Nasza ziemia jest bogata w zasoby naturalne, a jednym z nich jest gaz ziemny. Powstaje w głębi ziemi z substancji organicznych pochodzenia zwierzęcego pod wpływem wysokich temperatur.
Organizmy żywe, które wymarły i opadły na dno morza, przedostały się do środowiska, w którym nie uległy rozkładowi w wyniku utleniania i nie zostały zniszczone przez drobnoustroje. Osady tych organizmów utworzyły osady mułowe. Podczas ruchów geologicznych osady osiadały na dużych głębokościach morskich. Tam pod wpływem wysoka temperatura i ciśnieniu, w ciągu kilku milionów lat nastąpił proces, w wyniku którego węgiel zawarty w osadach został przekształcony w węglowodory. Odziedziczyli tę nazwę ze względu na fakt, że cząsteczki zawierają węgiel i wodór. Węglowodory o dużej masie cząsteczkowej to substancje ciekłe, z których otrzymuje się olej, a przy małych cząsteczkach są to gazy. Wytwarzają gaz ziemny. Ale gaz powstaje pod wpływem wyższych ciśnień i temperatur niż ropa.
Z tego powodu gaz ziemny jest zawsze obecny na polach, na których znajduje się ropa naftowa.
Po pewnym czasie osady opadły jeszcze głębiej, gdyż przykryły je dużą warstwą skał osadowych.
Gaz ziemny obejmuje mieszaninę gazów. Jego główną część (około 98%) stanowi metan. Oprócz metanu gaz ziemny obejmuje propan, butan, etan, a także niewielkie ilości azotu, dwutlenku węgla, wodoru i siarkowodoru.
Gaz ziemny znajduje się w wnętrznościach ziemi, których głębokość może wynosić od jednego do kilku kilometrów. W głębi ziemi gaz występuje w postaci mikroskopijnych pustek, tzw. porów. Pory są połączone ze sobą kanałami niewidocznymi gołym okiem. Przez te kanały gaz przemieszcza się z porów o wyższym ciśnieniu do porów o niższym ciśnieniu.
Gaz wydobywany jest z odwiertów. Wychodzi z wnętrzności ziemi przez studnie. Dzieje się tak dlatego, że gaz ziemny w międzywarstwie znajduje się pod ciśnieniem kilkukrotnie wyższym od ciśnienia atmosferycznego. Dlatego dźwignią wydobycia gazu ziemnego z dużych głębokości jest różnica ciśnień w międzywarstwie i układzie zbiorczym.
Obecnie gaz ziemny ma szerokie zastosowanie w przemyśle paliwowo-energetycznym, a także chemicznym.
Gaz ziemny jest również szeroko stosowany jako niedrogie paliwo w domach do podgrzewania wody, ogrzewania i gotowania. Wykorzystywany jest jako paliwo do elektrowni cieplnych, kotłowni i maszyn. Gaz ziemny jest jednym z najlepszych rodzajów paliwa dla potrzeb przemysłowych i bytowych. Wartość tego gazu jako paliwa polega również na tym, że jest to przyjazne dla środowiska paliwo mineralne. Podczas spalania powstaje znacznie mniejsza ilość szkodliwych substancji w porównaniu do innych rodzajów paliw. Dlatego gaz ziemny jest uważany za jedno z głównych źródeł energii w działalności człowieka.
W przemyśle chemicznym wykorzystywany jest jako surowiec do ekstrakcji różnych substancji organicznych, na przykład gumy, tworzyw sztucznych itp. To właśnie zastosowanie gazu ziemnego umożliwiło syntezę dużej liczby substancji chemicznych, które nie występują w przyrodzie, na przykład polietylenu.
Początkowo ludzie nie wiedzieli o dobroczynnych właściwościach gazu ziemnego. Zawsze obecny podczas produkcji ropy. Wcześniej był po prostu spalany na terenie kopalni. W tamtym czasie transport i sprzedaż gazu ziemnego była nieopłacalna, jednak po pewnym czasie znaleziono skuteczne sposoby transportu gazu ziemnego do nabywcy, z których głównym były rurociągi. Ponadto stosuje się metodę transportu gazu skroplonego za pomocą specjalnych cystern. Gaz skroplony jest uważany za bezpieczniejszy podczas transportu i przechowywania niż gaz sprężony.
Definicja
Gazu ziemnego jest minerałem w stanie gazowym. Jest szeroko stosowany jako paliwo. Jednak sam gaz ziemny nie jest wykorzystywany jako paliwo; jego składniki są od niego oddzielane w celu osobnego wykorzystania.
Skład gazu ziemnego
Aż 98% gazu ziemnego stanowi metan, w jego skład wchodzą także homologi metanu – etan, propan i butan. Czasami może być obecny dwutlenek węgla, siarkowodór i hel. Taki jest skład gazu ziemnego.
Właściwości fizyczne
Gaz ziemny jest bezbarwny i bezwonny (jeśli nie zawiera siarkowodoru), jest lżejszy od powietrza. Łatwopalny i wybuchowy.
Poniżej przedstawiono bardziej szczegółowe właściwości składników gazu ziemnego.
Właściwości poszczególnych składników gazu ziemnego (rozważ szczegółowy skład gazu ziemnego)
Metan(CH4) to bezbarwny, bezwonny gaz, lżejszy od powietrza. Jest łatwopalny, ale nadal można go dość łatwo przechowywać.
Etan(C2H6) to bezbarwny, bezwonny i bezbarwny gaz, nieco cięższy od powietrza. Również łatwopalny, ale nie używany jako paliwo.
Propan(C3H8) to bezbarwny, bezwonny gaz, trujący. Ma użyteczną właściwość: propan ulega skropleniu pod niskim ciśnieniem, co ułatwia oddzielenie go od zanieczyszczeń i transport.
Butan(C4H10) – ma właściwości podobne do propanu, ale ma większą gęstość. Dwa razy cięższy od powietrza.
Dwutlenek węgla(CO2) to bezbarwny, bezwonny gaz o kwaśnym smaku. W przeciwieństwie do innych składników gazu ziemnego (z wyjątkiem helu), dwutlenek węgla nie pali się. Dwutlenek węgla jest jednym z najmniej toksycznych gazów.
Hel(On) jest bezbarwny, bardzo lekki (drugi najlżejszy gaz po wodorze), bezbarwny i bezwonny. Wyjątkowo obojętny, w normalnych warunkach nie reaguje z żadną substancją. Nie pali się. Nie jest toksyczny, ale pod podwyższonym ciśnieniem może powodować narkozę, podobnie jak inne gazy obojętne.
Siarkowodór(H2S) to bezbarwny, ciężki gaz o zapachu zgniłych jaj. Bardzo trujący, już w bardzo małych stężeniach powoduje paraliż nerwu węchowego.
Właściwości niektórych innych gazów, które nie są częścią gazu ziemnego, ale mają zastosowania zbliżone do stosowania gazu ziemnego
Etylen(C2H4) – Bezbarwny gaz o przyjemnym zapachu. Jego właściwości są podobne do etanu, ale różnią się od niego mniejszą gęstością i palnością.
Acetylen(C2H2) jest skrajnie łatwopalnym i wybuchowym, bezbarwnym gazem. Może eksplodować pod wpływem silnego ściskania. Nie jest stosowany w życiu codziennym ze względu na bardzo duże ryzyko pożaru lub eksplozji. Główne zastosowanie to prace spawalnicze.
Aplikacja
Metan stosowany jako paliwo w kuchenkach gazowych.
Propan i butan– jako paliwo w niektórych samochodach. Zapalniczki są również napełniane skroplonym propanem.
Etan Jest rzadko stosowany jako paliwo, jego głównym zastosowaniem jest produkcja etylenu.
Etylen jest jedną z najczęściej produkowanych substancji organicznych na świecie. Jest surowcem do produkcji polietylenu.
Acetylen stosowany do wytwarzania bardzo wysokich temperatur w metalurgii (sprawdzanie i cięcie metali). Acetylen Jest bardzo łatwopalny, dlatego nie jest stosowany jako paliwo w samochodach, a nawet bez tego należy ściśle przestrzegać warunków jego przechowywania.
Siarkowodór, pomimo swojej toksyczności, stosowany jest w małych ilościach w tzw. kąpiele siarkowodorowe. Wykorzystują niektóre antyseptyczne właściwości siarkowodoru.
Główna przydatna właściwość hel jest jego bardzo mała gęstość (7 razy lżejsza od powietrza). Balony i sterowce napełniane są helem. Wodór jest jeszcze lżejszy od helu, ale jednocześnie jest łatwopalny. Balony napompowane helem cieszą się dużą popularnością wśród dzieci.
Toksyczność
Dwutlenek węgla. Nawet duże ilości dwutlenku węgla nie mają wpływu na zdrowie człowieka. Uniemożliwia jednak absorpcję tlenu, gdy jego zawartość w atmosferze wynosi od 3% do 10% objętościowych. Przy takim stężeniu rozpoczyna się uduszenie, a nawet śmierć.
Hel. Hel jest całkowicie nietoksyczny w normalnych warunkach ze względu na swoją obojętność. Jednak przy podwyższonym ciśnieniu krwi następuje początkowy etap znieczulenia, podobny do działania gazu rozweselającego*.
Siarkowodór. Toksyczne właściwości tego gazu są ogromne. Przy długotrwałym narażeniu na węch występują zawroty głowy i wymioty. Nerw węchowy również jest sparaliżowany, więc istnieje iluzja braku siarkowodoru, ale w rzeczywistości organizm po prostu już tego nie wyczuwa. Zatrucie siarkowodorem występuje już przy stężeniu 0,2–0,3 mg/m3, powyżej 1 mg/m3 jest śmiertelne.
Proces spalania
Wszystkie węglowodory po całkowitym utlenieniu (nadmiar tlenu) uwalniają dwutlenek węgla i wodę. Na przykład:
CH4 + 3O2 = CO2 + 2H2O
W przypadku niepełnego (braku tlenu) - tlenku węgla i wody:
2CH4 + 6O2 = 2CO + 4H2O
Przy jeszcze mniejszej zawartości tlenu uwalniany jest drobno rozproszony węgiel (sadza):
CH4 + O2 = C + 2H2O.
Metan pali się niebieskim płomieniem, etan jest prawie bezbarwny, podobnie jak alkohol, propan i butan są żółte, etylen jest świecący, tlenek węgla jest jasnoniebieski. Acetylen jest żółtawy i mocno dymi. Jeśli masz w domu kuchenkę gazową i zamiast zwykłego niebieskiego płomienia widzisz żółty, wiedz, że metan rozcieńcza się propanem.
Notatki
Hel w przeciwieństwie do innych gazów, nie występuje w stanie stałym.
Gaz rozweselający to trywialna nazwa podtlenku azotu N2O.
Komentarze i uzupełnienia do artykułu znajdują się w komentarzach.
29.12.2017
Gaz ziemny to najcenniejszy nośnik energii, będący paliwem przyjaznym dla środowiska. Produkcja gazu rośnie z roku na rok, co wiąże się ze wzrostem produkcji przemysłowej i wzrostem populacji planety.
Największym importerem gazu jest Rosja. Większość rosyjskiego gazu dostarczana jest rurociągami. Trafia głównie do Europy. Najwięcej gazu trafia do Niemiec (39,8 mld m3), Turcji (26,2 mld m3) i Włoch (24,9 mld m3). Niewielka część rosyjskiego gazu w postaci skroplonego gazu ziemnego trafia do Japonii i Korei Południowej.
Węgiel nie spada automatycznie na powierzchnię ziemi. Metody ekstrakcji w dużej mierze zależą od głębokości sedymentacji. Istnieją dwa rodzaje kopalń: kopalnia odkrywkowa i kopalnia podziemna. Kopalnie podziemne to systemy tuneli przecinających osady. Metoda otwarta polega na stopniowym otwieraniu warstw pokrywających złoża węgla. Można go stosować, gdy węgiel znajduje się na bardzo małej głębokości.
Dla niektórych krajów jest to sposób na dywersyfikację źródeł dostaw gazu i zapewnienie niezależności energetycznej. Pokrycie krótkoterminowego gazu szczytowego wymaga 3 do 4 tygodni w roku przy wykorzystaniu systemów kondensacji gazu ziemnego z rurociągów lub instalacji zasilanych ze źródeł zewnętrznych: z instalacji odazotowania lub z mobilnej instalacji kompleksowej. Kraje europejskie korzystające z tego rozwiązania to Niemcy, Wielka Brytania, Holandia i Belgia. Samochody: autobusy, lokomotywy, helikoptery i samoloty naddźwiękowe. Zainteresowanie skroplonym gazem ziemnym jako paliwem silnikowym jest szczególnie duże w krajach o dużej gęstości zaludnienia. Wynika to z konieczności ochrony atmosfery przed toksycznymi składnikami zawartymi w spalinach samochodowych. Rozwiązanie to stosowane jest we Francji, Wielkiej Brytanii, a także w Japonii. Paliwo dla elektrowni. Przykłady tego zastosowania można znaleźć we Francji.
- Dostarczanie gazu ziemnego odbiorcom końcowym.
- Przykłady takich rozwiązań można znaleźć w Niemczech i Wielkiej Brytanii.
Rola gazu we współczesnym świecie
Zasoby energii odgrywają wiodącą rolę we współczesnej gospodarce. Wskaźnikiem rozwoju gospodarczego każdego państwa jest poziom zużycia energii. O ich znaczeniu świadczy fakt, że ponad 70% wydobywanych kopalin zalicza się do surowców energetycznych. Jednym z najważniejszych rodzajów surowców energetycznych jest gaz ziemny. Obecnie udział gazu w bilansie energetycznym planety wynosi około 25%, a do 2050 roku wzrośnie do 30%.
Jest czysto, jest tanio i to dużo. Dzięki technologiom szczelinowania i wierceń poziomych Ameryka stała się światowym liderem w wydobyciu gazu ziemnego. Ponadto obejmuje swoim zasięgiem 60 milionów domów w Ameryce. Dlaczego więc nie jest on obecnie stosowany jako paliwo do pojazdów Gaz ziemny nie jest używany z dwóch powodów: paliwa i przechowywania. Pojazdy na gaz ziemny są dość powszechne na całym świecie i obecnie korzysta z nich około 20 milionów ludzi.
Opakowanie napędu cylindrycznego jest niewystarczające i niepraktyczne, co widać na zdjęciu po prawej stronie. Wygoda jest królem w Ameryce i wielu innych krajach rozwiniętych. Amerykanie nie kupią samochodu, który wymaga tak wielu kompromisów w zakresie przestrzeni bagażnika, zasięgu czy przestrzeni ładunkowej.
Największymi konsumentami gazu są Stany Zjednoczone (646 mld m3, 2009 r.) i Rosja (389,7 mld m3). Ich zużycie gazu stanowi odpowiednio 22% i 13,3% światowego zużycia gazu.
Ponieważ rola takiego surowca energetycznego w gospodarce światowej jest bardzo duża, ogromne znaczenie mają także kraje importujące gaz. Do oszacowania importu gazu można posłużyć się najnowszym zbiorem statystycznym British Petroleum, opublikowanym w połowie ubiegłego roku.
Kształt natury magazynowania pod wysokim ciśnieniem to kula lub więcej, w rzeczywistości cylinder. Jednakże zamknięta objętość wokół butli jest marnowana, ponieważ nie można jej używać do przechowywania gazów. Zbiornik niecylindryczny nazywany jest zbiornikiem „zgodnym”. Zbiornik sprężonego gazu pod wysokim ciśnieniem, umieszczony w tym samym miejscu pojazdu, w którym przechowywana jest benzyna, nadal zawiera wystarczającą ilość paliwa, aby zapewnić wymagany zasięg.
Nasz zbiornik na sprężony gaz ziemny zaspokoi Twoje potrzeby w zakresie przechowywania i jazdy! Ta forma jest niezwykle wydajna, co strukturalnie i wydajnie nadaje się do magazynowania gazu pod wysokim ciśnieniem o dużej objętości. Urządzenie to pozwala skutecznie usunąć gazowy wodór ze stopu.
Według tego dokumentu Stany Zjednoczone zajmują pierwsze miejsce w wydobyciu gazu ziemnego, wytwarzając 687,6 miliarda m3, co stanowi 20,5% całego gazu wydobywanego na świecie.
Na drugim miejscu znajduje się Rosja z 604,8 mld m3 (17,8%).
Należy zaznaczyć, że pojawienie się Stanów Zjednoczonych na pierwszym miejscu w wydobyciu gazu wiąże się z rozwojem technologii gazu łupkowego w tym kraju. Technologia ta polega na wpompowaniu do studni wierconej na głębokości od 500 do 3000 m, przechodzącej przez warstwę łupków, wodnego roztworu pod wysokim ciśnieniem. W wyniku tego dochodzi do szczelinowania hydraulicznego i powstawania pęknięć, przez które gaz przedostaje się do odwiertu. Koszt takiego gazu jest dość wysoki, więc przy niskich cenach gazu stają się one nieopłacalne.
Hydrostatyczna próba wybuchu pozwala komorze wyizolować rozproszenie zbiornika i kontrolować całą energię związaną z wybuchem hydrostatycznym, a także wybuchem gazu, jeśli zbiornik nie jest napełniony sprężonym gazem. Testowanie cykliczne jest kluczowym czynnikiem określającym żywotność zbiornika. Prędkość powinna wynosić 10 cykli na minutę.
Za pomocą szybkiego zbiornika magazynującego można oceniać procesy, rejestrować temperatury napełniania i usuwania, aby zweryfikować poprzednie modele matematyczne. Ogólnie rzecz biorąc, im gorszy przebieg, tym lepszy zwrot tanich inwestycji w gaz ziemny.
Możliwości testowania czołgów
Hydrostatyczna próba wybuchu pozwala komorze wyizolować rozproszenie zbiornika i kontrolować całą energię związaną z wybuchem hydrostatycznym, a także wybuchem gazu, jeśli zbiornik nie jest napełniony sprężonym gazem. Testowanie cykliczne jest kluczowym czynnikiem określającym żywotność zbiornika. Prędkość powinna wynosić 10 cykli na minutę.
Zużycie gazu
Gaz ziemny może być wykorzystywany przede wszystkim jako paliwo w przemyśle i życiu codziennym. Jednocześnie ma szereg zalet. Oto zalety gazu:
- całkowite spalanie bez sadzy i dymu;
- po jego spaleniu nie powstaje popiół;
- łatwość zapłonu i regulacja wielkości płomienia;
- łatwość transportu do konsumenta;
- brak szkodliwych produktów spalania.
Ważną rolę odgrywa względna taniość wydobycia gazu. Jeśli porównamy gaz z węglem, wówczas koszt 1 tony gazu w przeliczeniu na ekwiwalent paliwowy wyniesie zaledwie 10% kosztu węgla.
Gaz wykorzystywany jest jako paliwo w przemyśle metalurgicznym, cementowym, lekkim i spożywczym. Gaz wykorzystywany jest także jako surowiec dla przemysłu chemicznego. Gaz często zastępuje paliwa konwencjonalne, takie jak węgiel, olej opałowy czy torf. Dzięki wysokim właściwościom gazu wydajność produkcji wzrasta w przypadku jego wykorzystania. Na przykład w przemyśle metalurgicznym zastosowanie gazu pozwala zaoszczędzić drogi koks, zwiększyć wydajność pieców i poprawić jakość produkowanego metalu. Zastosowanie gazu w elektrowniach cieplnych pozwala na znaczne oszczędności w transporcie paliwa, wydłużenie czasu pracy kotłów, automatyzację sterowania elektrownią i zmniejszenie liczby wymaganego personelu.
W ostatnim czasie ważnym obszarem zastosowań gazu jest jego wykorzystanie jako paliwa do samochodów. Takie podejście pozwala na ograniczenie emisji szkodliwych substancji powstających podczas pracy silnika samochodowego o 40–60%.
Zużycie gazu przez poszczególne sektory gospodarki dzieli się w przybliżeniu następująco:
- 45% gazu wykorzystuje się w przemyśle;
- 35% wykorzystuje się w elektrowniach cieplnych;
- 10% gazu trafia na potrzeby budownictwa mieszkaniowego i usług komunalnych.
Rezerwy gazu
Ze względu na dużą rolę, jaką gaz ziemny odgrywa w gospodarce planety, rezerwom gazu przypisuje się poważne znaczenie. Jednocześnie z 
Dane są aktualizowane co roku. Istnieje kilka źródeł informacji o rezerwach gazu wydawanych przez renomowane organizacje, takie jak CIA, OPEC czy British Petroleum. Według tych informacji zbadane i potwierdzone zasoby gazu na planecie wynoszą około 185 bilionów m3. Zdaniem naukowców taka ilość gazu może wystarczyć mieszkańcom planety na 63 lata.
Amerykańska Służba Geologiczna uważa, że do zasobów tych należy dodać około 140 bilionów m3 złóż nieodkrytych i 85 bilionów m3 złóż trudno dostępnych. A w sumie, jak sugeruje ten serwis, na planecie, oprócz zbadanych i potwierdzonych, może znajdować się około 290 bilionów m3 potencjalnych zasobów gazu.
Najwięcej potwierdzonych zasobów gazu znajduje się w Rosji (48,7 bln m3), co stanowi prawie jedną czwartą zasobów na Ziemi. Na drugim miejscu znajduje się Iran (34 bln m3), na trzecim Katar (25 bln m3).
Pola gazu ziemnego i metody jego wydobycia
Rozważono lokalizację i cechy nowego złoża kondensatu gazowego w zachodniej Syberii. Zagospodarowaniem nowego złoża zajmuje się Arcticgas OJSC, spółka zależna takich gigantów jak Gazprom i Novatek. Uwzględniono możliwe problemy środowiskowe
Złoże Yety-Purowskie (czyli pole naftowe) jest największym spośród jego odpowiedników na Uralu w Federacji Rosyjskiej. To…
Rozważono możliwości i perspektywy zagospodarowania złoża ropy i gazu Jużno-Russkoje w zachodniej Syberii. Oceniono skutki wydobycia gazu dla ekologii obszaru
W ostatnim czasie interesami Gazpromu stała się konsolidacja aktywów gazowych. Spółce udało się już nabyć udziały w Novateku i Sibneftegazie. Złoże gazowo-kondensatowe South Tambey może trafić w ręce monopolisty
Otrzymawszy koncesję w wyniku upadłości RUSIA Petroleum cztery lata temu, Gazprom jest na samym początku drogi do zagospodarowania złoża kondensatu gazowego Kovykta
Sześćset kilometrów od północnego wybrzeża Rosji, w lodzie Morza Barentsa, trwają przygotowania do zagospodarowania największego złoża gazowego – Sztokman.
Młode przedsiębiorstwo o dużym potencjale technologicznym z sukcesem zagospodarowuje regulowane złoże gazu ziemnego i kondensatu gazowego
Wyjątkowe pod względem zasobów gazu złoże kondensatu gazowego Miedwieże zlokalizowane jest na terenie Jamalo-Nienieckiego Okręgu Autonomicznego. Przetarg na przebudowę tego słynnego pola wygrała spółka Stroytransgaz CJSC
Artykuł na temat cech wydobycia gazu na polu gazu ziemnego Bovanenkovo. Uwzględniane są główne cechy, etapy rozwoju, niuanse rozwoju
Rosja posiada kilkadziesiąt złóż ropy i gazu. Większość z nich zlokalizowana jest w głębinach mórz arktycznych, a proces rozwoju komplikują specyficzne warunki klimatyczne
Yamburg to jeden z największych kompleksów wydobycia gazu w zachodniej Syberii
Porównując wpływ gazu ziemnego z innymi rodzajami paliwa, gaz wytwarza mniej gazów cieplarnianych. Wynika to z jego składu chemicznego i większego przenikania ciepła. Jednakże spalanie gazu ziemnego powoduje również powstawanie związków cieplarnianych. Na przykład emisja dwutlenku węgla z gazu ziemnego podwoiła się w ciągu 30 lat.
Główną winę za to ponoszą kraje o rozwiniętym przemyśle. Tak więc Stany Zjednoczone emitują 20% całości, kraje europejskie -18%, a Rosja - 15%.
Nowe technologie wydobywcze mogą powodować pewne szkody dla środowiska, jeśli są stosowane nieostrożnie. Po pierwsze, jest to możliwość skażenia wód gruntowych środkami chemicznymi, po drugie, możliwość wystąpienia mikrotrzęsień ziemi w miejscach szczelinowania hydraulicznego, a po trzecie, możliwość wycieków metanu, gazu cieplarnianego, do atmosfery. Wszystko to wymaga starannego przygotowania do wiercenia studni i analizy konsekwencji tej metody wydobywania gazu.
wnioski
- Rozwój gospodarki światowej wymaga dużych ilości surowców energetycznych, takich jak gaz ziemny.
- Jednym z największych producentów i importerów gazu jest Rosja.
- Planeta ma duże zasoby gazu, a prawie jedna czwarta tych zasobów znajduje się w Rosji.
- Aby poprawić ekologię Ziemi, konieczna jest optymalizacja technologii wykorzystania gazu w celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych.
Gaz ziemny jest potrzebny nie tylko do gotowania, ogrzewania domu i wytwarzania energii elektrycznej. Potrafią także prowadzić samochód. Gaz ziemny jako paliwo jest znacznie tańszy i bardziej przyjazny dla środowiska niż produkty naftowe.
Philippe Lebon jako jeden z pierwszych zastosował paliwo gazowe. W 1801 roku otrzymał patent na konstrukcję, w której gaz i powietrze są sprężane przez oddzielne sprężarki i mieszane w specjalnej komorze. W 1860 roku francuski wynalazca Etienne Lenoir zaprojektował pierwszy praktyczny silnik spalinowy na gaz. Wpadł na pomysł zapalenia mieszanki gazowo-powietrznej w silniku za pomocą iskry elektrycznej.
Przodek współczesnego samochodu napędzanego gazem – wózek samobieżny z silnikiem spalinowym – napędzany był gazem oświetlającym (otrzymywanym w drodze suchej destylacji niektórych gatunków węgla). W 1894 roku w niemieckim mieście Dessau gaz ziemny wykorzystywano jako paliwo w transporcie kolejowym. Jednak w XIX wieku transport napędzany gazem nie stał się powszechny.
Na przełomie lat 40. i 50. XX w. ZSRR produkował samochody na butle gazowe wykorzystujące metan oraz rozwinął sieć stacji tankowania CNG. Jednak początkowy poziom dostaw gazu i stosunkowo niewielki w tamtym czasie wolumen jego wydobycia nie pozwalały na rozszerzenie wykorzystania tego transportu.
Jakiego rodzaju gazu używa się do napełniania samochodu
Do tankowania pojazdów wykorzystuje się różne rodzaje gazu skroplonego: metan (gaz ziemny), propan, butan oraz ich mieszaniny (tzw. gazy węglowodorowe). Ponadto metan stosuje się również w postaci sprężonej (skompresowanej). W tym artykule skupimy się szczególnie na gazie ziemnym jako paliwie samochodowym. W celu uzyskania sprężonego gazu metan spręża się za pomocą sprężarki. Jego objętość zmniejsza się 200–250 razy.
Aby uzyskać gaz skroplony, gaz ziemny należy schłodzić do temperatury -161,5°C. Objętość gazu zmniejsza się 600 razy.
Dlaczego gaz ziemny uważany jest za paliwo przyjazne dla środowiska
Spaliny samochodu zasilanego „niebieskim paliwem” zawierają 5 razy mniej szkodliwych substancji w porównaniu do samochodu z silnikiem benzynowym. Jest to poważna zaleta gazu ziemnego, gdyż głównym zanieczyszczaczem atmosfery, szczególnie w dużych miastach, jest transport. Zamiana samochodów osobowych i autobusów na gaz ziemny przyczyni się do oczyszczenia powietrza i poprawy ekologii miast.
Jak zaoszczędzić pieniądze napełniając samochód metanem
Obecnie metan w Rosji kosztuje około 12 rubli za metr sześcienny (co odpowiada litrowi benzyny). Jest to 3 razy tańsze niż benzyna, mimo że gaz ziemny jest zużywany bardziej ekonomicznie. Szczególnie korzystne jest stosowanie paliwa do silników gazowych w transporcie publicznym, który codziennie pokonuje duże odległości. Na przykład, jeśli zamienisz 100 autobusów ze zwykłego paliwa na metan, możesz zaoszczędzić 34 miliony rubli w ciągu roku ze względu na różnicę w cenach paliw.
Ponadto metan nie zawiera zanieczyszczeń, co oznacza, że podczas spalania nie tworzy osadów w układzie paliwowym. Silnik benzynowy pracuje dłużej i wydajniej.
Bezpieczny gaz
Gaz ziemny jest obecnie najbezpieczniejszym paliwem dostępnym na rynku. W razie awarii metan nie gromadzi się w zagłębieniach i nie tworzy palnej mieszaniny par i powietrza. Ponieważ gaz jest lżejszy od powietrza, natychmiast odparowuje, więc jego wyciek nie jest niebezpieczny.
Butle, w których magazynowany jest metan, mają bardzo grube i wytrzymałe ścianki. W procesie produkcyjnym są wielokrotnie testowane, aby mieć pewność, że pojemniki wytrzymają ciśnienie gazu.
Gaz do silników
Obecnie prawie wszyscy główni producenci samochodów produkują samochody napędzane metanem. Światowi liderzy branży motoryzacyjnej - Volvo, Audi, Chevrolet, Daimler-Benz, Iveco, MAN, Opel, Peugeot, Citroen, Sсania, Fiat, Volkswagen, Ford, Honda, Toyota - wszyscy oferują dziś fabrycznie produkowane samochody z silnikami zasilane sprężonym gazem ziemnym. Samochody te w niczym nie ustępują swoim tradycyjnym benzynowym odpowiednikom i cieszą się dużą popularnością wśród właścicieli samochodów. Obecnie na świecie jeździ ponad 17 milionów pojazdów napędzanych metanem i liczba ta stale rośnie.
Gaz ziemny, którego główną część stanowi metan (92-98%), jest dziś najbardziej obiecującym paliwem alternatywnym dla samochodów. Gaz ziemny może być stosowany jako paliwo zarówno w postaci sprężonej, jak i skroplonej.
Metan- najprostszy węglowodór, gaz bezbarwny (w normalnych warunkach), bezwonny, wzór chemiczny - CH4. Słabo rozpuszczalny w wodzie, lżejszy od powietrza. W życiu codziennym i przemyśle do metanu dodaje się zwykle środki zapachowe (najczęściej tiole) o specyficznym „zapachu gazu”. Metan jest nietoksyczny i nieszkodliwy dla zdrowia ludzkiego.
Wydobywanie i transport
Gaz znajduje się we wnętrzu Ziemi na głębokości od jednego do kilku kilometrów. Przed rozpoczęciem wydobycia gazu konieczne jest przeprowadzenie badań geologicznych w celu ustalenia lokalizacji złóż. Wydobycie gazu odbywa się w specjalnie do tego celu odwierconych studniach, jedną z możliwych metod. Gaz transportowany jest najczęściej gazociągami. Całkowita długość gazociągów dystrybucyjnych w Rosji wynosi ponad 632 tysiące kilometrów – odległość ta stanowi prawie 20-krotność obwodu Ziemi. Długość głównych gazociągów w Rosji wynosi 162 tysiące kilometrów.
Wykorzystanie gazu ziemnego
Zakres gazu ziemnego jest dość szeroki: wykorzystuje się go do ogrzewania pomieszczeń, gotowania, podgrzewania wody, produkcji farb, klejów, kwasu octowego i nawozów. Ponadto gaz ziemny w postaci sprężonej lub skroplonej może być stosowany jako paliwo silnikowe w pojazdach mechanicznych, maszynach specjalnych i rolniczych, transporcie kolejowym i wodnym.
Gaz ziemny jest ekologicznym paliwem silnikowym
90% zanieczyszczeń powietrza pochodzi z pojazdów.
Przestawienie transportu na przyjazne dla środowiska paliwo silnikowe – gaz ziemny – pozwala na ograniczenie emisji do atmosfery sadzy, silnie toksycznych węglowodorów aromatycznych, tlenku węgla, węglowodorów nienasyconych i tlenków azotu.
Podczas spalania 1000 litrów ciekłego paliwa silnikowego naftowego wraz ze spalinami do powietrza uwalnia się 180–300 kg tlenku węgla, 20–40 kg węglowodorów i 25–45 kg tlenków azotu. W przypadku stosowania gazu ziemnego zamiast paliwa ropopochodnego uwalnianie substancji toksycznych do środowiska zmniejsza się około 2-3 razy dla tlenku węgla, dla tlenków azotu - 2 razy, dla węglowodorów - 3 razy, dla dymu - 9 razy i nie ma tworzenia się sadzy, charakterystycznej dla silników Diesla.
Gaz ziemny jest ekonomicznym paliwem silnikowym
Gaz ziemny jest najbardziej ekonomicznym paliwem silnikowym. Jego przetwarzanie wymaga minimalnych kosztów. Zasadniczo wszystko, co musisz zrobić z gazem przed zatankowaniem samochodu, to sprężyć go w kompresorze. Dziś średnia cena detaliczna 1 metra sześciennego metanu (który pod względem właściwości energetycznych jest równy 1 litrowi benzyny) wynosi 13 rubli. Jest to 2-3 razy tańsze niż benzyna lub olej napędowy.
Gaz ziemny jest bezpiecznym paliwem silnikowym
Granice palności* i temperatury** gazu ziemnego są znacznie wyższe niż w przypadku benzyny i oleju napędowego. Metan jest dwukrotnie lżejszy od powietrza, a w przypadku wycieku szybko rozpuszcza się w atmosferze.
Zgodnie z „Klasyfikacją substancji łatwopalnych według stopnia wrażliwości” rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych, sprężony gaz ziemny jest klasyfikowany jako najbezpieczniejszy, czwarta klasa, a propan-butan – druga.
* Tworzenie się stężenia wybuchowego następuje, gdy zawartość par gazu w powietrzu wynosi od 5% do 15%. Na otwartej przestrzeni nie dochodzi do tworzenia mieszaniny wybuchowej.
** Dolna granica samozapłonu metanu wynosi 650°C.
Gaz ziemny – technologiczne paliwo silnikowe
Gaz ziemny nie tworzy osadów w układzie paliwowym i nie zmywa filmu olejowego ze ścianek cylindrów, zmniejszając w ten sposób tarcie i zmniejszając
zużycie silnika.
Podczas spalania gazu ziemnego nie powstają cząstki stałe i popiół, które powodują zwiększone zużycie cylindrów i tłoków silnika.
Zatem wykorzystanie gazu ziemnego jako paliwa silnikowego pozwala wydłużyć żywotność silnika o 1,5-2 razy.
Poniższa tabela przedstawia kilka faktów na temat CNG i LNG:
Gaz jest jednym z najczęściej stosowanych minerałów. Wykorzystuje się go w wielu obszarach działalności człowieka jako paliwo i umożliwia realizację zadań, które wcześniej były nieosiągalne. Gaz ziemny, taki jak węgiel czy ropa naftowa, wydobywany jest z głębi ziemi za pomocą specjalnego sprzętu. Powstał pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia pozostałości substancji organicznych pochodzenia zwierzęcego na przestrzeni tysięcy lat.
Jest dość niejednorodny, w zależności od lokalizacji i różnych czynników zewnętrznych, może zawierać w różnych ilościach: azot, etan, butan, propan, wodór, siarkowodór itp.
Jak wykorzystuje się gaz we współczesnym świecie?
Gaz wykorzystywany jest głównie jako paliwo do samochodów, elektrowni cieplnych, paliwo do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych i magazynowych, a także do ogrzewania i gotowania żywności. Znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym, paliwowo-energetycznym. Ze względu na przystępną cenę i absolutną przyjazność dla środowiska (gaz jest uważany za najbardziej nieszkodliwe paliwo mineralne w przyrodzie), jest on wykorzystywany zarówno do potrzeb domowych, jak i przemysłowych na całej planecie.
Jak wykorzystuje się gaz ziemny w przemyśle chemicznym?
Zastosowanie gazu ziemnego w przemyśle chemicznym umożliwiło syntezę substancji takich jak polietylen, które wcześniej nie występowały w przyrodzie. Ponadto wykorzystywany jest jako surowiec do tworzenia różnorodnych substancji organicznych: kwasów, alkoholu, tworzyw sztucznych, gumy itp.
Sam gaz ziemny jest bezwonny i bezbarwny. Ze względu na tę cechę nie można go stosować w czystej postaci, ponieważ jego wyciek będzie całkowicie niezauważalny. Aby zapewnić ludziom bezpieczeństwo, do gazu dodaje się substancje o nieprzyjemnym zapachu, takie jak merkaptan etylowy.
Jak transportowany jest gaz ziemny i gdzie jest on wykorzystywany?
Naturalny ze studni, po czym oczyszcza się go z różnych zanieczyszczeń, dodaje się aromat i wprowadza do rurociągu pod ciśnieniem 75 atmosfer. Jest on pompowany systemem przesyłowym gazu do stacji dystrybucyjnych, skąd pod znacznie niższym ciśnieniem przesyłany jest do odbiorców.
Istnieje również metoda skraplania gazu ziemnego, która pozwala na jego transport specjalnymi cysternami. Dalsze wykorzystanie takiego gazu nie różni się od poprzedniej opcji. W porcie gaz jest wypompowywany i dostarczany do systemu przesyłu gazu.