Г.П. КОМИНА
а.л. ШКАРОВСКИЙ
Е.Е. МАРИНЕНКО
ГАЗОСНАБЖЕНИЕ.
Горение газов
1. газообразное топливо
1.1. Состав газообразного топлива
В состав газообразного топлива входят горючие и негорючие компоненты. Физико-химические и теплотехнические характеристики газового топлива обусловлены различием в составе горючих компонентов и наличием в газе негорючих газообразных компонентов и вредных примесей. Горючая часть топлива состоит из углеводородов, водорода и оксида углерода. В негорючую часть входят диоксид углерода, азот и кислород. К примесям относят сероводород, аммиак, цианистые соединения, водяные пары, нафталин, смолы, пыль и др. Негорючие газы и примеси являются балластом газового топлива, ухудшающим его теплофизические и эксплуатационные качества.
Горючие компоненты. Углеводороды предельного ряда составляют основную горючую часть природных газов и имеют общую химическую формулу СnH2n+2. Первый в ряду — метан (СH4), последующие — этан (С2H6), пропан (С3H8), бутан (С4H10), пентан (С5H12) и т.д. Метан является основным горючим компонентом всех природных газов.
Предельные углеводороды характеризуются высокой теплотой сгорания, не имеют цвета и запаха, не токсичны, но оказывают слабое наркотическое действие при большой концентрации (высокомолекулярные углеводороды). При скоплениях в помещениях более 10 % по объему они способны вызывать удушье из-за недостатка кислорода воздуха. С увеличением молекулярной массы углеводородов повышаются их теплота сгорания, плотность и способность к конденсации.
Непредельные углеводороды (СnH2n) входят в значительных количествах в искусственные газы. Углеводороды этого ряда: этилен (С2H4), пропилен (С3H6), бутилен (С4H8) — по своим свойствам сходны с предельными углеводородами.
Водород (Н2) имеется во всех искусственных газах. Это горючий газ без цвета, запаха и вкуса, не токсичен. В реакциях горения водород весьма активен.
Оксид углерода (СО) — горючий газ без цвета, запаха и вкуса, тяжелее воздуха, очень токсичен. Содержится в больших количествах в искусственных газах, а также образуется при неполном сгорании топлива.
Негорючие компоненты. Диоксид углерода (СО2) не имеет цвета и запаха, со слабым кисловатым вкусом, не токсичен, но при скоплении в помещении способен вызвать удушье из-за недостатка кислорода воздуха. Химически инертен.
Азот (N2) — газ без цвета, запаха и вкуса, не горит и не поддерживает горение, не токсичен. При высоких температурах, например, в топках промышленных агрегатов, возможно образование оксидов азота, являющихся высокотоксичными компонентами продуктов сгорания.
Кислород (О2) — газ без цвета, запаха и вкуса, не горит, но поддерживает горение. Содержится в небольших количествах в некоторых искусственных газах. В присутствии влаги активно способствует коррозии металла газопроводов и арматуры.
Примеси. Сероводород (Н2S) — бесцветный горючий газ с характерным запахом тухлых яиц. Может содержаться в искусственных и плохо очищенных природных газах. Как сам сероводород, так и продукты его сгорания — оксиды серы (SО2 и SО3) — весьма токсичны и разрушают металлы, образуя с железом пирофорные соединения, способные самовоспламеняться в воздухе.
Аммиак (NН3) — бесцветный газ с острым запахом нашатырного спирта, вредная токсичная примесь некоторых искусственных газов.
Цианистые соединения, в первую очередь синильная кислота (НСN), могут образоваться в коксовых газах в результате взаимодействия углерода топлива с аммиаком. При нормальных условиях синильная кислота — бесцветная легкая жидкость с весьма высокими токсичными и коррозионными свойствами.
Пары воды могут содержаться в недостаточно осушенных газах. При высоких давлениях они образуют с тяжелыми углеводородами кристаллогидратные соединения, внешне напоминающие частички снега или льда, которые закупоривают газопроводы.
Нафталин, смолы и пыль, откладываясь на внутренних стенках газопроводов, уменьшают их сечения, а при плохой очистке газа закупоривают отдельные участки газопроводов, преждевременно засоряют фильтры, арматуру и другие устройства.
1.2. Классификация горючих газов
В практике газоснабжения применяются различные газы, отличающиеся по происхождению, химическому составу и физическим свойствам. По происхождению горючие газы разделяются на естественные, или природные, и искусственные, вырабатываемые из твердого и жидкого топлива. Природные газы добываются из скважин чисто газовых месторождений, а также нефтяных месторождений попутно с нефтью и газоконденсатных месторождений.
Газы чисто газовых месторождений преимущественно состоят из метана (до 99 %) с небольшим содержанием тяжелых углеводородов и негорючих примесей. Они характеризуются относительным постоянством состава и теплотой сгорания.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
