Buhar
üretiminde kullanılan gaz yakıtlar doğal gaz, ocak-fırın gazı, karışık rafineri
gazı, kok-fırın gazıdır. Bu yakıtların özellikleri içerdikleri gazların
oranları ve cinslerine göre değişir. Ayrıca sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG),
oil gazlar, asetilen ve hidrojen de yakıt gazlarıdır. Yakıt gazlarının en
önemli özellikleri tutuşma sıcaklığı, alevlenme sıcaklığı ve yanma sonunda elde
edilen ısıdır.
Endüstride
kullanımı en yaygın olan yakıt gazı doğal gazdır; diğerleri üretim proseslerinden
çıkan yan ürünler olduğundan, üretildiği fabrika dışında, fazla önem
taşımazlar.
Doğal Gaz:
Az hava ile yanar ve hemen hemen hiç kalıntı bırakmaz, bu nedenle ideal bir
yakıtıtr. Esas olarak metandır; az miktarda etan, karbon dioksit ve azot
içerir. Bazen çok az hidrojen sülfür de bulunabilir. Oksijene, sadece
atmosferde süzme yapıldığında rastlanır. Bazı Teksas kaynaklı doğal gazlarda
eser miktarda helyum bulunur.
Gaz
yakıtlar havada kolaylıkla dağıldığından bir ön hazlığa gerek olmaz. Tutuşma
sıcaklığına ulaşıldığında ve uygun bir türbülens sağlandığında yanma süresi kısadır.
Yanma gaz ve havanın karıştırılma koşuluna göre iki yolla olur. Birincisinde
gaz ve hava tutuşmadan önce karıştırılır (bunzen bekinde olduğu gibi); bu durumda
yanma hidroksilasyonla ilerler. Hidroksillenen hidrokarbonlar ve oksijenden
aldehitler oluşur. Isı ve ilave oksijen aldehitleri parçalar ve H2,
CO, CO2 ve H2O meydana gelir. İlk karıştırmada karbon,
aldehitlere dönüştüğünden, alev sönse bile is oluşmaz.
İkinci
yol, ısıtılan hidrokarbonların oksijen ilave edilerek parçalanmasıdır
(kraking). Hidrokarbonlar ısıtıldığında karbon ve hidrojen vererek bozunur;
yeterli oksijen ilavesi halinde CO2 ve H2O meydana gelir.
Oksijenin yeterli olmaması veya yanma işleminin tamamlanmadan kesilmesi halinde
is ve karbon siyahı oluşur. Metan ve diğer hidrokarbonların yanma verileri
tablolardan bulunabilir.
Brülörler
Gaz yakma
brülörleri, (a) ön-karıştırmalı ve (b) nozul-karıştırmalı olarak iki grupta
toplanır.
Şekil-1: Ön
karıştırmalı brülörler; (a) hava kontrollü atmosferik, (b) Diyafram kontrollü
yüksek basınçlı, gaz bekleri.
Ön-Karıştırmalı
Brülörler: Bunlar
hidroksilasyonla yanar, fırın koşullarına göre doğal-çekişli veya
zorlamalı-çekişli çalışır. Şekil-1a da doğal çekişli bir endüstriyel bek
görülmektedir; sivri uçta ve boğazda hava akımı bulunur. Şekil-1b deki
brülörde gaz, yüksek basınçlı hava ile havalandırılır; aspiratöre verilen hava
bir diyafram regülatörle kontrol edilir.
İnert gaz
üretiminde olduğu gibi hava kontrolünün hassas olması gerektiği durumlarda beke
giden yakıt ve havanın çok iyi ayarlanması gerekir. Şekil-2 de bu amaçla
kullanılan tipik bir karbüratör sistemi görülmektedir; sistem, gaz ve havanın
ön-ayar değerlerinde verilmesini sağlar. Şekil-3 teki yüksek akış hızlı bek
çeşitli gaz yakıtlar için kullanılabilir. Tam bir ön-karıştırmalı bek
olmamasına rağmen, çalışma sıcaklıkları ve karıştırma şekliyle
ön-karıştırmalılara benzer sonuç verir.
Şekil-2: Bir karbüratörün şematik
görünümü
Şekil-3: Yüksek hızlı brülör
Nozul-Karıştırmalı
Brülörler:
Bunlarda hava ve gaz brülörün son ucunda karışır. Hava-karıştırmalı brülörler,
Şekil-4 de görüldüğü gibi dört yönteme göre yerleştirilir. Brülör standart
zorlamalı-çekişlidir; gaz, giriş borusunun sonundaki deliklerden emilir. Bu
yöntem kolaydır, fakat büyük delikler kullanıldığından gaz karıştırma sorunlar
yaratır; sık sık parlak gaz alevi meydana gelir (Şekil-4a). Bunu önlemek için
brülörün merkezine küçük çaplı borular konulur veya brülör ucunun dışına geniş
çaplı çemberler takılarak çıkış yayılır. Çemberlerde çok küçük delikler bulunur
ve kolayca tıkanmasına rağmen gazı hava içinde daha iyi dağıtır (Şekil-4b,c).
Bek girişine bir örümceğin yerleştirildiği sistemlerde gaz birkaç radyal kol
yoluyla verilir. Örümcek deliklidir, çubukların kenarlarından çıkan yüksek basınçlı
gazın etkisiyle döner. Örümcek bir fana bağlıdır ve hareketi sonucu zorlamalı
çekiş oluşur (Şekil-4c). Bu tip bir yerleşim fazla havanın yakından kontrolünü
sağlayan bir türbülens yaratır.
Şekil-4: Gaz ve havanın brülörde
çeşitli şekillerde karıştırılması
GERİ (proje çalışmaları)
