ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗОВ СУХОЙ ПЕРЕГОНКИ ТОПЛИВА

Газы сухой перегонки топлива могут быть получены из подмосковных углей, Донецких углей, сланцев и нефти. В результате получается газ полукоксовый, коксовый, газ жидкофазного крекинга, газ парофазного крекинга и газ пиролиза.

Состав газа при топливе Подмосковный уголь: получается полукоксовый газ с теплотой сгорания 14, 5 МДж/м³, ρ =1, 36 кг/м³. Состав: Н₂=9%, СН₄=28%, С_nH_m=3.5%, H₂S=1, 45%, CO=7, 8%, CO₂=48, 5%%, N₂=1, 7%/

Топливо Торф. Газ полукоксовый. Теплота сгорания 12, 3 МДж/м³, ρ =1, 22 кг/м³. Состав: Н₂=20%, СН₄=19, 5%, С_nH_m=1, 7%, СО=16%, СО₂=41, 2%, N₂=1, 5%.

Из Донецких углей получают коксовый газ, теплота сгорания 16, 5 МДж/м³, ρ =0, 47 кг/м³. Состав: Н₂=57, 9%, СН₄=22, 6%, С_nH_m=1, 9%, СО=6, 8%, СО₂=2, 3%, О₂=0, 8%, N₂=8%.

Из Эстонских сланцев получают коксовый газ, теплота сгорания 18, 5 МДж/м³, ρ =0, 85 кг/м³. Состав: Н₂=39%, СН₄=23, 8%, С_nH_m=5, 7%, СО=10, 9%, СО₂=18, 8%, О₂=0, 3%, N₂=0, 3%.

Из нефти получают: 1)газ жидкофазного крекинга с теплотой сгорания 66, 7 МДж/м³, ρ =1, 38 кг/м³. Состав: Н₂=6%, СН₄=30, 5%, С₂Н6=18%, С₃Н₈=15%, С4Н10=6%, С2Н4=4, 5%, С3Н6=7, 5%, С4Н8=6%, СnHm=6%, СО=0, 5%. 2) газ парофазного крекинга с теплотой сгорания 61 МДж/м3, ρ =1, 28 кг/м³. Состав: Н₂=7%, СН₄=32%, С₂Н₆=14%, С₃Н₈=6, 5%, С₄Н₁₀=2%, С₂Н₄=12, 5%, С₃Н₆=15%, С₄Н₈=6%, С_nH_m=5%. 3) газ процесса пиролиза с теплотой сгорания 46 МДж/м³, ρ =1 кг/м³. Состав: Н₂=14 %, СН₄=41%, С₂Н₆=12%, С₂Н₄=17%, С₃Н₆=9%, С₄Н₈=5%, СО=0, 8%, СО₂=0, 8%, О₂=0, 2%, N₂=0, 2%.

Газы безостановочной газификации

В зависимости от способа газификации различают:

1. воздушный генераторный газ – при неполном окислении топлива воздухом;

2. смешанный генераторный газ – неполное окисление топлива смесью воздух+водяной пар;

3. водяной генераторный газ – неполное окмсление топлива парами воды;

4. парокислородный газ – неполное окисление смесью водяного пара и кислорода.

 

Таблица 4.1 - Характеристика газов безостановочной газификации

Вид топлива	Вид газа	Состав газа, объемные %	Q ,	ρ,
Н2	СН4	СnHm	H2S	CO	CO2	O2	N2
Антра-цит	Смешан-ный	13, 5	0, 5	-	0, 2	26, 7	5, 8	0, 2	53, 1		1, 14
Газовый уголь	Смешан-ный	14, 1	2, 3	0, 3	0, 03	24, 0	6, 0	0, 2	52, 8		1, 12
Древес-ная цепа	Смешан-ный	14, 0	3, 0	0, 4	-	28, 0	6, 5	0, 2	48, 0		1, 20
Кокс	Водяной	50, 2	0, 5	-	0, 3	37, 0	6, 5	0, 2	5, 5		0, 72
Антра-цит	Водяной	48, 0	0, 5	-	0, 5	38, 5	6, 0	0, 2	6, 3		0, 75
Подмосковный уголь	Парокис-лород-ный	53, 4	15, 3	2, 7	-	23, 1	2, 9	0, 3	2, 3		0, 56
Камен-ный уголь	Газ подземной газифика-ции	11, 1	1, 8	-	0, 6	18, 4	10, 3	0, 2	57, 6		1, 2
Кокс	Домен-ный	2, 7	0, 3	-	0, 3	28, 0	10, 2	-	58, 5		1, 3

 

Газификация топлива

1. газификация кислородом (воздухом)

С + 0, 5 О₂ → СО

2. горение в кислороде

С + О₂ → СО₂

3. газификация углекислым газом – реакция Будуара

С + СО₂ → 2СО

4. газификация водяным паром – реакция водяного газа

С + Н₂О → СО + Н₂

5. газификация водородом – гидрогазификация

С + 2Н₂ → СН₄

Доменный газ – побочный продукт производства чугуна, после коксования кокс направляется в доменную печь. Получается при сжигании кокса в доменной печи. Состав: =4 МДж/м³, ρ =1, 3 кг/м³, Н₂=2, 7%, СН₄=0, 3%, Н₂S=0, 3%, CO=28%, CO₂=10, 2%, N₂=58, 5%.

Сжиженные газы. Общим свойством является то, что они состоят из пропана С₃Н₈ и бутана С₄Н₁₀. Общим свойством, кроме этого, является возможность их перевода в жидкое состояние при умеренных температурах и сравнительно небольшом повышении давления. Это обеспечивает их транспортировку в жидком состоянии, а сжигание – в газообразном.

С₃Н₈ имеет t_кип = - 42^оС, теплоту сгорания =91, 3 МДж/м³. С₄Н₁₀ имеет tкип = - 1÷ - 10^оС, =119 МДж/м³.

Сжиженный газ производится при переработке попутного нефтяного газа, в котором 25% пропанобутановых фракций. Состав товарного газа определяется климатическими условиями, давление паров сжиженного газа должно быть достаточным для транспортировки, но не превышать безопасности. Р=0, 02÷ 1, 6 МПа. В средней полосе в зимнее время в газе должно быть не менее 75% газа пропана-пропилена. А в летнее – 34%.

Рисунок 4.1 - Схема переработки попутных газов

 

В компрессионном отделении 1 очищенный сырой газ сжижается с выделением полупереработанного газа и сырого компрессионного бензина.

В отделении 2 происходит окончательное отбензинивание газа методом сорбции или глубокого охлаждения. Сорбция может происходить в маслосорбционных (абсорбционных) и углесорбционных (адсорбционных) установках. Сухой газ направляется к потребителю, а сырой бензин поступает в 3 отделение (газофракционирующую установку) для окончательной переработки. В этом отделении получают узкие фракции.

Сорбция может происходить или в абсорбционной или в адсорбционной установках. Абсорбционная установка происходит в маслосорбционных установках, адсорбция – в углесорбционных установках. Сырой бензин поступает в 3 для окончательной переработки. В этом отделении получаются узкие фракции. На газораздаточную станцию сжиженный газ поступает в цистернах, потребителю – в баллонах. Давление цистерны с пропаном 2 МПа, с бутаном 0, 8 МПа. Цистерна выполнена в виде термоса, верхняя половина покрыта кожухом металлическим, зазор между стенками 60 мм. Крышка люка имеет предохранительный клапан и контролирующее устройство, наполнение и опорожнение, контроль уровня и т. д.

Сжиженные газы применяются для снабжения населенных пунктов и небольших предприятий, удаленных от газовых месторождений и магистралей газопровода.

При перевозе в сжиженном состоянии объем газа уменьшается приблизительно в 250 раз. Газы, полученные из природных, состоят в основном из пропана C₃H₈ и бутана (изобутана) С₄Н₁₀, газы, полученные из жидкого продукта содержат пропилен, этилен и более тяжелые углеводороды.

Общим свойством (кроме этана и этилена) этих газов является возможность перевода их в жидкое состояние при умеренных температурах и сравнительно небольшом увеличении давления. Это позволяет транспортировать в жидком состоянии, а сжигать в газообразном состоянии.

Характеристика основных элементов:

C₃H₈ t_кип = -42º С, Q = 91300 кДж/м³,

 

С₄Н₁₀ t_кип = -1…-10º С, Q = 119000 кДж/м³.

 

Сжиженный газ производят в основном при переработке попутного нефтяного газа, в котором содержится до 25% пропан - бутановых фракций.

Состав товарного газа определяется климатическими условиями потребления. Давление паров сжиженного газа должно быть достаточным для транспортировки его к газо – используемым устройствам, но не превышать предел безопасной работы, что составляет обычно Р = 0, 02…1, 6 МПа

В зимнем газе средней полосы должно содержаться не менее 75% пропана – пропилена, а в летнем – 34%.

 

ГАЗООБРАЗНОЕ ТОПЛИВО

Горючие и негорючие газы

Горючие газы используются для газоснабжения городов и промышленных предприятий. К ним относятся углеводороды С_nH_m, водород и оксид углерода СО. К негорючим газам относятся: N₂, CO₂, O₂ – балласт газообразного топлива. Примеси: водяные пары, сероводород, пыль.

Горючие газы. Н₂ – водород, имеет =140 МДж/кг – самая высокая теплота сгораемого топлива, но т. к. он содержится до 2 % в твердых топливах и до 7 % - в жидких.

СО – угарный газ, образуется в процессе сгорания угля при недостатке О₂. В промышленности получают СО пропуская СО₂ над раскаленной поверхностью углерода при высокой температуре.

СО₂ + С → СО

Газ ядовитый, без цвета, без запаха, синее пламя, допустимое содержание СО в производственных помещениях 0-0, 3 мг в мл воздуха. Очень сильный восстановитель. В реакциях восстанавливается углерод переходит в четырехвалентное состояние, т. е. изменяет степень окисленности от +2 до +4. При солнечном освещении СО присоединяет Cl

CO + Cl₂ → COCl₂ - фосген

СО входит в состав доменного, генераторного и водяного газа.

Метан – СН₄, газ без цвета и запаха, легче воздуха, растворим в воде

СН₄ + 2О₂→ СО₂ + 2Н₂О

При неполном сгорании СН₄ образуется сажа, т. к. он выделяется со дна болот при медленном разложении органических веществ при недостатке воздуха (болотный, рудничный газы). Получение:

1) СН₃СООNa + NaOH→ Na₂CO₃ + CH₄ ↑

2) Al₄C₃ + 12H₂O→ 4Al(OH)₃ + 3CH₄↑

3) нагрев С в Н₂ при катализаторе

С + 2Н₂→ СН₄↑

4) Синтез на основе водяного пара по реакции

СО + 3Н₂ → СН₄ + Н2О

=35, 5 МДж/м3.

Ацетилен – С₂Н₂, если он горит в О₂ – смесь взрывоопасна, ослепительный белый цвет.

Природный газ – в основном состоит из метана 90-96 %. До 6 % тяжелых углеводородов. Может содержать до 4 % азота, СО₂ – 0, 1-0, 2 %, теплота сгорания может быть 35-37, 4 в зависимости от %-ого содержания.

Преимущества газообразного топлива:

· Себестоимость добычи природного газа в 10-15 раз меньше, чем угля в шахте, и в 3-4 раза меньше открытым способом.

· Транспортировка газа по трубопроводам значительно дешевле, чем угля ж/д транспортом.

· Освобождается большое количество рабочей силы и подвижного состава.

· При использовании газа упрощается топливное хозяйство предприятия.

· Повышение производительности агрегата при переводе на газообразное топливо.

· Отсутствие серы в газе повышает качество продукции и делает процессы экономичными и чистыми.

 

· Облегчение процесса производства и поддержания заданного температурного режима.

· Облегчение автоматизации процесса.

· При использовании газа в доменном производстве, повышается производительность доменных печей и расход кокса.

· Перевод мартеновских печей на отопление природным газом вместо мазута позволяет значительно повысить выплавку стали и сократить расход топлива на 10%.

· При переводе печей цементной промышленности с твердого топлива на газообразное, производительность их увеличивается на 7-10%. Рентабельность предприятий повышается более чем на 30%.

· На 10-12% повышается производительность нагревательных печей металлообрабатывающей промышленности.

· Возможность создать высокие санитарно – гигиенические условия труда.

 

Недостатки:

· Повышенные требования к герметичности газопроводов и к устройствам сжигания топлива.

· Взрывоопасность.

Искусственные горючие газы. В них примеси могут быть в виде пыли, цианистых соединений и аммиака.

Для газоснабжения применяют сухие газы, содержание влаги в которых не должно превышать количество, насыщающего газ при температурах -20^оС зимой и +35^оС летом. При транспортировке газа на большие расстояния его предварительно осушивают. Искусственные газы имеют резкий запах. Природный газ запаха не имеет, его одорируют. Этот резкий неприятный запах ощущается при концентрации газа 1 %.

Искусственные газы делятся на 3 основные группы в зависимости от способов перегонки:

1. газы сухой перегонки;

2. газы безостановочной газификации;

3. сжиженные газы.

 

Газы сухой перегонки получают при нагревании твердого или жидкого топлива без доступа воздуха. Побочным продуктом производства чугуна может быть доменный газ, кокса – коксовый газ. Состав коксового газа: 57 % Н₂, 22% СН₄, 7 % СО, остальное – негорючие. до 17 МДж/м3.

Доменный газ: ≈ 30 % СО + Н₂, остальное – негорючие. = 4÷ 5 МДж/м³.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. Негазовый метаболический ацидоз
2. Б. РАЗГРУЗКА ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
3. Бурение нефтяных и газовых скважин. Система контроля технологических параметров бурения. Конструкция скважин.
4. Бурение нефтяных и газовых скважин. Способы бурения скважин.
5. В России к виолентам можно отнести крупные предприятия оборонного сектора, нефтегазовой промышленности.
6. ВИДЫ ЖИДКОГО ТОПЛИВА И ЕГО ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
7. Водогазовые методы воздействия на продуктивный пласт. Принципы и механизмы действия.
8. Газовая гангрена. Причины, клиника, диагностика, лечение, профилактика.
9. Газовая плита Hotpoint-Ariston H5G56F (W)
10. Газовые двигатели (прил. 3 и 4)
11. Газовые смеси. Теплоемкость газов.
12. Газовый и водонапорный режимы