प्रोड्यूसर वायु : कार्बनयुक्त इंधन व हवा यांचे आंशिक ज्वलन होऊन तयार होणाऱ्या वायूला प्रोड्यूसर वायू असे म्हणतात. औद्योगिक तापनासाठी वापरण्यात येणाऱ्या वायूंपैकी हा एक वायू असून तो १८४० पूर्वीही लोकांना माहीत होता. तथापि उघडी भट्टी (ओपन हार्थ) वापरणाऱ्या प्रक्रियेने पोलादनिर्मिती करण्यामध्ये या वायूला महत्त्व आल्यामुळे त्याच्या निर्मितीत सुधारणा होत गेल्या. १८६१ मध्ये के. डब्ल्यू. सीमेन्स यांनी औद्योगिक दृष्ट्या प्रोड्यूसर वायू तयार करण्याची पद्धत शोधून काढल्यावर त्याचा बऱ्याच मोठ्या प्रमाणात वापर होऊ लागला.
५०% ज्वलनशील कार्बन असलेला कोणताही पदार्थ वायुनिर्मितीच्या पात्रात जाळून प्रोड्यूसर तयार करता येतो. अँथ्रॅसाइट कोळशापासून ते गवतापर्यंतचे कोणतेही इंधन प्रोड्यूसर वायुनिर्मितीसाठी वापरता येते.
वायुनिर्मितीचे पात्र पोलादाचे असून त्याला विटांचे अस्तर असते. पात्रात इंधन ठेवण्यासाठी जाळी असते. इंधन पात्राच्या वरच्या भागातून आत टाकता येते. हवा व वाफ आत सोडण्यासाठी वेगवेगळी दारे असतात. जाळीच्या खालच्या बाजूस राख बाहेर काढण्याची सोय असते. सर्वसाधारणतः ही पात्रे १·८-३·६ मी. व्यासाची व ३-४·५ मी. उंचीची असतात. प्रोड्यूसर वायू कशासाठी वापरण्यात येणार आहे व इंधन कोणत्या प्रकारचे वापरण्यात येते यावर वायुनिर्मितीच्या पात्राचा अभिकल्प (आराखडा) अवलंबून असतो. वाफेचे प्रमाण अल्प असलेला वायू तयार करणारी, डांबराचे उत्पादन अधिक होऊ शकेल असा वायू तयार करणारी व अमोनिया जास्तीत जास्त मिळेल असा वायू तयार करणारी विविध पात्रे असतात.
१,०००° से. पेक्षा जास्त तापमानावरील दाट कार्बनयुक्त इंधनाच्या थरातून हवा सोडल्यास, तिचा इंधनाशी पूर्णपणे संपर्क येतो व सर्व कार्बनाचे कार्बन मोनॉक्साइडात (CO) रूपांतर होऊन समतोलावस्था निर्माण होते. ही विक्रिया पुढीलप्रमाणे होते.
|
C + |
1 |
{O2 + 4N2} |
→ CO+2N2+2,900 |
कॅलरी |
||
|
2 |
जर तापमान कमी असेल व पूर्ण संपर्क होऊन समतोलावस्था निर्माण झाली, तर काही कार्बनाचे पूर्ण ज्वलन होऊन कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू तयार होतो.
C + O2 + 4N2 → CO2 + 4N2 + 97,000 कॅलरी
जर तापमान उच्च असेल व कार्बनाचे पूर्णपणे कार्बन मोनॉक्साइडात रूपांतर होत असेल, तर तयार होणाऱ्या वायूत १/३ इतका कार्बन मोनॉक्साइड व २/३ इतका नायट्रोजन असतो. असे मिश्रण असणाऱ्या वायूला नमुनेदार प्रोड्यूसर वायू असे म्हणतात. हा वायू गोळा करून जाळला, तर पुढील समीकरणानुसार विक्रिया घडते.
CO + 2N2 +1/2 {O2 + 4N2} → CO2 + 4N2 +68,000 कॅलरी
सामान्यतः कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू हे ज्वलनाचे पहिले रूपांतर मानले जाते व तयार झालेल्या कार्बन डाय-ऑक्साइडाची कार्बनाशी विक्रिया होऊन कार्बन मोनॉक्साइड तयार होतो. बहुधा हे दोन्हीही वायू एकाच वेळी तयार होत असावेत. कार्बनाचे कार्बन मोनॉक्साइडात रूपांतर करताना निर्माण होणाऱ्या सर्व उष्णतेचा क्षय होतो. तरीही एकूण उष्णतेपैकी ७०% उष्णता शिल्लक राहते. या मोठ्या उष्णतेचा उपयोग मोनॉक्साइडाचे डाय-ऑक्साइडात रूपांतर करण्यासाठी करतात, हे प्रोड्यूसर वायूच्या निर्मितीचे मूलभूत तत्त्व होय. वायूतील नायट्रोजनाचे प्रमाण कमी करून त्याऐवजी हायड्रोजन व मिथेन यांची भर घालतात. ⇨प्राणवायू मिसळूनही नायट्रोजनाचे प्रमाण कमी करण्यात येते. तापमानानुसार व वाफेच्या मिसळण्यानुसार प्रोड्यूसर वायूतील घटकांचे प्रमाण बदलते. सर्वसाधारणतः त्यातील घटक पुढीलप्रमाणे असतात (६०° से. ला) : कार्बन डाय-ऑक्साइड ५·२५%, कार्बन मोनॉक्साइड २७·३%, हायड्रोजन १६·००%, मिथेन ३·३५% व नायट्रोजन ४७·५०%.
वायू थंड करून व शुद्ध करून त्याचा उपयोग घरगुती वा औद्योगिक वापरासाठी शहरी वायू (टाऊन गॅस) म्हणून करतात. अशा वायूच्या ज्वलनाने धूर होत नाही. तसेच शुद्ध वायूत नायट्रोजन व इतर अक्रिय घटक नसल्याने व उच्च कॅलरीमूल्यामुळे उच्च तापमान प्रक्रियांत त्याचा उपयोग करतात. पोलादनिर्मितीत व इतर औद्योगिक भट्ट्यांत तापमानासाठी हा वायू मोठ्या प्रमाणावर वापरतात.
संदर्भ : Furnas, C. C. Ed.,
जमदाडे, ज. वि.
“