Газообразное топливо: описание, характеристики, способы производства, применение

Опубликованно 10.08.2018 12:12

Газообразным топливом был известен с середины 19 века. Именно тогда известный инженер, Ленуар построил свой первый газовый двигатель внутреннего сгорания. Этот прибор был примитивным и работал без предварительного сжатия камеры сгорания. Современные двигатели не включать его ни в какое сравнение. В настоящее время использование газового топлива не ограничивается автомобилями. Этот экологически чистый, дешевое и доступное топливо активно осваивать новые ниши и активно используется во всех секторах экономики. В данной статье приводится описание характеристик топлива. В общих чертах, описаны способы их производства и применения.

Общая информация

Под газообразное топливо относится к веществу, который является горючим. Качество и полезные свойства используется в различных отраслях науки и техники. Например, все чаще население и промышленность использование котлов на газообразном топливе. В этом топливе в различных количествах могут присутствовать оксиды (диоксид) углерода, пары диоксида углерода, а также таких элементов, как азот, водород, кислород и другие примеси. Современные приборы, работающие на газообразном топливе, весьма чувствительны к химическому составу рабочего газа. Если он не соответствует стандартам, рекомендованным производителем, техника, скорее всего, удастся, и потребуется дорогостоящий ремонт.

Все вещества, входящие в состав газов, можно разделить на горючие и негорючие. Во-первых, помимо метана являются: Этан, пропан и бутан. Взрывоопасны и, следовательно, не горючих углерода и водорода. Водород является особо опасным. По этой причине, не рекомендуется хранить в газовые баллоны. Лучшим решением является приобретение генератора водорода. Это устройство производит водород из дистиллированной воды по мере необходимости. Таким образом, угроза детонации большого количества газа исключается.

Государство является монополистом на рынке оптовой торговли жидким и газообразным топливом. Это свидетельствует о стратегической важности этого сырья.

Классификация топлива по происхождению

Как жидкое, газообразное топливо может добываться как минеральные, и могут быть произведены в искусственных условиях. В первом случае, это топливо называется естественным, второй искусственный.

Эксперты зафиксировали различия в составе жидких и газообразных топлив, произведенных из разных регионов. Из-за различий в химическом составе происходят и незначительные различия в количество выделяемого тепла при сгорании. Природный газ практически полностью (на 95-99 %, в зависимости от области) состоит из так называемых метан (химическая формула СН4). Такое топливо называется природного газа. И это самый дешевый на сегодняшний день источником энергии. Именно по этой причине, что этот вид энергии, используемый во всех отраслях экономики. Однако, все преимущества меркнут на фоне низкого уровня безопасности аппаратов, работающих на газообразном топливе. СМИ регулярно публикуют тревожные новости об авариях и пострадавших в результате нарушения правил эксплуатации газовых установок.

Искусственное газообразное топливо включает в себя вещества, полученные из переработки твердого или жидкого топлива. Самых распространенных и популярных видов взлома является коксового газов. В эту группу также можно включить освещения воды и смесевых топлив. В зависимости от химического состава конкретного газа, уровень тепловыделения при меняется сгорания в широком диапазоне. Такие вещества являются особо опасными. По этой причине, рекомендуется смешивать перед сжиганием природного газа. Эта мера возрастает на порядок работы безопасности аппаратов, работающих на газообразном топливе. Эти манипуляции проводятся на специально оборудованных базах. Затем газ поступает к конечному потребителю в баллонах или иначе. Но несмотря на то, что такая смесь менее опасен, он по-прежнему должны быть обработаны с особой осторожностью, соблюдая все правила и нормы работы с сосудами под давлением и безопасности. И это не единственная опасность. Это вещество является токсичным и его вдыхание может привести к серьезным последствиям и даже привести к смерти.

Классификация топлива по назначению

Топливо в газообразной форме используется как в тепловых установках и двигателях внутреннего сгорания. Соответственно, на этой основе она может быть разделена на моторное топливо и мазут-печное.

В качестве котельного и печного топлива традиционно используется природный газ. В редких случаях применение искусственного топлива. То же топливо, только с некоторыми добавками, используемый для заправки автомобилей. Описание природного газа

Трудно переоценить важность этого минерала для экономики нашего государства и экономического развития в мире в целом. Много машин, котлов на газообразном топливе, электростанций и теплоцентралей использовать его. На основе прогнозируемых цен на природный газ (так называемый природный газ) бюджеты Верстаются.

Более 90% газа состоит из молекул метана (СН4). Кроме метана природный газ содержит бутана и пропана, азота, углекислого газа, паров воды и других примесей (они считаются вредными). Небольшое количество природного газа и инертных газов (гелия и др.). Считается, что последние имеют благоприятное влияние на машин, оборудования и механизмов, работающих на газовом топливе, а также улучшить физику процесса сгорания. О пригодности топлива, его качество оценивается по доле углеводородных компонентов.

Природный газ-это не только ценное топливо, но и сырье для ряда отраслей промышленности. Так, от метана он содержит, крупных химических заводов по производству водорода. Для возникновения такой реакции необходимо окислить. Помимо водорода из его для производства ацетилена. На основе этих веществ производят различные альдегиды, метиловый спирт (весьма ядовитое и опасное вещество), аммиак, ацетон, уксусная кислота и так далее. Тем не менее, факт остается фактом – основной объем природного газа является сжигание газообразного топлива в различных исполнительных механизмов (автомобили, двигатели) и котельных устройств.

Основные свойства газов

Все газы (не только топлива) сочетает в себе относительно небольшой плотности. Для рассматриваемого природного газа и его синтетических аналогов, ее стоимость держится в районе 0.8 Килограмм на кубический метр. Плотность сжиженного газового топлива несколько выше и составляет около 2,3 килограммов на кубический метр.

Газы в основном токсичных веществ. Токсичность возрастает с увеличением содержания оксидов углерода и соединений серы с водородом в газовой. Когда содержание одного процента или более из описанных вредных газов в атмосфере людей в течение трех минут, вдохнуть смертельную дозу отравляющих веществ.

Рассматриваемых газов, относятся к взрывчатым. Кроме того, с увеличением доли углерода и водорода увеличивается риск детонации. Интересная особенность: когда содержание этих веществ свыше 74% вероятность детонации газа практически равна нулю.

Основные характеристики топлива

При проведении сравнительного анализа топлива специалисты используют следующие термины: влаги в топливе, содержание серы, золы (остатка) выделяется теплота сгорания и европредседательства.

Под европредседательства относится достаточная температура для сгорания топлива с минимальным содержанием кислорода. Он не дает дополнительного отопления или воздуха или горючей смеси.

Сплошные поля остатков сгорания называется пепел. Он не может гореть. Шлак, зола, только после оплавления. Образование этого вещества негативно сказывается на работе всей системы, засор топливной аппаратуры. Поэтому этот показатель имеет важное значение для работы проекта.

Важным показателем является влажность. Это негативно влияет на характеристики топлива. Его присутствие приводит к увеличению выбросов, снижение КПД установки.

Горение серы и ее соединений вызвать и активизировать коррозионные процессы на поверхности стальных деталей двигателей и выхлопных систем. Кроме того, они оказывают негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Следовательно, этот показатель также очень важно учитывать.

Теплота сгорания является очень важной характеристикой. Это учитывается при расчете и проектировании оборудования и позволяет определить расход топлива. Это значение определяется экспериментально. Для этой цели, специального калориметра. Сожгли известного количества (массы) топлива и фиксировалось изменение температуры воды калориметра. Далее, достаточно подставить в формулу полученные данные и для расчета теплоты сгорания. Попутный газ

Если природный газ добывается из буровых скважин, ассоциированный является побочным продуктом нефтедобычи. Содержание метана в этом газе несколько меньше, чем в традиционной. Однако, при сжигании газообразного топлива выделяется сравнимо тепло.

Сторона газа (связанные) также производится на металлургических заводах. Эти компании выделены топлива в печах. Это так называемый коксовый и доменный газы. Как правило, эти газы сжигаются на месте (печи или котельной). Такой же побочный продукт добывается в глубоких шахтах, которые часто приводят к катастрофам.

Получение газа путем сухой перегонки

Искусственный газ получают путем дополнительной обработки твердого (жидкого) топлива. Таким образом можно получить так называемый газовый генератор и газ сухой перегонки.

При сухой перегонке топливо разлагается под воздействием высоких температур. Необходимо исключить доступ окислителя (воздуха). После нескольких этапов, исходное топливо разлагается на газ, смолу и Кокс. Точный состав образующихся продуктов зависит от исходного состава топлива и условий процесса (особенно температуры).

Процесс дистилляции, который происходит при высоких температурах (около 1000 – 1100 градусов по Цельсию), называется коксованием. Продукты распада в данном случае являются фактические газа (кокса) и кокса. Плотность и теплота сгорания получаемого газа является относительно небольшим (0.5 кг на метр в Кубе и 16 000 килоджоулей на кубический метр соответственно). Одна тонна угля эта процедура превращается в 350 кубических метров газа. Эта цифра может варьироваться и зависит от условий процесса и химический состав и происхождение исходного сырья (угля).

Существует и низкотемпературной сухой перегонки. Она состоит в лечении твердого топлива температур в районе 500 градусов по Цельсию. В этом методе газ образуется в минимальном количестве (не более 30 кубических метров на одну тонну сырья). Основной продукт в данном случае – смола, которая затем используется в производстве моторных масел и топлив. Получение газа путем газификации твердого топлива

Одним из распространенных методов газообразным топливом – так называемых газификации. Это химико-термической обработки твердого топлива (совместном воздействии высоких температур и химической обработки). Атомы углерода, содержащиеся в твердом топливе, взаимодействуют и реагируют с водой и паром, образуя газ (топливо). В ход процесса газификации и сухой перегонки. Газогенератор-это устройство для газификации твердого топлива (прежде всего угля). Это устройство генерирует следующих веществ: метана, водорода и окиси углерода. Кроме вышеуказанных газов производятся и негорючих веществ (углекислого газа, кислорода, азота и паров воды).

Конструкции газогенераторов. Схема и список узлов в первую очередь зависит от вида сырья. В общем случае он представляет собой цилиндр с металлическими стенками. Он имеет отверстия для вентиляции (поток воздуха) и выпуска газа. Подача воздуха осуществляется принудительно с помощью мощного вентилятора. Дизайн должен быть предусмотрен люк для оператора. Топливо загружается через крышу. Таким образом, внешний вид этого аппарата до боли напоминает всем известную "буржуйку". Однако, есть одно отличие – отсутствие дымохода.

Газовый генератор – основой всего ядра установки, так сказать. Если взглянуть на схему такого оборудования, то становится понятно, что всех остальных узлов и устройств, предназначенных для приведения газа в нормальных условиях (очистка, охлаждение и так далее).

Преимущества применения и использования газа

Состав газообразного топлива позволяет использовать его в качестве альтернативы традиционным бензин, мазут и дизельное топливо. Запасы нефти истощаются. По мнению экспертов, не хватит на несколько десятилетий. Запасы газа гораздо больше. Таким образом, активное внедрение и использование газового оборудования во всех отраслях экономики позволит если не решить, то по крайней мере отсрочить острого дефицита углеводородов.

Вторым, и очень важным преимуществом является относительная чистота продуктов сгорания газа по сравнению с выбросами бензиновых компонентов. Иными словами, машин, работающих на газовом топливе, более экологичны и не так сильно загрязняют окружающую среду. В мегаполисах и больших городах эта проблема стоит особенно остро. Таким образом, власти стремятся переместить весь автопарк общественного транспорта на новые экологические стандарты.

Третьим преимуществом является возможность подстраивать работу двигателя под личные потребности и предпочтения, регулируя состав смеси. В будущем это позволит не платить лишние деньги.

Четвертое преимущество заключается в увеличении срока эксплуатации двигателя и увеличение времени между полной заменой моторного масла. Ведь газ, в отличие от нефти, не удаляет смазки (масла) с поверхностей трущихся деталей механизма (двигателя).

Пятая газовая смесь имеет гораздо большую детонационную способность, по сравнению с традиционными видами топлива. Это позволяет значительно увеличить мощность двигателя автомобиля.

Шестой - в отличие от твердого и жидкого, газообразного топлива, не нужно разогревать перед инъекцией. Это положительно сказывается на надежности всей системы и производительность.

Седьмое преимущество: с использованием впрыска газа в цилиндры больше даже. Таким образом, повышается плавность работы и механизмы движения, уменьшает износ сильно нагруженных деталей.

К сожалению, не всегда все описанные преимущества достигаются. Чаще всего владельцы транспортных средств, передаваемых для газа Бензиновый топливный двигателей с целью экономии на разнице в стоимости топлива. Однако, двигатель был предназначен для бензиновых или дизельных. Следовательно, не очень слаженная работа всех частей. Инженеры выяснили, что при переводе автомобиля с бензина на газ двигатель теряет около 20% своей емкости. Чтобы компенсировать потери, многие владельцы увеличивают пространство сжатия в камере сгорания. Это значительно сокращает срок службы двигателя. Другой мерой является установка системы турбонаддува. Но в этом случае придется вложить значительные суммы денег. Работы двигателя или котла на жидком и газообразном топливе показывает совсем другие показатели. Кроме того, преимущество не на стороне твердого топлива. Автор: Никита Алексеев 9 августа 2018

Категория: Новости