hozirgi paytda u boshqa gazlar aralashmasi bilan birga maishiy va texnologik maqsad uchun ishlatiladi.
Kokslash usuli bilan boshqa tur yoqilg‘ilaridan jumladan slanetslardan ham, yonuvchi gazlar olinadi. Bir tonna quruq shixtadan slanets gazlarning chiqishi 250-300 m³ ni tashkil kiladi. Uning yonish issiqligi 18,8 MJ/m³ ni tashkil qiladi. Slanetsli gaz birinchi navbatda maishiy maqsadlari uchun ishlatiladi.
CHala koks gazi toshkumirlarning chala kokslashda qo‘shimcha mahsulot sifatida olinadi. U uglevodorodlarning katta miqdori bilan tavsiflanadi. CHala koks gazini yonish issiqligi dastlabki xom ashyoga bog‘lik bo‘ladi: toshkumirlarni chala kokslashda u 20,93 - 27,20 MJ/m³ ni tashkil qiladi. CHala koks gazining chiqishi bir tonna quruq shixtadan o‘rtacha 100 m³ ga teng. CHala koks gazini kokslash jarayonida o‘z ehtiyojlarini qondirish uchun hamda maishiy maqsadda ishlatiladi.
So‘nggi yillarda maishiy maqsadlari, ichki yonuv dvigatellarning qurilmalarida va neft kimiyoning ehtiyoji uchun suyuq yoki suyultirilgan uglevodorod gazlari keng qo‘llanilmoqda.
Ularning olinishda asosiy manba bo‘lib yo‘ldosh gazlari, neft mahsulotlari, neft va neft mahsulotlarini termokimyoviy har xil turlaridan qayta ishlanishdan olinadigan mahsulotlar hamda qattiq va suyuq yoki yoqilg‘ilarni destruktiv gidrogenizatsiyalashgan gazlari xizmat qiladi. Kimiyoviy tarkibiga ko‘ra suyultirilgan uglevodorod gazlari asosan propan va butan gazlari aralashmasidan iborat. Kam miqdorda ularda boshqa uglevodorodlar ham bor (etan, propan). Suyultirilgan uglevodorod gazlari uncha yuqori bo‘lmagan bosim ostida bo‘ladi (0,2-1,57Mp/m³). Suyuq, gazlarni ishlatishda avval ularni bosimi pasaytiriladi natijada ular gazsimon holatiga o‘tadi.
Propan-butan aralashmasidan iborat suyultirilgan uglevodorod gazlarining yonish issiqligi 90 MJ/m³ dan yuqori buladi. Generator gazlari qattiq, yoqilg‘ilarning to‘liq (qoldiqsiz) gazlarni mahsulotidir. Gazlanish – yoqilg‘ining yonuvchi qismini yonuvchi gazlarga to‘liq o‘zgartirishdagi termokimyoviy jarayonga aytiladi. Gazlanish yuqori haroratda erkin va bog‘langan kislorod borligida amalga oshiriladi.
Qattiq yoqilg‘ining gazlanishi amalga oshiradigan qurilma gaz generatori deyiladi.
Gaz generatorni ishchi jarayoninig chizmasi 1-rasmda ko‘rsatilgan.
Gaz generatorning yoqilg‘i bilan yuklanishi yuqoridan, konusli zatvor bilan ta’minlangan yuklash qurilma bilan amalga oshiriladi. Gaz generator shaxtasiga berilayotgan yoqilg‘ining qalinligi 0,5 m va undan ham ko‘p qatlamda shaxtaning past joyiga o‘txona panjarasiga joylashtiriladi. Gazlantiruvchi reagent (puflash) o‘txona panjarasi tagiga yuboriladi. Hosil bulgan generator gazi gazni olib ketadigan quvurdai ketadi, u ko‘mir qatlamining ustida, shaxtani yuqori qismida joylashgan bo‘ladi. Kul gaz generatorini pastgi qismiga joylashgan suv zatvori orqali xalos etiladi. Gaz generatorida bir vaqtda quritish va yoqilg‘ini quruq haydalishida, koks hosil qilinishi, tiklanish va oksidlanish jarayonlari hamda shlak hosil qilinishi o‘tib boradi.
Gaz generatorli jarayonini o‘rganishda gazlashtirilayotgan yoqilg‘ining qatlam balandligiga ko‘ra alohida zonalar quriladi. Bunday zonalar quyidagicha bo‘ladi: shlak va kul zonasi, oksidlanish yoki kislorodli zona, quruq haydash zonasi va yoqilg‘ini quritish zonasi.

1-rasm. Gaz generatorining ishchi jarayonining chizmasi. 1-yuklash qurilmasi; 2-konusli zatvor; 3-generator gazini olib kelish uchun patrubok; 4-quritish zonasi; 5-quruq haydash zonasi; 6-tiklanish zonasi; 7-oksidlanish zonasi; 8-shlak zonasi; 9- o‘txona panjarasi; 10-gidravlik zatvori; 11-puflash patruboki.
O‘txona panjarasi tagiga berilayotgan puflash shlak qatlamidan utib, isib boradi. Undan keyin puflash gazlashtirilayotgan yoqilg‘i qatlami tagiga yuboriladi. Bu zonada puflash kislorodi o‘ta qizdirilgan koksning uglerodi bilan quyidagi reaksiyaga ko‘ra birikadi:

C+O2=CO2 2C+O2=2CO

3

ko‘p miqdorda uglerod (IV) oksid va kam miqdorda uglerod (II) oksid hosil bo‘lishi mumkin.
Gaz generatorining shaxtasidan yuqorilashib, puflash oksidlash zonasi va suv bug‘i reaksiya mahsulotlari erkin kislorodi yuq zonaga yetib boradi.
Bu zonada uglerod (IV) oksidining tiklanishi va suv bug‘larining parchalanishi o‘ta qizdirilgan koksning uglerodi bilan quyidagi reaksiyalar yordamida kechadi:

CO2+C=2CO C+H2O=CO+H2 C+2H2O=CO2+2H2

4

erkin kislorodi yuq, va tiklanish reaksiyalari kechib o‘tadigan yoqilg‘ining bir qismi – bu tiklash zonasidir.
Yoqilg‘ining gazlashtirayotgan asosiy jarayonlari oksidlash va tiklash zonalarida kechadi, shuning uchun bu zonalar birga gazlashtirish zonasi deyiladi. Yoqilg‘i gazlashtirilayotgan yonuvchi mahsulotlarining ta’siri natijasida tiklash zonasi ustida quruq haydaladi; bu jarayonda uchuvchan moddalarning ajralib chiqishi va koks xosil bo‘lishi kuzatiladi. Bunda gazlashtirilayotgan mahsulotlar uchuvchan moddalar bilan aralashib ketadi. Bu jarayonlar kechadigan yoqilg‘i qatlamining joyi quruq haydash zonasi deyiladi.
Yoqilg‘ining ustki qismiga quritish zonasi deyiladi, chunki bu yerda yoqilg‘i namining bug‘lanishi gaz generatorining yuqori qismiga ko‘tarilayotgan gazlarning issiqligi hisobiga kechadi. Quruq haydash zonasi bilan quritish zonasi birga yoqilg‘ini tayyorlash zonasini tashkil qiladi.
Gazlashtirish uchun turli xil qattiq yoqilg‘ilar ishlatilishi mumkin bo‘ladi (o‘tin, torf, qazilma ko‘mir, antratsit, koks). Ammo mineral qo‘shimchalarning ko‘p miqdoriga ega yoqilg‘ilar kichik termik va mustahkamlik chidamliligi va yuqori toblanishiga egaligi gazlashtirilish uchun to‘g‘ri kelmaydi.
Puflash uchun atmosferali havo, suv bug‘lari, bug‘ havo aralashmalari va boshqa reagentlardan foydalaniladi. Puflash tavsifiga ko‘ra generator gazlari quyidagi turlarga bo‘linadi: havoli, suvli, aralashmali va boshqalarga.