Газообразное топливо. Характеристики газообразного топлива, его классификация.

Широкое внедрение в промышленное производство газообразного топлива как энергоносителя объясняется более низкой стоимостью по сравнению с другими видами топлива (углем, мазутом). Потребители газа при его транспортировке к объекту газоснабжения имеют значительную экономию средств. При использовании газа как технологического топлива практически всегда наблюдается повышение температурного уровня процесса, что приводит к возрастанию производительности установок, улучшению качества выпускаемой продукции. Так перевод мартеновских печей на природный газ (взамен мазута) увеличивает выплавку стали и на 10 % снижает расход топлива. Аналогичная картина наблюдается и на вращающихся печах цементной промышленности. В результате их перевода на газ расход топлива снижается на 3-5 %. Для нагревательных печей заготовительного производства машиностроительных заводов эта процедура приводит к экономии топлива на 5-15 %.

Горючие газы подразделяются на естественные и искусственные. Первые в свою очередь делятся на две группы: природные и попутные, искусственные – на три (по способу их получения): газы сухой перегонки, газификации и сжиженные. Классификация горючих газов представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Классификация горючих газов

По запасам природного газа наша страна занимает одно из первых мест в мире. Основные задачи этого вида топлива сосредоточены в Уренгатском, Заполярном, Медвежьем, Ямбургском и др. месторождениях. В основном природные газы содержат до 98 % метана (CH₄), оксид CO, H₂, этан (C₂H₆), пропан (C₃H₈), бутан (C₄H₁₀), пентан(C₅H₁₂, этилен (C₂H₄), бензол (C₆H₁₆) и др. газы.

Встречаются природные газы трех разновидностей: из чисто газовых месторождений, газоконденсатных месторождений и нефтяных месторождений (попутный нефтяной газ). Газы первогого типа не содержат конденсирующихся компонентов. Их плотность меньше, чем у воздуха, и они относятся к категории «сухих» газов. Основным отличием газа газоконденсатных месторождений служит наличие в нем конденсатной (бензиновой) фракции (высокомолекулярных углеводородов). При добыче такой газ подвергается очистка от бензиновой фракции (отбензиненный газ). Нефтяной газ – побочный продукт, получаемый из нефтяных скважин при добыче нефти. Этот газ растворен в нефти или находится в свободном состоянии над ее поверхностью. Нефтяной газ состоит из углеводородов метанового ряда C_nH_2n+2.

Основными продуктами сухой перегонки твердого топлива являются коксовый и полукоксовый газы, получаемые в результате термохимических высокотемпературных процессов, проходящих без доступа окислителя. Их состав определяется видом исходных топлив и условиями перегонки. Полукоксовый газ получается при нагревании твердого топлива до 500-600ºС. При доведении температуры топлива до 900-1100ºС получают кокс для выплавки доменного чугуна и коксовый газ (350 м³ на 1 т исходного сырья).

Газ, получаемый при деструктивной переработке жидкого топлива, по условиям пирогенетического разложения подразделяют на три вида: жидкофазного крекинга, парофазного крекинга и пиролиза. Такие горючие газы в отличие от попутного нефтяного газа содержат большое количество непредельных углеводородов и служит исходным сырьем для промышленных реакций органического синтеза.

При газификации искусственный горючий газ получается в процессе нагрева топлива при частичном его сжигании. В зависимости от состава применяемого дутья различают: воздушный, водяной и парокислородный генераторные газы.