Gazele combustibile sunt substanțe cu o valoare calorică scăzută a arderii. Aceasta este componenta principală a combustibilului gazos, care este utilizat pentru aprovizionarea cu gaz a orașelor, a industriei și a altor domenii de viață. Caracteristicile fizico-chimice ale acestor gaze depind de prezența componentelor necombustibile și a impurităților nocive în compoziția lor.
Tipurile și originea gazelor combustibile
Cel mai des, depozitele de gaze naturale sunt concentrate în roci sedimentare (gresii, pietricele). Suprafețele de acoperire și substraturi sunt roci dense din lut. Ca unic, se utilizează în principal petrol și apă. Gazele artificiale - inflamabile produse prin prelucrarea termică a diferitelor tipuri de combustibili solizi (cocs, etc.) și derivați ai rafinării petrolului.
Extracția gazelor naturale combustibile constă în extragerea din intestine, colectarea, îndepărtarea excesului de umiditate și pregătirea pentru transport către consumator. Particularitatea producției de gaze este că, în toate etapele de la formare până la utilizatorul final, întregul proces este sigilat.
Gazele combustibile și proprietățile acestora
Producția de căldură este temperatura maximă eliberată atunci când gazul uscat este complet ars într-o cantitate de aer necesară teoretic. În acest caz, căldura eliberată este consumată pentru încălzirea produselor de combustie. Pentru metan, acest parametru în ° C este 2043, butan - 2118, propan - 2110.
Temperatura de aprindere este cea mai mică temperatură la care are loc un proces de aprindere spontană fără influența sursei externe, a scântei sau a flăcării, datorită căldurii gazului eliberat de particule. Acest parametru este deosebit de important pentru determinarea temperaturii admisibile a suprafeței aparatelor utilizate în zone periculoase, care nu trebuie să depășească temperatura de aprindere. Pentru astfel de echipamente, se atribuie o clasă de temperatură.
Punctul de aprindere este cea mai scăzută temperatură la care se eliberează suficiente vapori (pe suprafața lichidului) pentru aprinderea de la cea mai mică flacără. Această proprietate nu trebuie generalizată la temperatura de aprindere, deoarece acești parametri pot diferi în mare măsură.
Densitatea gazului / aburului. Se determină în comparație cu aerul, a cărui densitate este egală cu 1. Densitatea gazului <1 – растет,> 1 - cade. De exemplu, pentru metan, această cifră este de 0,55.
Pericol de gaze inflamabile
Gazele inflamabile prezintă un pericol cu trei dintre proprietățile lor:
- Combustibilitate. Există riscul de incendiu provocat de aprinderea necontrolată a gazului;
- Toxicitate. Riscul de otrăvire cu gaz sau produse de ardere (monoxid de carbon);
- Strangularea datorată deficienței de oxigen, care poate fi înlocuită cu un alt gaz.
Procesul de combustie este o reacție chimică în care intră oxigenul. În același timp, energia este eliberată sub formă de căldură și flacără. Un gaz acționează ca o substanță inflamabilă. Procesul de ardere a gazelor este posibil dacă există trei factori:
- Sursa de aprindere.
- Gazele inflamabile.
- Oxigen.
Scopul protecției împotriva incendiilor este eliminarea a cel puțin unuia dintre factori.
Este un gaz incolor, ușor, inflamabil, care nu miroase. Acesta este non-toxic. Metanul reprezintă 98% din toate gazele naturale. Se consideră că este principalul care determină proprietățile gazului natural. 75% constă din carbon și 25% hidrogen. Cub de greutate. metru - 0,717 kg. Este lichefiat la o temperatură de 111 K, în timp ce volumul său scade de 600 de ori. Are reactivitate scăzută.
Gaz combustibil fără culoare, cu un miros deosebit. Gazul de butan este ușor de comprimat și volatil. Conținut în gaz petrolier până la 12% în volum. De asemenea, obținut ca urmare a fisurilor de cracare și a laboratorului prin reacția lui Wurz. Punctul de îngheț este -138 ° C. Ca toate gazele de hidrocarburi, este periculos pentru foc. Nociv pentru sistemul nervos, dacă este inhalat, cauzează disfuncții ale aparatului respirator. Butanul (gazul) are proprietăți narcotice.
Etanul este un gaz fără culoare și miros. Reprezentant al hidrocarburilor. Dehidrogenarea la 550-650 ° C conduce la etilenă, mai mult de 800 ° C - la acetilenă. Conținut în gaze naturale și asociate până la 10%. Se remarcă prin rectificarea la temperaturi joase. Cantități semnificative de etan sunt eliberate în timpul cracării uleiului. În condiții de laborator, acestea sunt preparate în conformitate cu reacția Wurz. Este principala materie primă pentru producerea de clorură de vinil și etilenă.
Transparent, gaz inodor. Non-toxic, de 14,5 ori mai ușor decât aerul. Prin natura, hidrogenul nu diferă de aer. Are o reactivitate ridicată, limite largi de aprindere, foarte explozivă. Face parte din aproape toți compușii organici. Cel mai dificil gaz comprimabil. Hidrogenul liber în natură este extrem de rar, dar sub formă de compuși este foarte comun.
Monoxid de carbon
Gaz incolor, fără gust și miros. Greutate 1 cu. m - 1,25 kg. Conținut în gaze cu calorii înalte, împreună cu metanul și alte hidrocarburi. O creștere a proporției de monoxid de carbon dintr-un gaz combustibil scade căldura de ardere. Are un efect toxic asupra corpului uman.
Aplicarea gazelor inflamabile
Gazele combustibile au o valoare calorică ridicată și, prin urmare, sunt combustibili cu un consum ridicat de energie. Utilizat pe scară largă pentru producția de materiale de construcții, pentru uzine casnice, pentru centrale electrice, pentru industria metalurgică, pentru sticlă, pentru ciment și pentru industria alimentară.
Utilizarea gazelor combustibile ca materie primă pentru producerea de compuși organici, cum ar fi formaldehidă, alcool metilic, acid acetic, acetonă, acetaldehidă se datorează prezenței hidrocarburilor în compoziția lor. Metanul, ca principală componentă a gazelor naturale combustibile, este folosit pe scară largă pentru producerea de diverse produse ecologice. Pentru a produce amoniac și diferite tipuri de alcooli, se utilizează gaz de sinteză - un produs de conversie a metanului cu oxigen sau vapori de apă. Piroliza și dehidrogenarea metanului produc acetilenă, împreună cu hidrogenul și funinginea. Hidrogenul, la rândul său, este utilizat pentru sinteza amoniacului. Gazele combustibile și în special etanul sunt utilizate în producția de etilenă și propilenă, care sunt ulterior utilizate ca materii prime pentru producția de materiale plastice, fibre sintetice și cauciuc sintetic.
Un combustibil promițător pentru multe sectoare ale economiei este metanul lichefiat. Utilizarea gazelor lichefiate oferă în multe cazuri un avantaj economic deosebit, care permite reducerea costurilor materiale pentru transport și rezolvarea problemelor de aprovizionare cu gaze în anumite regiuni, permite crearea de stocuri de materii prime pentru nevoile industriei chimice.
