पाणवायु : (वॉटर गॅस). एक इंधन वायू, लालभडक दगडी कोळशावरून पाण्याची वाफ पाठविली असता वाफेचे अपघटन होऊन (रेणूंचे तुकडे होऊन) हायड्रोजन व कार्बन मोनॉक्साइडाचे मिश्रण तयार होते, या मिश्रणालाच पाणवायु म्हणतात. पाणवायू जळताना निळसर ज्योत दिसते म्हणून त्याला ‘निळा पाणवायू’ असेही म्हणतात. पाणवायू तयार होताना पुढीलप्रमाणे विक्रिया होते.
C |
+ |
H2O |
⟶ |
CO |
+ |
H2 |
– २१ किलोकॅलरी |
कार्बन |
पाणी |
कार्बन मोनॉक्साइड |
हायड्रोजन |
फोंताना यांनी या विक्रियेचा शोध अठराव्या शतकात लावला. ए. एल्. लव्हॉयझर यांनाही ही विक्रिया माहीत होती. ही विक्रिया घडण्यास १,०००° – १,४००° से. तापमान असावे लागते. कारण विक्रिया ऊष्माग्राही असल्यामुळे ती तशीच पुढे चालू ठेवल्यास कोळशाचे तापमान कमी होते. १,०००° से. च्या खालील तापमानाला कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू तयार होतो. या वायूपासून उष्णता मिळत नसल्याने तो तयार होऊ नये म्हणून वाफेचा पुरवठा बंद करतात आणि हवेचा झोत पाठवितात. त्यामुळे कोळशाचे तापमान १४,००° से. पर्यंत वाढते. मग वाफेचा पुरवठा परत सुरू करतात.
निर्मिती: वरील तत्त्वावर आधारित अशी पाणवायूच्या निर्मितीची औद्योगिक पद्धती गिल्यार्ड (१८४९), टेसी ड्यू मोट्ये व टी. एस्. सी. लो (१८७३) यांनी विकसित केली, तिला पाणवायू पद्धती असे म्हणतात. दगडी कोळशाचे कोकमध्ये पूर्णपणे रूपांतर करण्यासाठी कोळशाचे वायवीकरण पाणवायू संयंत्रात करण्यात येते. अग्निसह (उच्च तापमान सहन करू शकणाऱ्या) विटांचे अस्तर असलेल्या एका लोखंडी पात्रात जाळीवर कोळशाचा थर ठेवून तो लालभडक असताना खालच्या बाजूने पाण्याची वाफ सोडतात. त्यामुळे तयार झालेला वायू पाण्याने धुण्यासाठी मार्जन मनोऱ्यात पाठवितात व नंतर या वायूतून हायड्रोजन सल्फाइड वायू वेगळा करतात. कोळशाचे तापमान कमी झाल्यास वाफेचा पुरवठा कमी करून हवेचा पुवठा करतात. त्यामुळे ⇨ प्रोड्यूसर वायू तयार होतो. हा वायू मार्जन मनोऱ्याकडे पाठवीत नाहीत. आधुनिक संयंत्रात त्याचा उपयोग पूर्वतापनासाठी करतात.
उदग्र (उभ्या) भट्टीतून मिळणाऱ्या ⇨ कोल गॅसपेक्षा हा वायू कमी प्रतीचा असतो. पाणवायूचे कॅलरीमूल्य (प्रती ग्रॅम उष्णत प्रदान क्षमता) वाढविण्यासाठी काही वेळा खनिज तेलाच्या शुद्धीकरणात तयार होणारा वायू त्यात मिसळतात व त्या मिश्रणास कार्ब्युरेटेड पाणवायू असे म्हणतात.
पाणवायू संयंत्राचा एक महत्त्वाचा फायदा म्हणजे मागणीनुसार ते चालू केल्यास पाणवायूचा पुरवठा जलद होतो. तसेच कोळशाच्या प्रत्येक टनामागे पाणवायूचे जास्त उत्पादन होते. आधुनिक संयंत्रे स्वयंचलित आहेत.
संघटन: पाणवायूमध्ये पुढीलप्रमाणे घटक आढळतात : कार्बन मोनॉक्साइड ४३·५%, हायड्रोजन ४७·३%, मिथेन ०·७%, कार्बन डाय-आॅक्साइड ३·५%, ऑक्सिजन ०·६%, नायट्रोजन ०·४%. पाणवायूचे वि. गु. (हवा सापेक्ष) ०·५५९ आहे. त्याच्या ज्योतीचे तापमान १,९१०°से. असते. त्याचे कॅलरीमूल्य १०५५०·६ किकॅ. प्रती घ. मी. असते.
उपयोग: पाणवायूच्या ज्योतीचे तापमान कोणतेही पूर्वतापन न करता एकदम सु. १,६५०° से. पर्यंत उपलब्ध होते म्हणून त्याचा उपयोग जेथे कार्बन थर साचत नाहीत अशा वितळजोडकामासाठी (वेल्डिंगसाठी), धातूच्या विशिष्ट प्रकाराच्या घडवणीसाठी, उष्णता संस्करणासाठी, भट्टी तापनासाठी, धातू वितळविण्यासाठी, काच वितळविण्यासाठी इत्यादींसाठी करतात. अमोनिया, हायड्रोजन व मिथेनॉल यांच्या उत्पादनात कच्चा माल म्हणूनही या वायूचा उपयोग करतात. पाणवायूत कोल गॅस मिसळून त्याचा सिटीगॅस म्हणून शहरांना पुरवठा करतात पण त्यातील कार्बन मोनॉक्साइड विषारी असल्याने असा पुरवठा धोकादायक ठरतो.
संदर्भ : 1. Brame, J. S. S. King. J. G. Fuel: Solid, Liquid and Gaseous, London, 1967.
2. Furnas, C. C., Ed. Roger’s Industrial Chemistry, Vol. I. Princeton, 1959.
जमदाडे, ज. वि.
“