Теплотехника

Наталья Бурханова

Информативные ответы на все вопросы курса «Теплотехника» в соответствии с Государственным образовательным стандартом.

2. Основные составляющие газообразного топлива

Газообразные топлива — это в основном смесь различных газов, таких как метан, этилен, и других углеводородов. Также в состав газообразного топлива входят оксид углерода, диоксид углерода или углекислого газа, азот, водород, сероводород, кислород и другие газы, а также водяные пары.

Природный газ добывают из чисто газовых месторождений или вместе с нефтью (попутный газ). В первом случае основной горючей составляющей является метан, содержание которого может доходить до 95 — 98%. Попутные газы, помимо метана, содержат значительные количества других углеводородов: этан (С2Н6), пропан (С₃Н₈), бутан (С₄Н₁₀), пентан (С₅Н₁₂) и др. Попутные газы имеют высокую теплоту сгорания, но в качестве топлива их используют редко. Их применяют в основном в химической промышленности.

С помощью приборов, называемых газоанализаторами, определяют состав газообразного топлива.

В состав сухого газообразного топлива входят:

CH₄+ C₂H₄+ CO₂ + H₂+ H₂S + C_mH_n+ N₂ + O₂+… = 100.

Метан (СН4) — основная составляющая часть многих природных газов. При сгорании 1 м³ метана выделяется 35 800 кДж теплоты. Метана в природных газах может содержаться до 93-98%.

Этилен (С2Н4) — при сгорании 1 м³ этилена выделяется 59 000 кДжтеплоты. В газах может содержаться небольшое его количество.

Водород (Н₂) — при сгорании 1 м³ водорода выделяется 10 800 кДж теплоты. Многие горючие газы, кроме коксового, содержат относительно небольшое количество водорода. Однако в коксовом газе его содержание может достигнуть 50-60%.

Пропан (С₃Н₈), бутан (С₄Н₁₀) — при горении этих углеводородов выделяется большее количество теплоты, чем при сгорании этилена, но в горючих газах их содержание незначительно.

Оксид углерода (СО) — при сгорании 1 м³ этого газа выделяется 1 2 770 кДж теплоты. Оксид углерода — основная горючая составляющая доменного газа. Этот газ не имеет ни цвета, ни запаха, очень ядовит.

Сероводород (H₂S) — при горении 1 м³ сероводорода выделяется 23 400 кДж теплоты. При наличии в газообразном топливе сероводорода повышается коррозия металлических частей печи и газопровода. При одновременном присутствии в газе кислорода и влаги коррозирующее воздействие сероводорода усиливается. Сероводород — тяжелый газ с неприятным запахом, обладает высокой токсичностью.

Остальные газы (СО₂, N₂, О₂) и пары воды — балластные составляющие. Их присутствие в топливе приводит к понижению температуры его горения. При повышении содержания этих газов снижается содержание горючих составляющих. Содержание в топливе более 0,5% свободного кислорода считается опасным по условиям техники безопасности.