3 – Leksiya. So’ndirilmegen ha’k ha’m uglerod qos oksidin aliwdin’ teoriyasi ha’m texnologiуаliq esaрlari

CO2 niń teń salmaqlı basımı, kPa (mm.sın.baǵ.)	Tempe-ratura, ^0C
CO2 niń teń salmaqlı basımı, kPa (mm.sın.baǵ.)
587	0,0133 (0,1)	748	9,310 (70)	857	56 (420)
631	0,532 (4,0)	777	13,97 (105)	881	80,4 (603)
673	1,93 (14,5)	795	14,95 (150)	891	91,2 (684)
701	307 (23,0)	819	31,26 (235)	894	95,5 (716)
727	5,87 (44,0)	840	41,96 (311)	898	101,3 (760)
				900	103 (773)

Hák tasın kúydiriw pechinde kúydiriw processinde gazde boladı, ol kalciy karbonatınıń tarqatılıwın qıyınlastıradı. Pech gazindegi niń maksimal basımı 40 kPa (300 mm.sın.baǵ) boladı. 2-tablicadan kórinip turǵanınday, uglerod qos oksidiniń bunday basımında niń tarqalıwı tek ǵana 840 ⁰C qa shamalas temperaturalarda baslanadı. Biraq bul tarqalıwdıń baslangısh temperaturası is júzinde hák tası bóleksheleriniń sırtqı bet qatlamına ǵana tiyisli, ol jerden ajıralıp shıǵıwshı uglerod qos oksidi, bólekshelerdi jalap ótiwshi gaz aǵımı menen alıp ketiliwi múmkin. Tarqalıw shegarası bólekshelerdiń ishine tereńlesip barıw shamasına qaray, onıń ishki bólimlerinen uglerod qos oksidin alıp ketiw qıyınlasadı hám niń bólekshelerdiń tarqalmaǵan bóliminiń ústindegi basımı is júzinde 101,3 kPa (1 atm) ǵa teń boladı (eger kúydiriw atmosferalıq basımda alıp barılsa). Demek, hák tasınıń yamasa pordıń bóleksheleriniń ishki bólimlerin tarqatıw ushın zárúr bolatuǵın temperatura, niń ústindegi niń basımı 101,3 kPa (1 atm) ǵa teń bolǵanda, is júzinde 900 ⁰C qa shekem kóteriledi. Solay etip hák tasın kúydiriw pechiniń kúydiriw zonasında temperaturanıń tómengi shegi 900 ⁰C tı quraydı.

(13) teńlemede kórsetilgenindey, 1 gmol tı tarqalǵanda 178,5 kDj (42,5 kkal) jıllıq jutılıwı menen baradı. Sonlıqdan kúydiriw processinde, ondaǵı tarqalıw processi tolıq juwmaqlanbaǵanshelli, kúydiriliwshi bólekshelerdiń temperaturası onı qorshawshı ıssı gazlerdiń temperaturasına shekem kóterile almaydı. Mayda bólekshelerdiń tarqalıwı, iri bólekshelerge qaraǵanda erte juwmaqlanadı. Usınıń aqıbetinde kúydiriw zonasında mayda bólekshelerdiń temperaturası, iri bólekshelerdikine qaraǵanda joqarı bolıwı múmkin.
Hák tasınıń 1200 ⁰C tan joqarı kóteriliwi “kóp taplanǵan” yamasa “kóp kúygen” (“perekal”, “perejog”) dep atalıwshı ónimniń payda bolıwına imkaniyat jaratadı. Bul jaǵdayda sóndirilmegen hák tıǵızraq bolıp shıǵadı, yaǵnıy gewekligi kemrek, aktiv beti kishirek boladı. Bunday hák suw menen sóndiriliwi tómen hám kem reakciyalıq qábilietke iye boladı. Ámeliyattıń kórsetiwinshe, “kóp taplanǵan” ónim basım kópshilik kishkene bólekshelerde payda boladı, bul joqarıda kórsetilgen sebeplerge bola nızamlı qubılıs.
Kúydiriwde jıllılıq deregi retinde janılǵı – koks yamasa antracit xızmet etedi, ol pechke salınbastan aldın karbonatlı shiyki zat penen aralastırıladı. Solay etip, janılǵı, háktası (yamasa por) bóleksheleriniń arasında janadı, oǵan hám pechke kelip túsiwshi hawaǵa, janıw jıllılıǵın beredi. Hawa jeterli muǵdarda bolǵanda janılǵınıń uglerodı hawa kislorodı menen tásirlesip, uglerod qos oksidin payda etedi:

Hawa jeterli bolǵanda uglerod tolıq janbay tek uglerod monooksidine aylanadı:

Teńlemeden kórinip turǵanınday janılǵı tolıq janbaǵanda jıllılıq ádewir kem ajıraladı. Janılǵınıń tolıq janbawı sebebinen jıllılıqtıń ısırap bolıwınıń aldın alıw ushın, ádette pechke teoryalıq zárúr bolǵanına qaraǵanda artıqsha hawa beriledi. Biraq hawanıń artıqsha muǵdarda bolıwı pech gazindegi niń koncentraciyasın páseytedi. Soda óndirisinde bolsa múmkin bolǵanshelli maksimal koncentraciyadaǵı alıwǵa umıtıladı. Sonlıqtan hák tasın kúydiriw pechlerinde hawanıń artıqsha muǵdarı júdá kishi – teoriyalıq esaplanǵan muǵdardıń 5% ten kóp bolmaǵan artıq muǵdarda alınadı. Usınday kishkene artıqsha muǵdardaǵı hawanıń qatnasında janılǵınıń tolıq janıwı ushın karbonatlı shiyki zat bóleksheleriniń arasında janılǵını da, janılǵınıń janıwı ushın pechke beriliwshi hawanı da teńdey ólshemde bólistiriw úlken áhmiyetke iye. Hawanıń bir tegis beriliwi, pechtiń ulıwma kese-kesimi boylap, shixtanıń qarsılıǵı birdey bolǵanda ǵana ámelge asadı.
Janılǵı uglerodınıń tolıq janbawı nátiyjesinde payda bolıwshı uglerod oksidi, pechtegi háreketin dawam ettirip, jeterli dárejede joqarı temperaturada kislorod penen tásirlesip, uglerod qos oksidine shekem tolıq janıwı múmkin:

Ekinshi tárepten, uglerod qos oksidi, janılǵınıń qızdırılǵan uglerodı menen tiyisip, onıń menen tásirlesiwi nátiyjesinde, tómendegi reakciya boyınsha ni payda etiw múmkin:

Kokste hám antracitte uglerodtan tısqarı ádette bazı-bir múǵdarda ushıwshı aralaspalar (uglevodorodlar) boladı. Bul aralaspalardıń úlken bólimi janbay, pechtiń joqarǵı zonasında aydaladı, ol jerde kislorod kem hám temperatura olardıń alısıw tochkasınan tómen. Janılǵı kúliniń quramında ádette , hám boladı. Karbonatlı shiyki zatlarda joqarıda kórsetilgen aralaspalardan tısqarı hám ushırasadı. Kúl hám karbonatlı shiyki zattıń aralaspaları kúydiriw processinde qosımsha zıyanlı reakciyalardı keltirip shıǵaradı.
Kórsetip ótilgen oksidlerdiń bir-biri menen hám menen tásirlesiwi birikpelerdiń payda bolıwına alıp keledi, olar hák tası pechlerinde kúydiriw temperaturasında balqıydı (máselen, balqıw temperaturası 1225 ⁰C, balqıw temperaturası 1225 ⁰C, 1100 ⁰C temperaturada balqıydı). Basqada, bir qansha qıyın balqıwshı birikpeler – kalciydiń silikatları, ferritleri, alyuminatları hám alyumosilikatları alınıwı múmkin. Bul birikpelerdiń barlıǵı zıyanlı aralaspa (ballast) bolıp esaplanadı, onıń menen birge niń bir bólimi (“aktiv emes” hák dep atalıwshı) ısırap boladı.
Ásirese reakciyanıń jeńil balqıwshı ónimleri oǵada zıyanlı. Bul jaǵdayda háktiń mayda bóleksheleri, balqıtpa plenkası menen qaplanıp qatıp qaladı, keyin ala sóndirilgende suw menen tásirlespeydi hám hák sútin tazalaw waqtında onnan ajıraladı. Olar tek maydalaǵannan keyin ǵana, yaǵnıy inert plenka buzılǵannan keyin sóndiriledi. Onnan qala berse, háktiń bóleksheleri bir-biri menen yamasa pechtiń diywallarına, qatıp atırǵan balqıtpa menen jabısıp, úlken úyindini payda etedi (ol “kozlı” dep ataladı).
Joqarıda keltirip ótilgen jeńil balqıwshı birikpelerdiń quramınan kórinip turǵanınday, shiyki zattıń hám janılǵı kúlindegi aralaspalardıń eń zıyanlısı temir hám kremniy oksidleri bolıp tabıladı. Temir oksidleri sonday-aq pechtiń otqa shıdamlı qaplamasına ıdıratıwshı tásir kórsetedi, ol menen jeńil balqıwshı birikpelerdi payda etiwshi, nen turadı (60 % ke shekem).
Ádette karbonatlı shiyki zattıń quramında bolıwshı, magniy karbonatı - , qızdırǵanda kalciy karbonatına uqsas tómendegi teńleme boyınsha tarqaladı:

nıń ústindegi niń teń salmaqlı basımı, tek temperaturaǵa baylanıslı hám mınanday ólshemler menen sıpatlanadı:

Temperatura, ^0C	447	487	517	557	597	677	727	747	756
CO2 niń teńsalmaq-lı basımı, kPa	1,4	1,72	2,06	2,81	4,16	8,19	42,2	80,3	101,3