YAKIT

Havada yanarak
veya fizyon ve füzyon atom reaksiyonları ile ısı elde
etmeye elverişli madde. Yakıtların çoğunluğu hava veya
hava içerisindeki oksijen ile yanabilen karbon türü maddeler
ihtiva eder. Uranyum gibi nükleer reaksiyonla ısı
açığa çıkaran maddelerde hadiseler daha farklıdır.
İnsanlar daha rahat yaşıyabilmek için çeşitli yakıt cinsleri
üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Yakıtlar ya doğ­
rudan doğruya ısı elde etmek için veya bir kazanı
ısıtmak üzere buhar kuvveti ile veya bir motoru çalıştı­
rarak mekanik eneıji ile iş yapmak için kullanılabilir.
Yakıtlar fizik yapılarına göre kaü, sıvı, gaz; ısı açığa
çıkarma kâbiliyetine göre de birkaç sınıfa ayrılır. Nükleer
yakıtlar haricindeki katı, sıvı, gaz yakıtlar genel
olarak hidrojenin, oksijenin az da olsa kükürtün, fosforun
karbonla bileşikleridir. Yakıt içinde bulunan hidrojen, fosfor, kükürt, magnezyum kolayca oksijenden
etkilenen elementlerdir. Bu elementlerin oksijenle-yüksek
derecelere kadar oksitlenmesi ile yakıt yanmış olur.
Yanma hadisesi sonunda karbondioksit, karbonmonoksit,
su buharı ve ısı açığa çıkar. Buradan yakıtın
kimyasal bileşiminden elde edilebilecek ısı miktarı
hesaplanabilir. Yakıtın kıymeti birim kütlesinin ürettiği
ısı potansiyeline (kalori şiddeti) bağlıdır. Yakıtta bulunan
yanmayan madde miktarı hem kalori değerine hem
de kalori şiddetine tesir eder.
1- K atı yakıtlar:
Katı yakıtlar tabu ve sun’î olmak üzere iki sınıftır.
Bunlardan tabiî olanlar taş kömürü, linyit, ağaç ve
kurutulmuş bitkilerdir. Sun’î olanlar ise tabiî yakıtların
hava ile teması olmayan kapalı fırınlarda damıtılması
ile elde edilir. Kok kömürü ve odun kömürü sun’î yakıt
sınıfına girer. Sun’î yakıt elde edilirken yan ürün olarak
gaz halinde yakıt ve zift de elde edilir. Katı yakıtlardan
bir kısmının bileşimleri tabloda görülmektedir.
Yakıt Cinsi Karbon Hidrojen Oksijen Kükürt Azot Kül
ve Muhteva Yüzdeleri |C) jH.| [0 | (S) INI
Odun 48.05 6.0 43.5 0.0 0.5 1.5
Linyit 67.0 5.1 19.5 1.0 1.1 6.3
Taş Kömürü 90.0 2.5 2.5 0.5 0.5 4.0
Kok Kömürü 85.8 0.6 0.6 1.0 1.2 9.9
Taşkömürü 1.093°C de havasız olarak ısıtılıp antı-
lırsa kok, zift ve gaz elde edilir. Taş kömürü metalürjide
metallerin eritilmesinde çok kullanılır. Taşkömürü
593°C de antılırsa elde edilen kok ev ısıtmalarında
dumansız olduğu için çok elverişlidir. Taşkömüründe
nem oranı yüzde üçtür. Linyit kömrü tortu kömürü ile
taşkömürü arasında yer alan yüzde 60 nem ihtiva eden
koyu kahverengi veya siyah renkte bilhassa termik santrallarda
kullanılmaya elverişli katı yakıttır. Linyit içerisindeki
nem miktarını kaybederse kalori değeri düşer.
Taşkömürü, linyit ve diğer katı yakıtların tozlan bir
kalıba sıkıştınlarak yuvarlak veya prizmalar halinde
biriket kömürü olarak da kullanılabilir. Toz haline gelmiş
veya getirilmiş katı yakıtları yakmanın bir yolu da
yanma odasına toz halinde püskürtmektir. Pulvarize
kömür denilen bu yakıt sıvı yakıtlar gibi çok çabuk
oksitlenme imkânına sahip olduğu için yanma verimiyüksektir. Kömür bu metod’la yakılırsa kalori değerinin
tamamından istifade edilir..
Odun kömürü odunun kapalı bir yerde içten yakılması
ile elde edilir. Odun kömürünün kalori değeri
yüksektir. Yakıldıktan sonra zehirsiz ve dumansız
olduğu için ev ısıtmasında, çok kullanılır. Odun
kömürü, barut, renk ve nem alıcı maddeler, ısı izalasyon
maddesi gibi birçok madde imalâtında kullanılır. 2- Sıvı Yakıtlar: Sıvı yakıtların kaynağı petroldür.
Petrol, yüzlerce hidrokarbon bileşiklerinden meydana
gelmiştir. Ham petrolün yüzde 84’ü karbon, yüzde 11,5’
i hidrojen, yüzde 4,5’i oksijen ve diğer elementlerdir.
Petrolün damıtılması ile gazyağı benzin, mazot, ağır
yakıt gibi sıvı yakıtlar elde edilir. (Bkz. Petrol). Sıvı
yakıtlarda kalori değeri yakıtın özgül ağırlığı ile alâkalı­
dır. Özgül ağırflğı yüksek olan sıvı yakıtların kalori
değeri de yüksektir.
Sıvı yakıtlar kullanma maksadına uygun olarak
seçilirler. Seçimde sıvı yakıtın kalori değeri, akışkanlığı,
kaynama noktası parlama noktası ateş alma noktası,
içerisinde ihtiva ettiği kükürt, su gibi maddeler dikkate
alınır. Sivı yakıtlarda parlama noktası, belli atmosfer
şartlarında bir yakıt üzerinden alev geçtiğinde buharla­
şarak tutuşma istidadı gösterdiği hararettir. Ateş alma
noktası ise parlama noktasından birkaç derece yukarıda
yakıtın parladıktan sonra yanmaya devam edebileceği
hararettir.
Sıvı yakıtlar, katı ve gaz halindeki yakıtların işlem
görmesi ile sun’î olarak elde edilebilir. Katı yakıtların
damıtılmasından elde edilen zift sıvı yakıt üretilmesinde
de kullanılır. Bir ton kömürden yaklaşık olarak 100 litre
sıvı yakıt elde edilir. Sıvı yakıt elde etmenin bir yolu da
hidrojenle, karbonmonoksitin katolitik olarak reaksiyona
sokulması sonucu sentez edilmesidir. Katalitör
olarak kobalt, nikel, rutenyum kullanılır İCatı yakıtlar
yaklaşık 200 atmosfer basınç ve 500°C hararette mobildenyum
sülfid, tungısten sülfıd, amonyum sülfomolibdat
katalizörlerinden biri ile hidrojenlenirse hidrojen
yönünden zengin, kalori değeri daha yüksek sıvı yakıt
elde edilmiş olur. Bu tür sıvı yakıt elde etme usulü ilk
olarak İkinci Dünya Savaşı esnasında Almanya’da
geliştirilmiştir. Bugün ABD Virginia eyaletinde kömürden
sıvı yakıt elde eden büyük bir fabrika mevcuttur.
Sıvı yakıtlardan, petrolden elde edilenler içten patlamalı
motorlarda, gaz türbinlerinde; kömürden elde edi­len sıvı yakıtlar püskürtülm ek üzere buhar
kazanlarında kullanılır. Sıvı yakıtlar kapladıkları yere
göre katı yakıtlardan yüzde 50 daha az yer işgal etmeleri
ve yüzde 30 daha hafif olmaları, kolay nakledilmeleri,
hemen yanmaları, artık ve duman bırakmamaları
sebebi ile daha avantajlıdır.
3- Gaz Yakıtlar: Katı, sıvı, bütün yakıtlar yanma
hadisesi olmadan önce gaz haline dönerler. Gaz yakıtlar
denilince normal atmosfer şartlarında gaz halinde
bulunan yakıtlar anlaşılır. Bunlar hidrojen (H2), karbonmonoksit
(CO), metan (CH4), etan (C2H fi), etilen
(C2H4), propan (C3H g), propilen (C3H6), bütan (C4H |0),
bütilen (C4H8), benzen (C4H 6) ve asetilen (C2H2) gibi
yanıcı gazların bir veya birkaçının karışımıdır. Kok gazı
kömürünün arıtılmasından, fırın gazı yüksek fırında
pik çelik elde edilirken, mavi gaz kızgın karbon üzerine
su buharı göndermekte, tabiî gaz bilhassa petrol çıkan
bölgelerde doğrudan doğruya elde edilir. Bu yakıtlardan
bir kısmının muhteva ve kalori değerleri tabloda
verilmiştir.
Gaz yakıtların katı ve sıvı yakıtlara nazaran nakliyesinin
kolay, kullanmaya göre ısı veriminin yüksek
olması, duman ve kül bırakmaması, ısı kontrolünü yapmaya
elverişli olması ile çok üstün özellikleri vardır.4- Nükleler Yakıt: Nükleer yakıtlar atom çekirdeğinin
parçalanması ile (fizyon yolu ile) ısı enerjisi açığa
çıkmasına müsait maddelerdir. Nükleer yakıtlardan
elde edilen ısı enerjisi katı, sıvı ve gaz yakıtlar gibi
alelade oksitlenme şeklindeki yanmadan açığa çıkan ısı
enerjisinden Kat kat fazladır. Yarım kilo uranyum -235,
yarım kilo taşkömüründen 2.600.000 defa daha fazla ısı
enerjisi üretebilir (Bkz. Nükleer Enerji).