धूम्राच्छादन एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें ऑक्सीजन ईंधन के विभिन्न तत्वों से मिलता है। इस संयोजन के दौरान, जिस तत्व के साथ ऑक्सीजन मिलता है, उसके आधार पर प्रति इकाई द्रव्यमान की गर्मी उत्पन्न होती है। धूम्राच्छादन प्रक्रिया में भाग लेने वाले तत्व ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, कार्बन और सल्फर होते हैं।
ईंधन (कोयला) में विभिन्न अन्य तत्व भी मौजूद होते हैं जो धूम्राच्छादन प्रक्रिया में भाग लेते हैं, जैसे लोहा, सिलिकन आदि। वे आमतौर पर छोटी मात्रा में मौजूद होते हैं और ईंधन के दूषण के रूप में वर्गीकृत होते हैं। इन दूषणों से कोयले के धूम्राच्छादन के दौरान कुछ अपशिष्ट उत्पन्न होते हैं और वे अंगार के रूप में शीतजन्य बॉइलर फर्नेस के अंगार गड्ढे में रहते हैं। ईंधन, जिसमें कोयला भी शामिल है, के धूम्राच्छादन के लिए तीन चरणों को पूरा करना आवश्यक है।
ईंधन को आग लगने के बिंदु तक गर्म करने के लिए ऊष्मा का अवशोषण।
उत्क्षेपित गैसों का वाष्पीकरण और जलाना।
स्थिर कार्बन का धूम्राच्छादन।
जब कोयला चूर्णित रूप में बॉइलर फर्नेस में डाला जाता है, तो पहले कोयले का तापमान उसके आग लगने के बिंदु तक बढ़ाया जाता है। कोयले के उत्क्षेपित पदार्थ, जैसे मार्श गैस, टार, पिच, नाफथा, कोयले से अलग किया जाता है और गैसीय रूप में निकाला जाता है। फिर ये गैसें वायु के ऑक्सीजन के साथ मिलती हैं, जो गर्म ईंधन (कोयला) के बेड के माध्यम से आपूर्ति की जाती है।
जब कोयले से हाइड्रोकार्बन निकाल लिए जाते हैं, तो ठोस कार्बन वायु के ऑक्सीजन के साथ मिलकर कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है। कोयले के ऐसे किसी भी पदार्थ जो धूम्राच्छादन योग्य नहीं हैं, बॉइलर फर्नेस के नीचे के गड्ढे में अंगार के रूप में गिर जाते हैं। धूम्राच्छादन प्रक्रिया के लिए फर्नेस में पर्याप्त वायु की आपूर्ति की जानी चाहिए।
आमतौर पर, एक पाउंड कोयले के पूर्ण धूम्राच्छादन के लिए लगभग 12 पाउंड वायु की आवश्यकता होती है। लेकिन व्यावहारिक रूप से, इस मात्रा की दो या अधिक वायु फर्नेस में बलपूर्वक आपूर्ति की जाती है क्योंकि धूम्राच्छादन की आदर्श स्थिति व्यावहारिक रूप से प्राप्त नहीं की जा सकती। वायु को शीतजन्य बॉइलर फर्नेस के सभी भागों में समान रूप से आपूर्ति करना हमेशा बहुत कठिन होता है।
दूसरी ओर, फर्नेस में बहुत अधिक वायु की आपूर्ति नहीं की जानी चाहिए। अगर वायु की आपूर्ति निर्दिष्ट दर से बहुत अधिक होती है, तो धूम्राच्छादन प्रक्रिया पूरी होने से पहले हाइड्रोकार्बन गैसों को बाहर निकाल देने की संभावना हो सकती है। इसलिए वायु को फर्नेस में उच्च लेकिन नियंत्रित दर से आपूर्ति की जानी चाहिए।
बॉइलर फर्नेस के मुख्य डिजाइन और संचालन का उद्देश्य न्यूनतम धुएं के साथ धूम्राच्छादन प्राप्त करना है। धुएं रहित धूम्राच्छादन दो मुख्य कारणों से पसंद किया जाता है,
धुआं वायु प्रदूषण का मुख्य कारण है।
धुआं अधूरे धूम्राच्छादन का संकेत है। अजलाया दृश्य गैसें धुएं के रूप में दिखाई देती हैं।
पूर्ण धूम्राच्छादन का सिद्धांत बहुत सरल है, लेकिन शीतजन्य बॉइलर फर्नेस में इसे व्यावहारिक रूप से निष्पादित करना हमेशा संभव नहीं होता। बॉइलर फर्नेस में कोयले को पेश करना, तापमान को जलाने के बिंदु तक बढ़ाना, और धूम्राच्छादन के लिए पर्याप्त वायु की आपूर्ति करना एक सफल धूम्राच्छादन के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता। फर्नेस के डिजाइन के दौरान एक और कारक को ध्यान में रखना चाहिए।
धूम्राच्छादन योग्य गैसों को वायु के साथ ठीक से मिश्रित करना और इसे प्रक्रिया के दौरान पर्याप्त रूप से उच्च तापमान पर रखना भी उतना ही महत्वपूर्ण है। जब ताजा बिट्यूमिनस कोयला बॉइलर फर्नेस के ईंधन बेड पर जलाया जाता है, तो धूम्राच्छादन योग्य गैसें निकाली जाती हैं और उनमें से बड़ा भाग अजलाया रहता है और अगर उन्हें वायु के साथ ठीक से मिश्रित नहीं किया जाता, तो वे चिमनी में ले जाए जाते हैं।
शीतजन्य बॉइलर फर्नेस के लिए कई वायु मिश्रण प्रक्रियाएं विकसित की गई हैं। बॉइलर फर्नेस की एक लोकप्रिय विधि यह है कि पर्याप्त आकार के अग्निशाला चमकीले ईंटों से लिंड दी जाए और उचित बाधाएं दी जाएं ताकि गैसों को वायु के साथ ठीक से मिश्रित किया जा सके, धूम्राच्छादन योग्य गैसों को बॉइलर के तापन सतह तक पहुंचने से पहले उन्हें खत्म करने के लिए पर्याप्त गर्म वायु की आपूर्ति की जाए।
सफल धूम्राच्छादन के लिए एक बॉइलर फर्नेस के निर्माण में कुछ आवश्यक भाग होते हैं, जैसे
ईंधन (कोयला) को समर्थित करने के लिए एक ग्रेट।
धूम्राच्छादन चैम्बर - जिसमें धूम्राच्छादन होता है। ताजा वायु की आपूर्ति का साधन।
अंगार गड्ढा - धूम्राच्छादन के दौरान ईंधन से निकले अपशिष्टों को संग्रहित करने के लिए।
शीतजन्य बॉइलर फर्नेस में ग्रेट को फर्नेस में ठोस ईंधन को समर्थित करने के लिए प्रदान किया जाता है। ग्रेट इस प्रकार डिजाइन किया गया है कि यह ईंधन में वायु को भी प्रवेश दे सके।
ग्रेट के खुले भाग इतने बड़े नहीं होने चाहिए कि वे अजलाया ईंधन के टुकड़ों को गिरने दें और इसके विपरीत ये खुले भाग इतने संकीर्ण नहीं होने चाहिए कि वे पर्याप्त वायु को ईंधन से गुजरने से रोक दें।
