दहन प्रक्रियाओं की सामान्य विशेषताएं। तेल और गैस का बड़ा विश्वकोश

दहन एक ऑक्सीडाइज़र के साथ ईंधन की बातचीत की प्रक्रिया है, जिसमें गर्मी और कभी-कभी प्रकाश की रिहाई होती है। अधिकांश मामलों में, वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकरण एजेंट की भूमिका निभाई जाती है। कोई भी दहन, सबसे पहले, ईंधन और ऑक्सीडाइज़र अणुओं के बीच निकट संपर्क को मानता है। इसलिए, दहन होने के लिए, इस संपर्क को सुनिश्चित करना आवश्यक है, अर्थात ईंधन को हवा में मिलाना आवश्यक है। नतीजतन, दहन प्रक्रिया में दो चरण होते हैं: 1) हवा के साथ ईंधन का मिश्रण; 2) ईंधन दहन... दूसरे चरण के दौरान, पहले प्रज्वलन होता है, और फिर ईंधन का दहन होता है,

दहन प्रक्रिया में, एक लौ बनती है, जिसमें ईंधन घटकों की दहन प्रतिक्रियाएं होती हैं और गर्मी निकलती है। प्रौद्योगिकी में, गैसीय, तरल और ठोस चूर्णित ईंधन को जलाने पर, तथाकथित भड़कना दहन विधि का उपयोग किया जाता है। एक मशाल लौ का एक विशेष मामला है, जब ईंधन और हवा जेट के रूप में भट्ठी के कार्य स्थान में प्रवेश करते हैं, जो धीरे-धीरे एक दूसरे के साथ मिश्रित होते हैं। इसलिए, मशाल की आकृति और लंबाई आमतौर पर काफी निश्चित होती है।

धातु विज्ञान और मशीन निर्माण में सबसे आम ईंधन के दहन के साथ, प्रक्रिया का वायुगतिकीय आधार जेट प्रवाह द्वारा बनता है, जिसका अध्ययन विभिन्न मामलों में मुक्त अशांति के सिद्धांत के प्रावधानों के आवेदन पर आधारित है। चूंकि फ्लेयर दहन के दौरान जेट की गति की प्रकृति लामिना और अशांत हो सकती है, आणविक और अशांत प्रसार मिश्रण प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। व्यवहार में, ईंधन (बर्नर, नोजल) जलाने के लिए उपकरण बनाते समय, मिश्रण को व्यवस्थित करने के लिए विभिन्न डिज़ाइन तकनीकों का उपयोग किया जाता है (जेट्स को एक दूसरे से कोण पर निर्देशित करें, जेट्स का घुमाव बनाएं, आदि) क्योंकि यह आवश्यक है ईंधन दहन का एक विशेष मामला।

सजातीय और विषम दहन के बीच भेद। सजातीय दहन के साथ, गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण निकायों के बीच होता है जो एकत्रीकरण की एक ही स्थिति में होते हैं। सजातीय दहन मात्रा में होता है और गैसीय ईंधन की विशेषता है।

विषम दहन में, एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों में निकायों के बीच गर्मी और द्रव्यमान स्थानांतरण होता है (गैस और ईंधन कणों की सतह विनिमय की स्थिति में होती है)। ऐसा दहन तरल और ठोस ईंधन की विशेषता है। सच है, तरल और ठोस ईंधन के दहन के दौरान, बूंदों के वाष्पीकरण और वाष्पशील की रिहाई के कारण, सजातीय दहन के तत्व होते हैं। हालांकि, एक विषम प्रक्रिया में, दहन मुख्य रूप से सतह से होता है।

गतिज और प्रसार क्षेत्रों में सजातीय दहन हो सकता है।

गतिज दहन में, हवा के साथ ईंधन का पूर्ण मिश्रण पहले से किया जाता है, और पहले से तैयार ईंधन-वायु मिश्रण को दहन क्षेत्र में आपूर्ति की जाती है। इस मामले में, मुख्य भूमिका द्वारा निभाई जाती है रासायनिक प्रक्रियाईंधन ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम से जुड़ा हुआ है। प्रसार सजातीय दहन में, मिश्रण और दहन की प्रक्रियाएं अलग नहीं होती हैं और लगभग एक साथ होती हैं। इस मामले में, दहन प्रक्रिया मिश्रण द्वारा निर्धारित की जाती है, क्योंकि मिश्रण समय रासायनिक प्रतिक्रिया होने के लिए आवश्यक समय से काफी लंबा होता है। इस प्रकार, दहन प्रक्रिया का कुल समय मिश्रण बनने के समय (τ सेमी) और वास्तविक रासायनिक प्रतिक्रिया (τ x) के समय का योग है, अर्थात।

गतिज दहन के साथ, जब मिश्रण पहले तैयार किया जाता है

प्रसार दहन में, इसके विपरीत, मिश्रण का समय रासायनिक प्रतिक्रिया के समय की तुलना में काफी लंबा होता है

विषम दहन के साथ ठोस ईंधनगतिज और प्रसार प्रतिक्रिया क्षेत्रों के बीच भी अंतर करें। गतिज क्षेत्र तब उत्पन्न होता है जब ईंधन के छिद्रों में प्रसार दर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर से काफी अधिक हो जाती है; विसरण क्षेत्र तब उत्पन्न होता है जब विसरण और दहन की दरों का अनुपात व्युत्क्रम होता है।

गैस बर्नर की मदद से किए गए मिश्रण के दृष्टिकोण से, वायु प्रवाह में ईंधन के दहन का संगठन तीन सिद्धांतों के आधार पर किया जा सकता है: प्रसार, गतिज और मिश्रित।

ज्वाला उत्पन्न होना

एक लौ का उदय (ईंधन का प्रज्वलन) ईंधन के अणुओं के आवश्यक संपर्क के बाद ही हो सकता है और ऑक्सीडाइज़र प्राप्त किया जा सकता है। कोई भी ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया गर्मी की रिहाई के साथ आगे बढ़ती है। प्रारंभ में, थोड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलने के साथ ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है। हालांकि, जारी की गई गर्मी तापमान को बढ़ाती है और प्रतिक्रिया को तेज करती है, जिससे बदले में अधिक जोरदार गर्मी निकलती है, जो फिर से प्रतिक्रिया के विकास पर लाभकारी प्रभाव डालती है। इस प्रकार, प्रज्वलन के क्षण तक प्रतिक्रिया दर में क्रमिक वृद्धि होती है, जिसके बाद प्रतिक्रिया बहुत तेज गति से आगे बढ़ती है और हिमस्खलन चरित्र होता है। ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में, रासायनिक प्रतिक्रिया का तंत्र और ऑक्सीकरण प्रक्रिया की तापीय विशेषताएं एक दूसरे के साथ अटूट रूप से जुड़ी हुई हैं। प्राथमिक कारक रासायनिक प्रतिक्रिया है और द्वितीयक कारक गर्मी का उत्पादन है। ये दोनों घटनाएं एक-दूसरे से घनिष्ठ रूप से संबंधित हैं और एक-दूसरे को प्रभावित करती हैं।

यह स्थापित किया गया है कि इज़ोटेर्मल परिस्थितियों में और तापमान में वृद्धि के साथ प्रज्वलन संभव है। पहले मामले में, तथाकथित श्रृंखला प्रज्वलन होता है, जिसमें रासायनिक संपर्क के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले सक्रिय केंद्रों की संख्या में वृद्धि के परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया दर बढ़ जाती है। सबसे अधिक बार, प्रज्वलन गैर-इज़ोटेर्मल परिस्थितियों में होता है, जब सक्रिय केंद्रों की संख्या में वृद्धि रासायनिक संपर्क और थर्मल क्रिया दोनों के परिणामस्वरूप होती है। वी व्यावहारिक स्थितियांआमतौर पर ईंधन के कृत्रिम प्रज्वलन का सहारा लेते हैं, दहन क्षेत्र में प्रवेश करते हैं एक निश्चित मात्रागर्मी, जो प्रज्वलन तक पहुंचने के क्षण के तेज त्वरण की ओर ले जाती है।

प्रज्वलन तापमान केवल मिश्रण के गुणों द्वारा निर्धारित एक भौतिक-रासायनिक स्थिरांक नहीं है; यह प्रक्रिया की शर्तों से निर्धारित होता है, अर्थात पर्यावरण के साथ गर्मी विनिमय की प्रकृति (तापमान, पोत का आकार, आदि) द्वारा निर्धारित किया जाता है।

विभिन्न ईंधनों का प्रज्वलन तापमान तालिका 5 में दिखाया गया है।

टेबल। 5 - वायुमंडलीय पर हवा में प्रज्वलन तापमान

गोलाकार दबाव।

तापमान के अलावा, बड़ा प्रभावमिश्रण में दहनशील घटक की सांद्रता से ईंधन प्रज्वलन प्रक्रिया प्रभावित होती है। दहनशील घटक की ऐसी न्यूनतम और अधिकतम सांद्रता होती है, जिसके नीचे और ऊपर जबरन प्रज्वलन नहीं हो सकता है। इन सांद्रता सीमाओं को निचली और ऊपरी ज्वलनशील सांद्रता सीमा कहा जाता है; कुछ गैसों के लिए उनके मान तालिका 6 में दिए गए हैं।

तालिका 6 - हवा और ऑक्सीजन के मिश्रण में ज्वलनशीलता की सीमा वायु - दाबऔर तापमान 20 डिग्री सेल्सियस

औद्योगिक गैसों के प्रज्वलन की सीमा स्थापित करने के लिए, जो विभिन्न दहनशील घटकों का मिश्रण है, ले चेटेलियर नियम का उपयोग करें, जिसके अनुसार

मुख्य दहन स्थितियां हैं: एक दहनशील पदार्थ की उपस्थिति, एक ऑक्सीडाइज़र का क्षेत्र में प्रवाह रसायनिक प्रतिक्रियाऔर दहन को बनाए रखने के लिए आवश्यक गर्मी की निरंतर रिहाई।

दहन क्षेत्र

गर्मी प्रभावित क्षेत्र

धूम्रपान क्षेत्र इसमें दहन क्षेत्र से सटे स्थान लोगों के लिए श्वसन सुरक्षा के बिना पहुंचना असंभव है

ए - प्रारंभिक चरण आग - एक अनियंत्रित स्थानीय दहन स्रोत के उद्भव से लेकर लौ के साथ कमरे के पूर्ण कवरेज तक। औसत कमरे का तापमान कम होता है, लेकिन दहन क्षेत्र के अंदर और आसपास का स्थानीय तापमान महत्वपूर्ण स्तर तक पहुंच सकता है।

(

सी - अग्नि क्षय का चरण - कमरे में ज्वलनशील पदार्थों की अधिक मात्रा की खपत या बुझाने वाले एजेंटों के प्रभाव के कारण कमरों में दहन प्रक्रियाओं की तीव्रता कम होने लगती है।

6. आग के संभावित विकास को दर्शाने वाले कारक (सूची और व्याख्या)। फायर जोन और चरण। अग्नि विकास के चरण, उनकी विशेषताएं।

दहन क्षेत्रअंतरिक्ष का वह भाग जिसमें रासायनिक अपघटन और वाष्पीकरण की प्रक्रिया होती है

गर्मी प्रभावित क्षेत्रएम / डी सतह और लौ, एम / डी बाड़ वाली संरचना और दहनशील सामग्री के बीच गर्मी विनिमय की एक प्रक्रिया है

धुआँ क्षेत्रइसमें दहन क्षेत्र से सटे स्थान लोगों के लिए श्वसन सुरक्षा के बिना पहुंचना असंभव है

अग्नि विकास की प्रक्रिया में, 3 चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है:

ए - प्रारंभिक चरण आग- एक अनियंत्रित स्थानीय दहन स्रोत के उद्भव से लेकर लौ के साथ कमरे के पूर्ण कवरेज तक। औसत कमरे का तापमान कम होता है, लेकिन दहन क्षेत्र के अंदर और आसपास का स्थानीय तापमान महत्वपूर्ण स्तर तक पहुंच सकता है।

बी - आग के पूर्ण विकास का चरण (या आग ने पूरी तरह से इमारत को अपनी चपेट में ले लिया)। कमरे में मौजूद सभी ज्वलनशील पदार्थ और सामग्री में आग लग गई है। जलती हुई वस्तुओं से गर्मी पैदा करने की तीव्रता अधिकतम तक पहुँच जाती है, जिससे कमरे में तापमान में तेजी से वृद्धि होती है (अधिकतम 1100C तक)

सी - अग्नि क्षय का चरण - कमरे में ज्वलनशील पदार्थों के थोक की खपत या बुझाने वाले एजेंटों के संपर्क में आने के कारण कमरों में दहन प्रक्रियाओं की तीव्रता कम होने लगती है।

7. पदार्थों और सामग्रियों की आग और विस्फोट के खतरे के संकेतक (मुख्य सूची दें, परिभाषा दें, एकत्रीकरण की स्थिति के आधार पर उनकी प्रयोज्यता को चिह्नित करें)।

पदार्थों और सामग्रियों की आग और विस्फोट के खतरे के संकेतक - पदार्थों (सामग्री) के गुणों का एक सेट जो दहन शुरू करने और फैलाने की उनकी क्षमता को दर्शाता है। एकत्रीकरण की स्थिति से भेद करें:

गैसें - पदार्थ जिनका संतृप्त वाष्प दबाव 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होता है और 101.3 केपीए का दबाव 101.3 केपीए से अधिक होता है;

तरल पदार्थ - पदार्थ जिनका संतृप्त वाष्प दबाव 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर और 101.3 केपीए का दबाव 101.3 केपीए से कम है; तरल पदार्थ में ठोस गलनांक भी शामिल होता है, जिसका गलनांक या ड्रॉपिंग बिंदु 50 ° C से कम होता है;

ठोस (सामग्री) - 50 डिग्री सेल्सियस से अधिक के पिघलने या छोड़ने वाले बिंदु के साथ व्यक्तिगत पदार्थ और उनकी मिश्रित रचनाएं, साथ ही ऐसे पदार्थ जिनमें गलनांक नहीं होता है (जैसे लकड़ी, कपड़े, आदि);

धूल - 850 माइक्रोन से कम के कण आकार के साथ बिखरे हुए ठोस (सामग्री)।

8. निम्नलिखित अवधारणाओं को परिभाषित और समझाएं: ज्वलनशीलता; आग; गैर-दहनशील सामग्री; शायद ही दहनशील सामग्री; दहनशील सामग्री। ठोस पदार्थों की ज्वलनशीलता (उनके सार की विस्तृत व्याख्या के बिना) निर्धारित करने के लिए मुख्य विधियों की सूची बनाएं।

ज्वलनशीलता -इन-इन और सामग्री को प्रज्वलित करने की क्षमता।

दहन -एक प्रज्वलन स्रोत के प्रभाव में दहन की शुरुआत।

जलती हुई शुरुआत -विभाजन की शुरुआत। झील में गर्मी, चमक के साथ, आदि।

उदात्त करने की प्रवृत्ति।- विभिन्न कारणों से आत्म-परिवहन, प्रज्वलित / सुलगने के लिए सामग्री की क्षमता।

ज्वलनशीलता के संदर्भ में, द्वीपों और सामग्रियों को 3 समूहों में बांटा गया है:

गैर-दहनशील (गैर-दहनशील)- आग / उच्च के प्रभाव में। टी ओ न प्रज्वलित करें, न सुलगें और न ही जले (निर्माण में प्रयुक्त प्राकृतिक और कृत्रिम कार्बनिक पदार्थ), डब्ल्यू / वी और ऐसी सामग्री जो हवा में जलने में सक्षम न हो। गैर-दहनशील सामग्री m / b वायु रक्षा (जैसे, ऑक्साइड या w / w, जल, ऑक्सीजन, वायु, आदि, आदि के साथ बातचीत करते समय दहनशील उत्पादों का उत्सर्जन);

शायद ही दहनशील (शायद ही दहनशील)- आग / उच्च के प्रभाव में। टी o शायद ही प्रज्वलित, सुलगता और चारे और केवल एक प्रज्वलन स्रोत (ईंधन और सामग्री जिसमें दहनशील और गैर-दहनशील: बहुलक सामग्री शामिल है) की उपस्थिति में जलना / सुलगना जारी है;

दहनशील (दहनशील)- प्रज्वलन स्रोत को हटाने के बाद प्रज्वलित, सुलगना और जलना जारी रखें (सभी कार्बनिक पदार्थ जो गैर-दहनशील और कठोर-से-जलने वाली सामग्री की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं); सामान्य नियम के रूप में कैलोरीमेट्री की विधि द्वारा सामग्री के समूह को परिभाषित करते समय। पीओके-एल ज्वलनशीलता, यानी। दहन के दौरान नमूने द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा की मात्रा का संबंध इग्निशन स्रोत द्वारा जारी ऊष्मा की मात्रा से है। नेस्गोर। एम।, बिल्ली पर। k0.1, कठिन पर्वत। मी. से = 0.1-0.5, दहन। मी. से = २.१.

क्लासिफायरियर के साथ लागू। ज्वलनशीलता पर इन-इन और सामग्री; प्रौद्योगिकीविद् के मानदंडों की आवश्यकताओं के अनुसार हवाई क्षेत्र और सॉफ्टवेयर द्वारा परिसर की श्रेणी का निर्धारण करते समय। डिजाईन; सुरक्षा सुनिश्चित करने के उपाय विकसित करते समय।

दहन चरण इसके हीटिंग से जुड़े ईंधन प्रज्वलन चरण से पहले होता है। इस अवस्था में ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है और इसके दौरान ईंधन ही ऊष्मा का उपभोक्ता होता है। जितनी तेजी से ईंधन का तापमान बढ़ता है, उतनी ही तीव्रता से प्रज्वलन होता है। जाहिर है, प्रज्वलन में देरी करने वाले कारक हैं: उच्च ईंधन नमी, उच्च प्रज्वलन तापमान, छोटी गर्मी-अवशोषित ईंधन सतह, कम प्रारंभिक ईंधन तापमान और भट्ठी को बिना गर्म हवा की आपूर्ति।

दहन चरण हवा का मुख्य उपभोक्ता है। इस स्तर पर, ईंधन की अधिकांश गर्मी निकल जाती है और उच्चतम तापमान विकसित होता है। ईंधन जितना अधिक वाष्पशील होता है, दहन उतना ही तीव्र होता है और हवा की आपूर्ति उतनी ही अधिक होनी चाहिए। दहन के बाद के चरण में थोड़ी हवा की आवश्यकता होती है; तदनुसार, यहां थोड़ी गर्मी उत्पन्न होती है।

किसी तारे के जीवन में हाइड्रोजन जलने की अवस्था सबसे लंबी होती है। मुख्य अनुक्रम पर सितारों की फोटॉन चमक, जहां हाइड्रोजन जलता है, एक नियम के रूप में, विकास के बाद के चरणों की तुलना में कम है, और उनकी न्यूट्रिनो चमक बहुत कम है, इस तथ्य के कारण कि केंद्रीय तापमान अधिक नहीं है - 4 107 K इसलिए, मुख्य अनुक्रम तारे आकाशगंगा और पूरे ब्रह्मांड में सबसे आम तारे हैं (देखें Ch.

कोर में हाइड्रोजन जलने का चरण एक तारे के जीवन का अधिकांश भाग लेता है, और सूर्य के क्रम के द्रव्यमान वाले तारे लगभग 1010 वर्षों तक मुख्य अनुक्रम पर बने रहते हैं। 20 एमक्यू के द्रव्यमान वाले सितारों के लिए संबंधित चरण केवल 106 वर्षों तक रहता है, जबकि 0 3 एम0 के द्रव्यमान वाले सितारों को इस चरण में 3 1011 वर्ष खर्च करना चाहिए, जो गैलेक्सी की आयु का 30 गुना है।

गैसीय ईंधन और कोक के दहन का चरण गर्मी की रिहाई के साथ होता है, जो कोक के ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को तेज करने के लिए आवश्यक तापमान में वृद्धि प्रदान करता है।

दहन चरण के दौरान, अधिकांश हवा की खपत होती है और ईंधन की अधिकांश गर्मी निकल जाती है। प्रक्रिया के इस स्तर पर तापमान पहुंच जाता है उच्चतम मूल्य... इसलिए, वाष्पशील पदार्थों के सबसे तेजी से दहन के लिए एक केंद्रित वायु आपूर्ति और तेजी से और पूर्ण मिश्रण गठन सुनिश्चित करने के लिए बहुत ध्यान देने की आवश्यकता होती है।

दहन चरण में वाष्पशील का दहन शामिल है, 1000 सी से ऊपर के तापमान पर कोक, अधिकांश आवश्यक हवा की खपत और गर्मी की मुख्य मात्रा की रिहाई के साथ। दहन चरण को उच्चतम तापमान की विशेषता है। वाष्पशील का दहन जल्दी होता है, इसलिए पूर्ण मिश्रण बनने की स्थितियों में पर्याप्त मात्रा में हवा को केंद्रित तरीके से आपूर्ति करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। कोक अधिक धीरे-धीरे जलता है, और ऑक्सीजन के साथ कार्बन की प्रतिक्रिया कोक के कणों की सतह पर होती है। ईंधन को जितना बारीक कुचला जाता है, कोक की दहन दर उतनी ही अधिक होती है। ठोस ईंधन के दहन का अंतिम चरण आफ्टरबर्निंग है, जिसमें कम हवा की आवश्यकता होती है और इसके साथ कम गर्मी उत्पन्न होती है। राख के साथ कोक के कणों के आवरण के कारण इस चरण के विकास में देरी हो रही है, जो उन्हें हवा की पहुंच में बाधा डालती है, खासकर कम पिघलने वाली राख वाले ईंधन के लिए।

दूसरे, कोक अवशेषों का दहन चरण सभी चरणों में सबसे लंबा होता है और कुल दहन समय का 90% तक लग सकता है।

तरल ईंधन दहन के चरणों को ऊपर माना जाता है - परमाणु ईंधन कणों का ताप, वाष्पीकरण और पाइरोजेनेटिक अपघटन अक्सर अपर्याप्त रूप से कुशलता से आगे बढ़ता है; इसके अलावा, वे अपर्याप्त रूप से नियंत्रित होते हैं, जिससे तरल ईंधन के प्रारंभिक गैसीकरण के साथ बर्नर नोजल की उपस्थिति होती है।

दहन चरण की शुरुआत में, ईंधन प्रज्वलन के तुरंत बाद, तापमान अभी बहुत अधिक नहीं है। तदनुसार, जलने की दर भी कम है। इसलिए, ईंधन का त्वरित प्रज्वलन और प्रक्रिया तापमान में तेजी से वृद्धि बहुत महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, दहन चरण के मुख्य भाग में, बॉयलर भट्टियों में तापमान का स्तर पहले से ही काफी अधिक होता है। इसी प्रकार, कोक कणों की सतह पर कार्बन की ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया की दर भी अधिक होती है। इसलिए, कोक दहन चरण के मुख्य भाग में कोक बर्नआउट की दर इस कारक द्वारा नहीं, बल्कि जलने वाले कणों को ऑक्सीजन की आपूर्ति की प्रसार प्रक्रियाओं द्वारा सीमित होती है, जो अपेक्षाकृत अधिक धीमी गति से आगे बढ़ती है। पर सही संगठनदहन चरण के प्रारंभिक भाग में, ये प्रक्रियाएं ज्यादातर मामलों में बॉयलर भट्टियों में कोक दहन की तीव्रता को नियंत्रित करने वाले मुख्य कारक हैं।

ईंधन दहन दहनशील घटकों के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया है जो उच्च तापमान पर होती है और गर्मी की रिहाई के साथ होती है। दहन की प्रकृति कई कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसमें दहन की विधि, भट्ठी का डिज़ाइन, ऑक्सीजन की सांद्रता आदि शामिल हैं। लेकिन प्रवाह की स्थिति, अवधि और अंतिम परिणामदहन प्रक्रिया काफी हद तक ईंधन की संरचना, भौतिक और रासायनिक विशेषताओं पर निर्भर करती है।

ईंधन संरचना

ठोस ईंधन में कोयला और भूरा कोयला, पीट, तेल शेल, लकड़ी शामिल हैं। ये ईंधन मुख्य रूप से पांच तत्वों - कार्बन सी, हाइड्रोजन एच, ऑक्सीजन ओ, सल्फर एस और नाइट्रोजन एन द्वारा निर्मित जटिल कार्बनिक यौगिक हैं। ईंधन में नमी और गैर-दहनशील भी होता है। खनिज पदार्थजो दहन के बाद राख बनाते हैं। नमी और राख बाहरी ईंधन गिट्टी हैं, जबकि ऑक्सीजन और नाइट्रोजन आंतरिक हैं।

दहनशील भाग का मुख्य तत्व कार्बन है, यह गर्मी की सबसे बड़ी मात्रा की रिहाई को निर्धारित करता है। हालांकि, ठोस ईंधन में कार्बन का अनुपात जितना अधिक होता है, इसे प्रज्वलित करना उतना ही कठिन होता है। दहन के दौरान, हाइड्रोजन कार्बन की तुलना में 4.4 गुना अधिक गर्मी छोड़ता है, लेकिन ठोस ईंधन की संरचना में इसका हिस्सा छोटा होता है। ऑक्सीजन, गर्मी पैदा करने वाला तत्व नहीं है और हाइड्रोजन और कार्बन को बांधता है, दहन की गर्मी को कम करता है, इसलिए यह एक अवांछनीय तत्व है। इसकी सामग्री विशेष रूप से पीट और लकड़ी में अधिक है। ठोस ईंधन में नाइट्रोजन की मात्रा कम होती है, लेकिन यह ऐसे ऑक्साइड बनाने में सक्षम है जो पर्यावरण और मनुष्यों के लिए हानिकारक हैं। सल्फर भी एक हानिकारक अशुद्धता है, यह थोड़ी गर्मी का उत्सर्जन करता है, लेकिन परिणामी ऑक्साइड बॉयलरों की धातु के क्षरण और वातावरण के प्रदूषण का कारण बनते हैं।

ईंधन विनिर्देश और दहन प्रक्रिया पर उनका प्रभाव

सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी विशेषताओंईंधन हैं: दहन की गर्मी, वाष्पशील पदार्थों की उपज, गैर-वाष्पशील अवशेषों (कोक) के गुण, राख की मात्रा और नमी की मात्रा।

ईंधन के दहन की गर्मी

ऊष्मीय मान द्रव्यमान की एक इकाई (kJ / kg) या ईंधन की मात्रा (kJ / m3) के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। दहन की उच्च और निम्न गर्मी के बीच भेद। उच्चतम में दहन उत्पादों में निहित वाष्पों के संघनन के दौरान निकलने वाली गर्मी शामिल है। जब बॉयलर भट्टियों में ईंधन जलाया जाता है, तो निकास ग्रिप गैसों का तापमान होता है जिस पर नमी वाष्पशील अवस्था में होती है। इसलिए, इस मामले में, दहन की कम गर्मी का उपयोग किया जाता है, जो जल वाष्प के संघनन की गर्मी को ध्यान में नहीं रखता है।

सभी ज्ञात कोयला निक्षेपों का संघटन और शुद्ध ऊष्मीय मान परिकलित विशेषताओं में निर्धारित और दिया गया है।

वाष्पशील पदार्थ का विमोचन

प्रभाव में हवा के उपयोग के बिना ठोस ईंधन को गर्म करते समय उच्च तापमानसबसे पहले, जल वाष्प निकलता है, और फिर अणुओं का थर्मल अपघटन गैसीय पदार्थों की रिहाई के साथ होता है, जिन्हें वाष्पशील पदार्थ कहा जाता है।

वाष्पशील पदार्थों की रिहाई 160 से 1100 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में हो सकती है, लेकिन औसतन - 400-800 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में। वाष्पशील पदार्थों की रिहाई की शुरुआत का तापमान, गैसीय उत्पादों की मात्रा और संरचना ईंधन की रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है। रासायनिक रूप से ईंधन जितना पुराना होता है, वाष्पशील पदार्थों की रिहाई उतनी ही कम होती है और तापमान जितना अधिक होता है, उतना ही अधिक होता है।

वाष्पशील कण पदार्थ के पहले प्रज्वलन प्रदान करते हैं और ईंधन के दहन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। युवा ईंधन - पीट, भूरा कोयला - आसानी से प्रज्वलित होता है, जल्दी और लगभग पूरी तरह से जल जाता है। इसके विपरीत, कम वाष्पशील ईंधन, जैसे एन्थ्रेसाइट, को प्रज्वलित करना अधिक कठिन होता है, बहुत अधिक धीरे-धीरे जलता है और पूरी तरह से नहीं जलता है (बढ़ी हुई गर्मी के नुकसान के साथ)।

गैर-वाष्पशील अवशेष (कोक) गुण

वाष्पशील पदार्थों के निकलने के बाद शेष ईंधन का ठोस भाग, जिसमें मुख्य रूप से कार्बन और एक खनिज भाग होता है, कोक कहा जाता है। दहनशील द्रव्यमान में शामिल कार्बनिक यौगिकों के गुणों के आधार पर कोक अवशेष हो सकते हैं: पके हुए, कमजोर पके हुए (जोखिम से नष्ट), पाउडर। एन्थ्रेसाइट, पीट, भूरा कोयला एक ख़स्ता गैर-वाष्पशील अवशेष देता है। अधिकांश बिटुमिनस कोयले sintered होते हैं, लेकिन हमेशा दृढ़ता से नहीं। चिपचिपा या ख़स्ता गैर-वाष्पशील अवशेष बिटुमिनस कोयले को वाष्पशील की बहुत अधिक उपज (42-45%) और बहुत कम उपज (17% से कम) के साथ देता है।

भट्ठी में कोयले को जलाने पर कोक अवशेषों की संरचना महत्वपूर्ण होती है। जब जल रहा हो बिजली बॉयलरकोक की विशेषता बहुत महत्वपूर्ण नहीं है।

राख सामग्री

ठोस ईंधन में शामिल है सबसे बड़ी संख्यागैर-दहनशील खनिज अशुद्धियाँ। यह मुख्य रूप से मिट्टी, सिलिकेट, पाइराइट, लेकिन लौह ऑक्साइड, सल्फेट्स, कार्बोनेट और लोहे के सिलिकेट, ऑक्साइड भी हैं। विभिन्न धातुक्लोराइड, क्षार, आदि। उनमें से ज्यादातर चट्टानों के रूप में खनन के दौरान गिरते हैं, जिसके बीच कोयले की परतें होती हैं, लेकिन ऐसे खनिज पदार्थ भी होते हैं जो कोयला बनाने वालों से या इसके मूल द्रव्यमान को परिवर्तित करने की प्रक्रिया में ईंधन में चले जाते हैं।

जब ईंधन को जलाया जाता है, तो खनिज अशुद्धियाँ प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुजरती हैं, जिसके परिणामस्वरूप राख नामक एक ठोस गैर-दहनशील अवशेष बनता है। राख का वजन और संरचना ईंधन की खनिज अशुद्धियों के वजन और संरचना के समान नहीं है।

बॉयलर और फर्नेस संचालन के संगठन में राख गुण एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इसके कण, दहन उत्पादों द्वारा दूर ले जाते हैं, उच्च गति पर हीटिंग सतहों को खत्म कर देते हैं, और कम गति पर वे उन पर जमा हो जाते हैं, जिससे गर्मी हस्तांतरण में गिरावट आती है। ऐश दूर ले जाया गया चिमनी, नुकसान पहुँचाने में सक्षम वातावरणइससे बचने के लिए राख कलेक्टरों की स्थापना आवश्यक है।

राख की एक महत्वपूर्ण संपत्ति इसकी फ्यूसिबिलिटी है; वे आग रोक (1425 डिग्री सेल्सियस से ऊपर), मध्यम पिघलने (1200-1425 डिग्री सेल्सियस) और कम पिघलने (1200 डिग्री सेल्सियस से कम) राख के बीच अंतर करते हैं। राख जो पिघलने के चरण को पार कर चुकी है और एक पापी या जुड़े हुए द्रव्यमान में बदल गई है उसे स्लैग कहा जाता है। ऐश फ्यूसिबिलिटी की तापमान विशेषता है बडा महत्वभट्ठी और बॉयलर सतहों के विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, सही पसंदइन सतहों के पास गैसों का तापमान स्लैगिंग को समाप्त कर देगा।

नमी ईंधन का एक अवांछनीय घटक है, यह खनिज अशुद्धियों के साथ, गिट्टी है और दहनशील भाग की सामग्री को कम करता है। इसके अलावा, यह थर्मल मान को कम करता है, क्योंकि इसके वाष्पीकरण के लिए अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

ईंधन में नमी आंतरिक या बाहरी हो सकती है। बाहरी नमी केशिकाओं में समाहित होती है या सतह पर फंस जाती है। रासायनिक युग के साथ, केशिका नमी की मात्रा कम हो जाती है। ईंधन के टुकड़े जितने छोटे होंगे, सतह की नमी उतनी ही अधिक होगी। आंतरिक नमी कार्बनिक पदार्थ में प्रवेश करती है।

भट्ठी के प्रकार के आधार पर ईंधन दहन के तरीके

दहन उपकरणों के मुख्य प्रकार:

• स्तरित,
• कक्ष।

परत भट्टियों को ढेलेदार ठोस ईंधन जलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वे घने और द्रवित हो सकते हैं। घनी परत में जलने पर, दहन वायु अपनी स्थिरता को प्रभावित किए बिना परत से होकर गुजरती है, अर्थात जलने वाले कणों का गुरुत्वाकर्षण हवा के गतिशील दबाव से अधिक हो जाता है। द्रवित बिस्तर में जलने के कारण बढ़ी हुई गतिहवा के कण "उबलते" की स्थिति में चले जाते हैं। इस मामले में, ऑक्सीडाइज़र और ईंधन का सक्रिय मिश्रण होता है, जिसके कारण ईंधन का दहन तेज होता है।

चैम्बर भट्टियों में, ठोस चूर्णित ईंधन, साथ ही तरल और गैसीय को जलाया जाता है। चैंबर भट्टियों को चक्रवाती और भड़कीले में उप-विभाजित किया जाता है। भड़कीले दहन के दौरान, कोयले के कण 100 माइक्रोन से अधिक नहीं होने चाहिए, वे दहन कक्ष की मात्रा में जलते हैं। चक्रवाती दहन की अनुमति देता है बड़ा आकारकण, केन्द्रापसारक बलों के प्रभाव में, उन्हें भट्ठी की दीवारों पर फेंक दिया जाता है और उच्च तापमान वाले क्षेत्र में घूमते हुए प्रवाह में पूरी तरह से जल जाता है।

ईंधन का दहन। प्रक्रिया के मुख्य चरण

ठोस ईंधन को जलाने की प्रक्रिया में, कुछ चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: नमी का ताप और वाष्पीकरण, वाष्पशील का उच्चीकरण और कोक अवशेषों का निर्माण, वाष्पशील और कोक का दहन और स्लैग का निर्माण। दहन प्रक्रिया का यह विभाजन अपेक्षाकृत मनमाना है, हालांकि ये चरण क्रमिक रूप से आगे बढ़ते हैं, वे आंशिक रूप से एक दूसरे को ओवरलैप करते हैं। तो, वाष्पशील पदार्थों का ऊर्ध्वपातन सभी नमी के अंतिम वाष्पीकरण से पहले शुरू होता है, वाष्पशील का निर्माण उनके दहन की प्रक्रिया के साथ-साथ होता है, जैसे कोक अवशेषों के ऑक्सीकरण की शुरुआत वाष्पशील के दहन के अंत से पहले होती है, और स्लैग बनने के बाद भी कोक का दहन जारी रह सकता है।

दहन प्रक्रिया के प्रत्येक चरण का प्रवाह समय काफी हद तक ईंधन के गुणों से निर्धारित होता है। उच्च अस्थिर उपज वाले ईंधन के लिए भी कोक दहन चरण सबसे लंबे समय तक रहता है। विभिन्न ऑपरेटिंग कारक और प्रारुप सुविधायेभट्टियां

1. प्रज्वलन से पहले ईंधन तैयार करना

भट्ठी में प्रवेश करने वाले ईंधन को गर्म किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नमी की उपस्थिति में वाष्पित हो जाता है और ईंधन सूख जाता है। हीटिंग और सुखाने के लिए आवश्यक समय नमी की मात्रा और उस तापमान पर निर्भर करता है जिस पर दहन उपकरण को ईंधन की आपूर्ति की जाती है। उच्च नमी सामग्री (पीट, गीले भूरे कोयले) वाले ईंधन के लिए, हीटिंग और सुखाने का चरण अपेक्षाकृत लंबा होता है।

खड़ी भट्टियों को परिवेश के तापमान के करीब तापमान पर ईंधन की आपूर्ति की जाती है। में केवल सर्दियों का समयकोयले के जमने की स्थिति में इसका तापमान बॉयलर रूम की तुलना में कम होता है। फ्लेयर और भंवर भट्टियों में दहन के लिए, ईंधन को कुचलने और पीसने के अधीन किया जाता है, साथ में गर्म हवा या ग्रिप गैसों के साथ सुखाया जाता है। आने वाले ईंधन का तापमान जितना अधिक होता है, उसे प्रज्वलन तापमान तक गर्म करने के लिए उतना ही कम समय और गर्मी की आवश्यकता होती है।

भट्ठी में ईंधन का सूखना दो ताप स्रोतों के कारण होता है: दहन उत्पादों की संवहन गर्मी और एक मशाल, अस्तर और लावा की उज्ज्वल गर्मी।

चैम्बर भट्टियों में, हीटिंग मुख्य रूप से पहले स्रोत के कारण किया जाता है, अर्थात, दहन उत्पादों को इसके परिचय के बिंदु पर ईंधन में मिलाना। इसलिए, भट्ठी में ईंधन की शुरूआत के लिए उपकरणों के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण आवश्यकताओं में से एक दहन उत्पादों की गहन चूषण सुनिश्चित करना है। फायरबॉक्स में एक उच्च तापमान भी कम हीटिंग और सुखाने के समय में योगदान देता है। यह अंत करने के लिए, जब उच्च तापमान (400 डिग्री सेल्सियस से अधिक) पर वाष्पशील की रिहाई की शुरुआत के साथ ईंधन जलाते हैं, तो चेंबर भट्टियों में आग लगाने वाले बेल्ट बनाए जाते हैं, यानी ढाल पाइप आग रोक के साथ बंद हो जाते हैं थर्मल इन्सुलेशन सामग्रीउनकी थर्मल धारणा को कम करने के लिए।

बिस्तर में ईंधन जलाते समय, भट्ठी के डिजाइन द्वारा प्रत्येक प्रकार के ताप स्रोत की भूमिका निर्धारित की जाती है। चेन ग्रेट्स वाली भट्टियों में, मुख्य रूप से मशाल की तेज गर्मी द्वारा हीटिंग और सुखाने का काम किया जाता है। ऊपर से एक निश्चित भट्ठी और ईंधन की आपूर्ति के साथ भट्टियों में, नीचे से ऊपर की परत के माध्यम से चलने वाले दहन उत्पादों के कारण हीटिंग और सुखाने होता है।

110 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर गर्म करने की प्रक्रिया में, ईंधन बनाने वाले कार्बनिक पदार्थों का थर्मल अपघटन शुरू होता है। कम से कम मजबूत यौगिक वे होते हैं जिनमें महत्वपूर्ण मात्रा में ऑक्सीजन होती है। ये यौगिक वाष्पशील और ठोस अवशेषों के निर्माण के साथ अपेक्षाकृत कम तापमान पर विघटित होते हैं, जिसमें मुख्य रूप से कार्बन होता है।

युवा द्वारा रासायनिक संरचनाबहुत अधिक ऑक्सीजन वाले ईंधन में गैसीय पदार्थों की रिहाई की शुरुआत का तापमान कम होता है और उनका प्रतिशत अधिक होता है। ऑक्सीजन यौगिकों की कम सामग्री वाले ईंधन में कम अस्थिरता उपज और उच्च फ्लैश पॉइंट होता है।

ठोस ईंधन में अणुओं की सामग्री, जो गर्म होने पर आसानी से विघटित हो जाती है, भी प्रभावित करती है जेटगैर-वाष्पशील अवशेष। सबसे पहले, दहनशील द्रव्यमान का अपघटन मुख्य रूप से ईंधन की बाहरी सतह पर होता है। आगे गर्म होने पर, ईंधन के कणों के अंदर पाइरोजेनेटिक प्रतिक्रियाएं होने लगती हैं, उनमें दबाव बढ़ जाता है और बाहरी आवरण टूट जाता है। जब वाष्पशील की उच्च उपज वाले ईंधन को जलाया जाता है, तो कोक अवशेष झरझरा हो जाता है और घने ठोस अवशेषों की तुलना में इसकी सतह बड़ी होती है।

2. गैसीय यौगिकों और कोक की दहन प्रक्रिया

ईंधन का वास्तविक दहन वाष्पशील पदार्थों के प्रज्वलन से शुरू होता है। ईंधन तैयार करने की अवधि के दौरान, गैसीय पदार्थों के ऑक्सीकरण की शाखित श्रृंखला प्रतिक्रियाएं होती हैं, सबसे पहले ये प्रतिक्रियाएं कम दरों पर आगे बढ़ती हैं। जारी की गई गर्मी भट्ठी की सतहों द्वारा मानी जाती है और आंशिक रूप से चलती अणुओं की ऊर्जा के रूप में जमा होती है। उत्तरार्द्ध श्रृंखला प्रतिक्रियाओं की दर में वृद्धि की ओर जाता है। पर एक निश्चित तापमानऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं इस दर से आगे बढ़ती हैं कि जारी की गई गर्मी पूरी तरह से गर्मी अवशोषण को कवर करती है। यह तापमान फ्लैश प्वाइंट है।

इग्निशन तापमान स्थिर नहीं है, यह ईंधन के गुणों और इग्निशन ज़ोन की स्थितियों पर निर्भर करता है, औसतन यह 400-600 ° C होता है। गैसीय मिश्रण के प्रज्वलन के बाद, ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के और आत्म-त्वरण से तापमान में वृद्धि होती है। दहन को बनाए रखने के लिए ऑक्सीडेंट और ज्वलनशील पदार्थों की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

गैसीय पदार्थों के प्रज्वलन से कोक के कण आग के लिफाफे में आ जाते हैं। कोक का दहन तब शुरू होता है जब वाष्पशील पदार्थों का दहन समाप्त हो जाता है। ठोस कण उच्च तापमान तक गर्म होता है, और जैसे-जैसे वाष्पशील की मात्रा कम होती जाती है, सीमा जलने की परत की मोटाई कम होती जाती है, ऑक्सीजन गर्म कार्बन सतह तक पहुँचती है।

कोक का दहन 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर शुरू होता है और यह सबसे लंबी प्रक्रिया है। कारण यह है कि, सबसे पहले, ऑक्सीजन की एकाग्रता कम हो जाती है, और दूसरी बात, विषम प्रतिक्रियाएं सजातीय लोगों की तुलना में अधिक धीमी गति से आगे बढ़ती हैं। नतीजतन, एक ठोस ईंधन कण के दहन की अवधि मुख्य रूप से कोक अवशेषों के दहन समय (कुल समय का लगभग 2/3) द्वारा निर्धारित की जाती है। वाष्पशील की उच्च उपज वाले ईंधन के लिए, ठोस अवशेष प्रारंभिक कण द्रव्यमान के 1/2 से कम होता है, इसलिए, उनका दहन जल्दी होता है और अंडरबर्निंग की संभावना कम होती है। रासायनिक रूप से पुराने ईंधन में एक घना कण होता है, जिसके दहन में भट्टी में लगने वाला लगभग पूरा समय लगता है।

अधिकांश ठोस ईंधन का कोक अवशेष मुख्य रूप से, और कुछ प्रजातियों के लिए, पूरी तरह से कार्बन से बना होता है। ठोस कार्बन का दहन कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड के निर्माण के साथ होता है।

गर्मी अपव्यय के लिए इष्टतम स्थितियां

निर्माण इष्टतम स्थितियांकार्बन के दहन के लिए - बॉयलर इकाइयों में ठोस ईंधन के दहन की तकनीकी विधि के सही निर्माण का आधार। निम्नलिखित कारक भट्ठी में उच्चतम गर्मी रिलीज की उपलब्धि को प्रभावित कर सकते हैं: तापमान, अतिरिक्त हवा, प्राथमिक और माध्यमिक मिश्रण गठन।

तापमान। ईंधन के दहन के दौरान ऊष्मा का विमोचन महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करता है तापमान व्यवस्थाभट्टियां अपेक्षाकृत के साथ कम तामपानदहनशील पदार्थों का अधूरा दहन मशाल कोर में होता है, कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन, हाइड्रोकार्बन दहन उत्पादों में रहते हैं। 1000 से 1800-2000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, ईंधन का पूर्ण दहन प्राप्त किया जा सकता है।

अतिरिक्त हवा। विशिष्ट ऊष्मा उत्पादन पूर्ण दहन और एकता के अतिरिक्त वायु अनुपात के साथ अपने अधिकतम मूल्य तक पहुँच जाता है। अतिरिक्त वायु अनुपात में कमी के साथ, गर्मी की रिहाई कम हो जाती है, क्योंकि ऑक्सीजन की कमी से कम ईंधन का ऑक्सीकरण होता है। तापमान का स्तर कम हो जाता है, प्रतिक्रिया दर कम हो जाती है, जिससे गर्मी की रिहाई में तेज कमी आती है।

एकता से अधिक अतिरिक्त वायु अनुपात में वृद्धि हवा की कमी से भी अधिक गर्मी उत्पादन को कम करती है। बॉयलर भट्टियों में ईंधन के दहन की वास्तविक स्थितियों में, गर्मी रिलीज के सीमित मूल्यों तक नहीं पहुंचा जाता है, क्योंकि अधूरा दहन होता है। यह काफी हद तक इस बात पर निर्भर करता है कि मिश्रण बनाने की प्रक्रिया कैसे व्यवस्थित होती है।

मिश्रण प्रक्रियाएं। चैम्बर भट्टियों में, प्राथमिक मिश्रण को हवा के साथ ईंधन को सुखाने और मिलाकर, तैयारी क्षेत्र में हवा (प्राथमिक) के हिस्से की आपूर्ति करके, गर्म हवा का उपयोग करके एक विस्तृत सतह और उच्च अशांति के साथ एक विस्तृत-खुली मशाल का निर्माण किया जाता है।

स्तरित भट्टियों में, प्राथमिक मिश्रण कार्य हवा की आवश्यक मात्रा की आपूर्ति करना है विभिन्न क्षेत्रभट्ठी पर जल रहा है।

अधूरे दहन और कोक के गैसीय उत्पादों के बाद के जलने को सुनिश्चित करने के लिए, माध्यमिक मिश्रण बनाने की प्रक्रिया आयोजित की जाती है। इन प्रक्रियाओं द्वारा सुगम किया जाता है: उच्च गति पर माध्यमिक वायु की आपूर्ति, ऐसे वायुगतिकी का निर्माण, जिसमें एक मशाल के साथ पूरी भट्टी को एक समान भरना होता है और, परिणामस्वरूप, भट्ठी में गैसों और कोक कणों का निवास समय होता है। बढ़ती है।

3. लावा गठन

ठोस ईंधन के दहनशील द्रव्यमान के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में, खनिज अशुद्धियों में भी महत्वपूर्ण परिवर्तन होते हैं। कम पिघलने वाले पदार्थ और कम गलनांक वाले मिश्र धातु अपवर्तक यौगिकों को भंग कर देते हैं।

बॉयलरों के सामान्य संचालन के लिए एक शर्त दहन उत्पादों और परिणामस्वरूप स्लैग का निर्बाध निष्कासन है।

परत के दहन के दौरान, स्लैग के निर्माण से यांत्रिक अंडरबर्निंग हो सकती है - खनिज अशुद्धियाँ बिना जले हुए कोक कणों को कवर करती हैं, या चिपचिपा स्लैग वायु मार्ग को अवरुद्ध कर सकता है, जलती हुई कोक तक ऑक्सीजन की पहुंच को अवरुद्ध कर सकता है। अंडरबर्निंग को कम करने के लिए, विभिन्न उपायों का उपयोग किया जाता है - चेन ग्रेट्स के साथ भट्टियों में, स्लैग ग्रेट पर बिताया गया समय बढ़ जाता है, और बार-बार शूरिंग किया जाता है।

स्तरित भट्टियों में, स्लैग को सूखे रूप में हटा दिया जाता है। चैम्बर भट्टियों में, स्लैग हटाना सूखा या तरल हो सकता है।

इस प्रकार, ईंधन दहन एक जटिल भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया है, जो बड़ी संख्या में विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है, लेकिन बॉयलर और भट्टियों को डिजाइन करते समय उन सभी को ध्यान में रखा जाना चाहिए।