.jpg/1280px-Light_my_fire_(2152952690).jpg)
Топливный газ — один из видов топлива , которые при обычных условиях находятся в газообразном состоянии . Большинство топливных газов состоят из углеводородов (таких как метан и пропан ), водорода , оксида углерода или их смесей. Такие газы являются источниками энергии , которые можно легко передавать и распределять по трубам.
Топливный газ противопоставляется жидкому топливу и твердому топливу , хотя некоторые топливные газы сжижаются для хранения или транспортировки (например, автогаз и сжиженный нефтяной газ ). Хотя их газообразная природа имеет преимущества, избегая трудностей транспортировки твердого топлива и опасностей утечки, присущих жидкому топливу, она также имеет ограничения. Топливный газ может остаться незамеченным и вызвать взрыв газа . По этой причине в большинство топливных газов добавляют одоранты . Наиболее распространенным типом топливного газа, используемого в настоящее время, является природный газ .
Существует два основных класса топливных газов, которые различаются не по химическому составу, а по источнику и способу получения: встречающиеся в природе и производимые из других материалов.
Газы, произведенные из топлива, производятся путем химических преобразований твердых веществ, жидкостей или других газов. При получении из твердых веществ преобразование называется газификацией , а сооружение — газовым заводом .
К производимым топливным газам относятся: [1] [2]
Угольный газ, полученный пиролизом угля, содержит примеси, такие как смола, аммиак и сероводород . Их необходимо удалить, и для этого может потребоваться значительное количество растений. [3]
В 20 веке природный газ , состоящий в основном из метана , стал доминирующим источником топливного газа, поскольку вместо того, чтобы производить его в различных процессах, его можно было извлекать из месторождений в земле. Природный газ можно объединить с водородом, чтобы сформировать смесь, известную как HCNG .
Дополнительные топливные газы, полученные из природного газа или нефти :
Состав природного газа сильно различается, но в таблице показан типичный состав. [4]
Природный газ производится с водой и газовым конденсатом. Эти жидкости должны быть удалены, прежде чем газ можно будет использовать в качестве топлива. Даже после обработки газ будет насыщенным и склонным к конденсации в виде жидкости в трубопроводе. Это можно уменьшить путем перегрева топливного газа. [5]
Помимо химического состава топливный газ может соответствовать таким параметрам, как теплотворная способность , число Воббе, точка росы и т. д. Следующая спецификация предназначена для Британской национальной системы передачи. [6]
Коэффициент неполного сгорания (ICF) – эмпирический индекс, связывающий состав газа с его склонностью к неполному сгоранию в газовом приборе. [7] Даттон определил ICF как: ICF = 0,64 × (W − 50,73 + 0,03 × PN), где W – число Воббе, МДж/м3 ; PN – объемный процент C3H8 и N2 в трехкомпонентной смеси. [8]
Индекс сажи (СИ) – эмпирический индекс, связывающий состав газа с его склонностью к образованию сажи при сгорании в газовом приборе. [7]
Теплотворная способность искусственного газа составляет около 500 БТЕ на кубический фут (18 629 кДж/м 3 ). В то время как теплотворная способность природного газа вдвое больше и составляет около 1000 БТЕ на кубический фут (37 259 кДж/м 3 ). [3] Для данного количества тепла требуется только половина объема природного газа.
Одним из самых ранних применений было газовое освещение , что позволило широко распространить уличные фонари и освещение зданий в городах. Топливный газ также использовался в газовых горелках , в частности, в горелке Бунзена, используемой в лабораториях. Его также можно использовать в газовых обогревателях , походных печах и даже для питания транспортных средств, поскольку они имеют высокую теплотворную способность.
Топливный газ широко используется промышленными, коммерческими и бытовыми пользователями. Промышленность использует топливный газ для нагрева печей, обжиговых печей, котлов и духовок, а также для отопления и сушки помещений. Электроэнергетическая промышленность использует топливный газ для питания газовых турбин, вырабатывающих электроэнергию. Спецификация топливного газа для газовых турбин может быть довольно строгой. [5] Топливный газ также может использоваться в качестве сырья для химических процессов.
Топливный газ в коммерческом секторе используется для отопления, приготовления пищи, выпечки и сушки, а в бытовом секторе — для отопления и приготовления пищи.
В настоящее время топливные газы, особенно синтез-газ, широко используются для производства аммиака для удобрений, а также для приготовления многих моющих средств и специальных химикатов. [1]
На промышленном предприятии топливный газ может использоваться для продувки трубопроводов и сосудов, чтобы предотвратить попадание воздуха. Любые излишки топливного газа для нужд могут быть утилизированы путем сжигания в факельной системе завода.
Для пользователей, сжигающих газ напрямую, топливный газ подается под давлением около 15 фунтов на квадратный дюйм (1 бар изб.). Газовым турбинам необходимо давление подачи 250-350 фунтов на квадратный дюйм (17-24 бар изб.).