Виды горючих газов

Диоксид углерода

Какова формула вещества? Углекислый газ записывается как СО₂. Связь в молекуле ковалентная слабополярная, двойные прочные химические силы между углеродом и кислородами. Это говорит о стабильности и инертности молекулы при обычных условиях. Данный факт подтверждается свободным существованием углекислого газа в атмосфере Земли.

Это вещество является составной частью природного газа и нефти, а также накапливается в верхних слоях атмосферы планеты, вызывая так называемый парниковый эффект.

Огромное количество углекислого газа формируется при сгорании любого вида органического топлива. Будь то уголь, дрова, газ или другое топливо, полное сгорание приводит к образованию воды и этого вещества.

Отсюда и получается, что накопление его в атмосфере неизбежно

Поэтому важной задачей современного общества является поиск альтернативного, дающего минимум парникового эффекта топлива

Свойства природного газа

Природный газ не обособленное вещество – это смесь разных компонентов, основной из которых – метан.

Невозможно найти два абсолютно идентичных образца из разных месторождений: в каждом из них состав индивидуален.

Для его образования были использованы разные органические остатки, условия протекания химических реакций тоже не были одинаковыми.

Ни один ученый не сможет дать вам химическую формулу природного газа – он может только сообщить процентный состав входящих в него веществ. Дополнительными составляющими кроме метана являются углеводороды:

• этан;
• пропан;
• бутан;
• водород;
• сероводород;
• диоксид углерода;
• азот;
• гелий.

Из химического состава вытекают и физические свойства природного топлива. Точных параметров тоже нет, ведь они зависят от процентного соотношения компонентов:

• плотность – 0,68–0,85 кг/м3 в газообразном и 400 кг/м3 в жидком виде;
• самовозгорание – при температуре 650 °C;
• удельная теплота сгорания – 28–46 МДж/м³.

Поскольку природный газ почти в два раза легче воздуха, он поднимается вверх. Человек не может задохнуться, оказавшись на дне низины. Но есть другая опасность: если в воздухе присутствует от 5 до 15 % объема природного газа, смесь становится взрывоопасной.

На его основе разработана газотопливная система, применяемая в автомобилях. Октановое число природного газа, используемого в двигателях, – от 120 до 130.

Горение природного газа процесс достаточно сложный, при котором  химическая энергия преобразуется в тепло. Горение бывает полным и неполным.

Причины переноса газовых труб на кухне

Все работы по переносу и замене металлических труб, особенно требующих сварки, выполняют представители горгаза или другой уполномоченной организации. Получив заявление от жильцов, они всегда интересуются причинами планируемых преобразований.

Чаще всего требуется изменить разводку труб на кухне без изменения планировки и переноса оборудования в другие помещения. Причины могут быть различными:

• замена старого оборудования – покупка газовой колонки, плиты или котла – для которого необходимо чуть больше места;
• капитальный ремонт на кухне;
• перенос газовой плиты от окна на 0,5-2 м в сторону раковины;
• смена места установки газового счетчика;
• перенос горизонтально расположенной трубы с большой высоты под столешницу и др.

Часто перенос труб требуется в новостройках, где изначальное расположение значимых кухонных объектов не поддается логике и объяснению: предположим, если в 15-метровой кухне газовая плита находится возле окна, мойка – в противоположном углу, а вытяжка в другой стороне, над входом в кухню. Приходится исправлять ошибки проектировщиков и переносить плиту поближе к мойке, чтобы готовка пищи происходила в комфортных условиях.

Категорически запрещается проводить работы по переносу газового стояка. Допускается единственное изменение – маскировка труб легко демонтируемыми конструкциями, например, навесными кухонными шкафчиками

Наиболее частая причина – это покупка нового кухонного гарнитура со встроенным оборудованием (духовым шкафом и варочной поверхностью). При этом трубы требуется или укоротить, или удлинить – в зависимости от планируемого места монтажа приборов.

Если же вы хотите узнать, как лучше перенести газовую трубу в квартире с перепланировкой, рекомендуем обратиться в проектную организацию для составления схемы переноса. Дело в том, что в типовых городских квартирах переустанавливать стояки, трубы, а также любое газовое оборудование в жилые комнаты запрещено, и даже для совмещения кухни и комнаты также требуется разрешение.

Физические свойства

Формула газа дает представление о том, какими физическими свойствами он должен обладать. Рассмотрим, что же это за характеристики.

1. Бесцветное вещество, не имеющее запаха.
2. Приблизительная плотность варьируется в пределах 0,7-1 кг/м3.
3. Температура горения 650С.
4. Почти в два раза легче воздуха.
5. Теплота, выделяемая при сгорании одного кубического метра газа, равна 46 млн Джоулей.
6. В повышенных концентрациях (свыше 15%) в воздухе газ очень взрывоопасен.
7. При использовании в качестве топлива проявляет октановое число, равное 130.

Чистый газ получают только после прохождения его через специальные очистные станции (установки), которые воздвигаются на месте добычи ископаемого.

Категории газифицируемых объектов

Согласно Постановления №1314 Правительства России домовладельцам необходимо выяснить, сколько стоит сейчас провести в их дома газ через обращение в региональную службу газораспределения.

Прежде всего, расходы домохозяйства на технологическое подключение зависят от объема работ по газификации. В связи с этим определено три категории капитальных объектов.

Первая категория объектов. В первой категории состоят частные домохозяйства, общее потребление природного газа в которых не выше 5 м³/ч.

К ним приравниваются предприятия малого бизнеса, технологическое оборудование которых потребляет не более 15 м³/ч смеси пропана с бутаном. Т.е. наименьшая плата за подключение к газораспределительной сети взимается с коттеджей площадью менее 300 м² и малых предприятий из коммунально-бытовой области.

Выполнение монтажных работ по подводке газопроводной нитки завершится у границы участка. Разводка газовой трубы по потребляющему оборудованию домохозяйства на его территории выполняется по отдельному проекту

Возможный объем работ по прокладке присоединительных газовых коммуникаций к домохозяйству первой категории ограничен:

• наибольшая дистанция от магистрального газораспределителя до потребляющего газ оборудования – менее 200 м;
• давление газа в газоснабжающем источнике – до 0,3 МПа.

Помимо этого прокладка вводных газопроводов производится без построения пунктов редуцирования (снижения давления) магистрального природного газа.

Плата за подключение газопровода для объектов первой категории составляет 20 000-50 000 рублей (п.8 приложения к приказу ФСТ РФ №101-э/3 от 28.04.2014 г.). Точная цена определяется местной ГРО согласно условий на данной территории, но не может превысить 50 000 руб.

Вторая категория объектов. В числе объектов второй категории состоят домохозяйства, подключение которых требует распределяющих газопроводов и/или создания пунктов редуцирования магистрального газа. Их ориентировочное потребление газа выше нормы объектов первой категории, требуется более высокое давление газоснабжения (т.е. 0,6 МПа и более) и т.п.

Соответствие стоимости подключения по первой категории наблюдается, если ввод трубопровода выполняется в газомагистраль низкого давления. Если же понадобится редуцирование газа – цена подключения превысит 50 тыс. руб.

В частном жилищном секторе объекты, подпадающие под вторую категорию, обычно имеют площадь свыше 300 м². Для их газификации применяются стандартизованные тарифные ставки, рассчитываемые по разработанной ФСТ РФ методике (приложение к приказу №101-э/3 от 28.04.2014 г.).

Надо отметить, что заявителям объемов потребления природного или искусственного газа от 300 м³/ч и выше требуется согласовывать подключения газа с ГРО, имеющей технологическую связь с газопроводом исполнителя.

Утверждение сумм тарифов за подключение газа к домохозяйствам второй категории производит местный орган исполнительной власти РЭК (т.е. региональная энергетическая комиссия).

Третья категория объектов. К объектам капстроительства третьей категории принадлежат хозяйства, нуждающиеся в индивидуальном проекте газификации. Для них сумма определяется по проектно-сметной документации, предварительно прошедшей экспертизу.

Размер расходов на газификацию для домовладений третьей категории устанавливается РЭК, относящейся к местоположению подключаемого к магистральному газу хозяйства.

Расценки на пробрасывание газопровода по участку от пограничного ввода у разных компаний неодинаковы. Однако стоит учесть потребность многочисленных согласований газового проекта. С опытным предприятием-исполнителем полноценная газификация произойдет быстрее

Характерными признаками объектов заявителей, нуждающихся в газификации, считаются следующие условия:

• плановый расход природного газа от 500 м³/ч;
• работы по присоединению к газовой магистрали требуют выведения трубопровода через территории лесфонда, по скальным грунтам, болотам и водным препятствиям;
• работы по монтажу газопровода требуют прохода через препятствия, вынуждающие применять горизонтально-направленное бурение.

Т.е. по правительственному Постановлению №1314 жестких расценок на технологическое присоединение заявителей к газовой сети фактически нет. Стоимость газификационных работ зависит от ряда условий, определяющих ее размер в рамках соответствующих методик ФСТ РФ.

Область применения

Свойства инертных газов делают их очень востребованными в сварочной сфере. Основными местами применения являются газовая и газово-дуговая сварка. Они выполняют роль защитной среды, которая отгораживает сварочную ванну с расплавленным металлом от негативного воздействия различных факторов, в том числе и воздушной среды. Как правило, они применяются вместе с техническим кислородом, так как он повышает температуру их горения. При использовании инертных газов швы получаются более надежными и качественными, так как снижается вероятность возникновения брака во время работы.

Вещества используются на строительных площадках при соединении металлоконструкций, в особенности, несущих частей. Ими удобнее работать с тонкими деталями, трубами и прочими объектами, которые сложно поддаются электрической сварке. В ремонтных мастерских по восстановлению автомобилей и прочей сложной техники именно сварка инертными газами является основным методом соединения деталей, так как она обладает деликатным отношением к материалу. В коммунальной сфере, где речь идет о ремонте труб и прочих вещей эти разновидности также используются. При производстве металлических изделий самого различного типа, особенно из цветных сложно свариваемых металлов, инертный газ благородный выступает основным сырьем для работы.

Преимущества применения и использования газа

Состав газообразного топлива позволяет эффективно использовать его как альтернативу традиционным бензину, мазуту и дизелю. Запасы нефти истощаются. По подсчетам специалистов, ее хватит не несколько десятилетий. Запасов газа гораздо больше. Таким образом, активное внедрение и использование газовой аппаратуры во всех отраслях народного хозяйства позволит если не решить, то по крайней мере, отсрочить острую проблему дефицита углеводородного сырья.

Вторым, и весьма важным преимуществом является относительная чистота продуктов сгорания газа по сравнению с выхлопами бензиновых агрегатов. Иными словами машины и механизмы, работающие на газообразном топливе, более экологичные и не так сильно загрязняют окружающую среду. В мегаполисах и крупных городах эта проблема стоит особенно остро. Поэтому власти стремятся перевести весь парк городского общественного транспорта на новые экологические стандарты.

Третье преимущество – возможность подстраивать работу двигателя под личные потребности и предпочтения, регулируя состав смеси. В перспективе это позволит не переплачивать лишние деньги.

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

Пятое — газовая смесь имеет гораздо большую детонационную способность, по сравнению с традиционным топливом. Это позволяет значительно повысить мощность двигателя транспортного средства.

Шестое — в отличие от твердого и жидкого, газообразное топливо не нужно разогревать перед впрыском. Это положительно сказывается как на надежности всей системы, так и на всех без исключения показателях работы.

Седьмое преимущество: с применением газа впрыск в цилиндры становится более равномерным. Таким образом, повышается плавность хода и работы движущих механизмов, уменьшается износ высоконагруженных частей.

К сожалению, далеко не всегда все описанные преимущества достигаются. Чаще всего владельцы транспортных средств переводят на газовое топливо бензиновые двигатели с целью экономии средств на разнице в стоимости топлива. Однако двигатель проектировался под бензин или дизель. Отсюда и не очень слаженная работа всех частей. Инженеры просчитали, что при переводе автомобиля с бензина на газ двигатель теряет около 20 процентов своей мощности. Чтобы компенсировать потери, многие владельцы увеличивают степень сжатия пространства камеры сжигания. Это значительно сокращает срок службы двигателя. Другая мера – установка системы турбонаддува. Но в это мероприятие придется вложить значительные денежные средства. Работа двигателя или котельной на жидком и газообразном топливе демонстрирует совершенно разные показатели эффективности. Причем преимущество далеко не на стороне твердых видов топлива.

Транспортировка

Подготовка газа к транспортировке

Несмотря на то, что на некоторых месторождениях газ отличается исключительно качественным составом, в общем случае природный газ – это не готовый продукт. Помимо целевого содержания компонентов (при этом целевые компоненты могут различаться в зависимости от конечного пользователя), в газе содержаться примеси, которые затрудняют транспортировку и являются нежелательными при применении.

Например, пары воды могут конденсироваться и скапливаться в различных местах трубопровода, чаще всего, изгибах, мешая таким образом продвижению газа. Сероводород – сильный коррозионный агент, пагубно влияющий на трубопроводы, сопоуствуеющее оборудование и емкости для хранения.

В связи с этим, перед отправкой в магистральный нефтепровод или на нефтехимический завод газ проходит процедуру подготовки на газоперерабатывающем заводе (ГПЗ).

Первый этап подготовки – очистка от нежелательных примесей и осушка. После этого газ компримируют – сжимают до давления, необходимого для переработки. Традиционно природный газ сжимают до давления 200 — 250 бар, что приводит к уменьшению занимаемого объема в 200 — 250 раз.

Далее идет этап отбензинивания: на специальных установках газ разделяют на нестабильный газовый бензин и отбензиненный газ. Именно отбензиненный газ направляется в магистральные газопроводы и на нефтехимические производства.

Нестабильный газовый бензин подается на газофракционирующие установки, где из него выделяют легкий углеводороды: этан, пропан, бутан, пентан. Данные вещества также являются ценным сырьем, в частности для производства полимеров. А смесь бутана и пропана – уже готовый продукт, используемый, в частности, в качестве бытового топлива.

Газопровод

Основным видом транспортировки природного газа является его прокачка по трубопроводу.

Стандартный диаметр трубы магистрального газопровода составляет 1,42 м. Газ в трубопроводе прокачивается под давлением 75 атм. По мере продвижения по трубе, газ, за счет преодоления сил трения, постепенно теряет энергию, которая рассеивается в виде тепла. В связи с этим, через определенные промежутки на газопроводе сооружаются специальные компрессорные станции подкачки. На них газ дожимается до необходимого давления и охлаждается.

Для доставки непосредственно до потребителя от магистрального газопровода отводят трубы меньшего диаметра — газораспределительные сети.

Газопровод

Транспортировка СПГ

Что делать с труднодоступными районами, находящимися вдали от основных магистральных газопроводов? В такие районы газ транспортируется в сжиженном состоянии (сжиженный природный газ, СПГ) в специальных криогенных емкостях по морю, и по суше.

По морю сжиженный газ перевозится на газовозах (СПГ-танкерах), судах оборудованных изотермическими емкостями.

СПГ перевозят также и сухопутным транспортом, как железнодорожным, так и автомобильными. Для этого используются специальных цистерны с двойными стенками, способными поддерживать необходимую температуру определенное время.

Метан в составе природного газа

Газ метан является основным сырьевым компонентом в составе природной смеси. Его содержание колеблется в пределах 70-98%. Сам по себе это третий по распространенности на планете газ, который входит в состав нефти, межзвездного пространства, атмосферы других планет.

С точки зрения химии, газ метан — предельный углеводород, относящийся к ряду насыщенных алифатических соединений. Самый первый представитель алканов или парафинов. Химическая активность его невелика, он достаточно спокоен. Способен вступать в реакции:

• замещения;
• полного окисления;
• конверсии.

Горит бесцветным некоптящим пламенем, запаха не имеет.

Основные характеристики топлива

При сравнительном анализе того или иного вида топлива специалисты оперируют следующими понятиями: влага топлива, содержание серы, зола (остаток), выделяемая теплота сгорания и жаропроизводительность.

Под жаропроизводительностью понимается температура, достаточная для процесса горения при минимальном содержании кислорода. При этом не осуществляется дополнительный подогрев ни воздуха, ни горючей смеси.

Твердый остаток поле сгорания топлива называется золой. Она уже не может гореть. Шлак – это та же зола, только после оплавления. Образование этого вещества негативно сказывается на работе всей системы, забивает топливную аппаратуру

Поэтому данный показатель важно учитывать при проектных работах

Важным показателем является влага. Она негативно влияет на характеристики топлива. Ее присутствие вызывает увеличение объемов выхлопов, уменьшению коэффициента полезного действия установки.

Продукты сгорания серы и ее соединений вызывают и активизируют коррозионные процессы на поверхностях стальных частей двигателей и выхлопных систем. Кроме того, они оказывают негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человек

Поэтому этот показатель также очень важно учитывать

Теплота сгорания – очень важная характеристика. Она учитывается при расчете и проектировании оборудования и позволяет определить расход топлива. Данная величина определяется экспериментально. Для этих целей используется специальный калориметр. Сжигается заведомо известное количество (масса) топлива и фиксируется изменение температуры воды калориметра. Далее достаточно подставить в формулу полученные сведения и подсчитать теплоту сгорания.

Самое доступное вещество

Хлор – это газ, который является легкодоступным промышленным химикатом, используемым в мирных целях, в том числе в качестве отбеливателя бумаги и ткани, для производства пестицидов, каучука и растворителей, а также для уничтожения бактерий в питьевой воде и в бассейнах. Это прекрасный пример химического вещества двойного назначения. Несмотря на его двойную природу, использование хлора в качестве химического оружия все еще запрещено Конвенцией о запрещении химического оружия (КХО).

Газообразный хлор желто-зеленого цвета и имеет сильный запах, похожий на отбеливатель. Как и фосген, это удушающий агент, который препятствует дыханию и повреждает ткани организма. Он может легко находиться под давлением и охлаждаться до жидкого состояния, чтобы его можно было транспортировать и хранить. Этот смертельный газ быстро распространяется и остается близко к земле, потому что он тяжелее воздуха. Хотя он менее смертоносен, чем другие химические вещества, но очень опасен, потому что его легко изготовить и замаскировать.

Происхождение

Существует две теории происхождения природного газа: минеральная и биогенная.

По минеральной теории, углеводороды образуются в результате химической реакции глубоко в недрах нашей планеты из неорганических соединений под действием высоких давлений и температур. Далее вследствие внутренней динамики Земли, углеводороды поднимается в зону наименьшего давления, образуя залежи полезных ископаемых, в том числе газа.

Согласно биогенной теории, природный газ образовался в недрах Земли в результате анаэробного разложения органических веществ растительного и животного происхождения под действием высоких температур и давлений.

Несмотря на продолжающиеся споры относительно происхождения углеводородов, в научном сообществе выигрывает биогенная теория.

Все мини-решения — компромиссы

Мини-варианты автономной газификации выручают, когда очевидны выгода и комфорт газового отопления. Однако у владельца нет необходимости или возможности ставить подземную емкость.

1. Проще всего начать пользоваться газовыми баллонами. Их мощности и объема хватит на дачу до 100 квадратов. Но в сильные морозы они не вытянут котел от 30 кВт.
2. Наземные мини-газгольдеры хороши всем, если вам хватит объемов топлива. Также вы должны ответственно подойти к обогреву нежных к заморозкам резервуаров.
3. Мобильный газгольдер удобно установить и подключить, но придется часто ездить на заправку. Это не очень стыкуется с современным пониманием комфортной загородной жизни.

В итоге природный газ — идеальный способ отопления для дома от 150-200 кв. м с круглогодичным проживанием. Если магистрали нет, горизонтальный подземный газгольдер остается единственным аналогом по удобству без компромиссов.

Особенности применения

1. Воздействие на окружающую среду:  все еще может оказывать воздействие на окружающую среду, хотя он гораздо более экологичен, чем нефть и уголь.
2. Горючий: природный газ содержит метан и является горючим и легко взрывоопасным при неправильном обращении. При утечке газ может накапливаться внутри помещения или сооружения. Когда этот газ воспламеняется, он вызывает взрыв. Степень тяжести взрыва зависит от величины утечки. Природный газ токсичен при вдыхании, что может привести к серьезному риску для здоровья или даже смерти.
3. Безопасность: в трубопроводе к газу добавляется одорант с запахом тухлого яйца, поэтому могут быть обнаружены утечки. Дома, использующие природный газ, должны быть оборудованы детектором газа. Использование природного газа является одной из наиболее распространенных причин смерти от угарного газа каждый год. Как только бесцветный и непахучий газ выпущен, жертвы могут задохнуться без предупреждения.

Жизнь без доступа к энергии является просто трудной. Самые обыденные задачи, такие как подогрев воды для  приготовления еды, может потребовать труда весь день. Иногда труд по добыче энергии может быть физически изнурительным, в некоторых случаях опасным и часто с печальными последствиями для здоровья.

Более одного миллиарда людей во всем мире сталкиваются с энергетической бедностью и это может служить общей целью, которая выходит за пределы политических, культурных и региональных причин.

Основным применением природного газа является получение тепла и электричества через газовые электростанции.

Считается, что повсеместное применение природного газа значительно облегчит жизнь людей.

Общие сведения

Под газообразным топливом понимается вещество, которое легко воспламеняется. Это его качество и полезное свойство применяется в различных отраслях науки и техники. Например, все чаще и активнее население и промышленность используют котлы на газообразном топливе. В этом топливе в различных количествах могут присутствовать оксиды (диоксиды) углерода, пары углекислого газа, а также такие элементы, как азот, водород кислород и другие примеси. Современные аппараты, работающие на газообразном топливе, весьма чувствительны к химическому составу рабочего газа. Если он не будет соответствовать нормам, рекомендованным производителем, то техника, скорее всего, выйдет из строя и потребуется дорогостоящий ремонт.

Все вещества, входящие в состав газов, можно разделить на горючие и негорючие. Первыми, помимо метана, являются этан, пропан и бутан. Взрывоопасными и, соответственно, горючими являются оксид углерода и водород. Водород является особо опасным. Именно по этой причине его не рекомендуют хранить в газовых баллонах. Лучшее решение заключается в приобретении водородного генератора. Это устройство выделяет водород из дистиллированной воды по мере необходимости. Таким образом, угроза детонации большого объема газа устраняется.

Государство является монополистом в сфере оптовой торговли жидким и газообразным топливом

Это свидетельствует о стратегически важном значении данного вида сырья

Основные свойства

Начнем с того, что известная фраза по поводу запаха газа в квартире или на улице не совсем правильна. У природного газа, который подается нам в квартиры для приготовления пищи или для подогрева воды, нет ни вкуса, ни запаха. То, что мы ощущаем, есть не что иное, как специальная добавка, необходимая для определения утечек газа. Это так называемый одорант, добавляют его на специально оборудованных станциях в следующих пропорциях: 16 мг на одну тысячу кубометров газа.

Основным компонентом природного газа, безусловно, является метан. Его содержание в газовой смеси составляет порядка 89-95%, остальные компоненты — это бутан, пропан, сероводород и так называемые примеси — пыль и негорючие компоненты, кислород и азот. Процент содержания метана зависит от типа месторождения.

Энергия природного газа, выделяемая при сгорании одного кубометра топлива, называется теплотой сгорания. Данная величина является одной из начальных во всех вопросах проектирования газовых объектов, и в разных странах за основу берутся различные значения. В России расчет ведется по низшей теплоте сгорания, в странах Запада, таких как Франция и Великобритания, — по высшей.

Говоря о взрывоопасности природного газа, стоит упомянуть о таких понятиях, как пределы взрываемости и опасная концентрация. Газ взрывается при концентрации его в помещении от 5 до 15 % от объема. Если концентрация ниже, газ не горит, если концентрация более 15%, то газовоздушная смесь горит при дополнительной подаче воздуха. Опасной концентрацией принято называть 1/5 от нижнего предела взрываемости, то есть 1%.