Газообразные топлива. 
Теплотехника и энергосиловое оборудование промышленных предприятий

Газообразное топливо по сравнению с другими видами топлив имеет ряд существенных преимуществ. Газообразное топливо сгорает при небольшом избытке воздуха, образуя продукты полного горения без дыма и копоти, не дает твердых остатков, удобно для транспортирования по газопроводам на большие расстояния и позволяет простейшими средствами осуществлять сжигание в установках самых различных конструкций и мощностей. Газообразное топливо подразделяется на естественное и искусственное. Естественное, в свою очередь, делится на природное и нефтепромысловое.

Природный газ получают из чисто газовых месторождений, где он выбрасывается из недр земли под давлением, доходящим иногда до 100 ат и более. Основным его компонентом является метан СН₄. Кроме того, в газе разных месторождений содержатся небольшие количества водорода Н₂, азота N₂, высших углеводородов C_nH_m, оксида СО и диоксида С0₂ углерода. В процессе добычи природного газа его обычно очищают от сернистых соединений, но часть их (в основном сероводород) может оставаться. В бытовой газ для обнаружения утечек добавляют так называемые одоризаторы, придающие газу специфический запах и содержащие соединения серы. Принято считать, что концентрация водяного пара в природном газе соответствует состоянию насыщения при температуре газа в трубопроводе.

Нефтепромысловые газы выделяются в большом количестве в районах месторождений нефти и особенно в районах эксплуатации нефтяных скважин.

При добыче нефти выделяется так называемый попутный газ, содержащий меньше метана, чем природный, но больше высших углеводородов и поэтому выделяющий при сгорании больше теплоты. Проблема полного его использования сейчас весьма актуальна.

В промышленности и особенно в быту широко применяется сжиженный газ, получаемый при первичной переработке нефти и попутных нефтяных газов. По ГОСТ 20 448–75 выпускают технический пропан (не менее 93% С₃Н₈ + С₃Н₆), технический бутан (не менее 93% С₄Н,₀ + С₄Н₈) и их смеси. Температура конТаблица 5.3.

Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти.

Таблица 5.4.

Состав и теплота сгорания горючих газов.

денсации пропана при атмосферном давлении составляет 44,5 °С, а бутана 5 «С. Соответственно при 20 °C давление паров пропана составляет около 0,8 МПа, а бутана — около 0,2 МПа. Поэтому эти газы транспортируют в жидком виде в баллонах под небольшим давлением (менее 2 МПа). В зависимости от назначения и условий использования смеси содержание в ней пропановой и бутановой фракций должно быть разным. Например, зимой цистерны без подогрева, размещаемые на улице, должны заполняться пропаном, так как бутан при отрицательных температурах испаряться не будет. Небольшие баллоны, устанавливаемые в помещении, заполняют смесью, состоящей из пропана и бутана (примерно по 50%), в результате чего давление в баллоне обычно не превышает 0,6 МПа.

К искусственным газам относят также: доменный газ, являющийся продуктом при выплавке чугуна на металлургических заводах; коксовый, образующийся при получении кокса в коксовых батареях; светильный, получаемый при сухой перегонке угля; генераторный, получаемый в газогенераторах, который для сжигания в топках котлов не применяют.

Коксовый и доменный газы используют, главным образом, на месте в доменном и других цехах металлургического завода. В табл. 5.4 представлены состав и теплота сгорания некоторых горючих газов.