Μια φορά κι έναν καιρό, το αέριο του φούρνου οπτάνθρακα θεωρούνταν υποπροϊόν στη διαδικασία παρασκευής κοκ, οπότε συχνά απελευθερωνόταν ακόμη και στην ατμόσφαιρα (πράγμα που είναι πολύ σπατάλη!). Αργότερα, το αέριο χρησιμοποιήθηκε για τη θέρμανση φούρνων οπτάνθρακα και σήμερα διανέμεται ήδη πλήρως σε εξωτερικούς καταναλωτές για οικιακή χρήση και άλλες ανάγκες. Πώς παράγεται το αέριο οπτάνθρακα και ποια είναι η σύστασή του; Αυτό το άρθρο εξετάζει όλες τις πτυχές του ζητήματος και παρέχει συγκεκριμένα παραδείγματα χρήσης αερίου.
Ιστορική πτυχή
Η ιστορία του αερίου φούρνου οπτάνθρακα ξεκίνησε στα τέλη του 19ου - αρχές του 20ου αιώνα. Ακόμη και τότε, χρησιμοποιήθηκε για φωτισμό, θέρμανση και, κατά συνέπεια, για μαγείρεμα και άλλες οικιακές δουλειές. Εκείνη την εποχή ξέσπασε η βιομηχανική επανάσταση και η αστικοποίηση. Η παραγωγή υποπροϊόντων, λιθανθρακόπισσα και αμμωνία άρχισε να χρησιμεύει ως τα σημαντικότερα συστατικά, δηλαδή πρώτες ύλες, στην κατασκευή βαφών χημικής σύνθεσης και στη χημική βιομηχανία συνολικά. Έτσι, απολύτως όλα τα είδη βαφώνΗ τεχνητή φύση κατασκευάστηκε από πίσσα και αέριο φούρνου οπτάνθρακα.
Επιπλέον, το αέριο φούρνου οπτάνθρακα χρησιμοποιείται ευρέως σε φούρνους για την κατασκευή βιομηχανικών προϊόντων, σε κινητήρες αερίου και, φυσικά, ως πρώτη ύλη για την παραγωγή χημικών προϊόντων.
Παραγωγή αερίου φούρνου οπτάνθρακα
Η λήψη αερίου φούρνου οπτάνθρακα γίνεται ταυτόχρονα με την παραγωγή οπτάνθρακα σε εργοστάσια οπτάνθρακα με ξηρή απόσταξη άνθρακα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτή η διαδικασία πρέπει απαραίτητα να προχωρήσει σε θερμοκρασία 900-1200 βαθμών. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, στα αρχικά στάδια παραγωγής, το αέριο θεωρούνταν υποπροϊόν, έτσι συχνά διέφευγε στον ατμοσφαιρικό αέρα. Λίγο αργότερα, οι φούρνοι οπτάνθρακα άρχισαν να θερμαίνονται με αέριο φούρνου οπτάνθρακα. Έτσι, η κατανάλωση φυσικού αερίου για προσωπικές ανάγκες έχει υποστεί σημαντική μείωση (σχεδόν στο 60%), ενώ το υπόλοιπο ποσό ανήκε σε άλλες κατηγορίες καταναλωτών, π.χ. ή για δουλειές του σπιτιού. Σήμερα, απολύτως όλο το φυσικό αέριο ανήκει σε εξωτερικούς καταναλωτές. Γιατί; Το γεγονός είναι ότι το αέριο του φούρνου οπτάνθρακα είναι πολύ υψηλό σε θερμίδες, πράγμα που σημαίνει ότι είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί φθηνότερο αέριο για τη θέρμανση κλιβάνων. Το υγραέριο είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτού. Παρεμπιπτόντως, βασίζεται σε μείγμα προπανίου-βουτανίου.
Σύνθεση αερίου φούρνου οπτάνθρακα
Όπως αποδείχθηκε, από μια ποικιλία αερίωντεχνητής προέλευσης, το αέριο που εξετάζεται στο προϊόν και λαμβάνεται κατά τη διαδικασία της οπτανθρακοποίησης έχει μεγάλη σημασία. Να σημειωθεί ότι από πρακτικής άποψης η σύνθεσή του υφίσταται σημαντικές διακυμάνσεις. Αυτό εξαρτάται, κατά κανόνα, από την πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται ως καύσιμο, από τη διαφορά στους τρόπους λειτουργίας, από τη φυσική κατάσταση των φούρνων οπτάνθρακα κ.λπ. Η θερμογόνος δύναμη του κυμαίνεται μεταξύ 15-19 MJ/m3. Αν θεωρήσουμε τα συστατικά αυτού του αερίου ως ποσοστό του όγκου, τότε σχηματίζεται η ακόλουθη εικόνα:
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- ακόρεστοι υδρογονάνθρακες: 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το αέριο φούρνου οπτάνθρακα (τύπος: H2CH4NH3C2H4) έχει πυκνότητα σε θερμοκρασία μηδέν βαθμών από 0,45 έως 0,50 kg / m3, η θερμοχωρητικότητα είναι ίση με 1,35 kJ / (m3 K), και η θερμοκρασία, που συνοδεύει τη διαδικασία ανάφλεξης, φτάνει τους 600-650 βαθμούς.
Τύπος ουσίας
Όπως αποδείχθηκε παραπάνω, η σύνθεση του αερίου φούρνου οπτάνθρακα περιλαμβάνει ουσίες όπως υδρογόνο (H2), μεθάνιο (CH4), αμμωνία (NH3) και αιθυλένιο (C2H4). Ως παράδειγμα, θα ήταν σκόπιμο να δοθεί η ακόλουθη σύνθεση καθαρού αερίου φούρνου οπτάνθρακα:
| Στοιχείο | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Περιεχόμενο, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η σύνθεση του υπό εξέταση αερίου εξαρτάται αυστηρά από το καθεστώς θερμοκρασίας της διαδικασίας οπτανθρακοποίησης και τη διάρκειά της. Η ποιότητα του υπό επεξεργασία άνθρακα παίζει επίσης τεράστιο ρόλο. Έτσι, όσο υψηλότερο είναι το καθεστώς θερμοκρασίας της διεργασίας οπτανθρακοποίησης, τόσο υψηλότερο είναι το επίπεδο αποσύνθεσης των υδρογονανθράκων, και επομένως τόσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα του αερίου σε υδρογόνο και μονοξείδιο του άνθρακα. Αντίστοιχα, η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα, αντίθετα, θα είναι χαμηλότερη.
Ανάγκη καθαρισμού αερίου οπτάνθρακα
Σήμερα, το πρόβλημα της ανάγκης καθαρισμού του αερίου φούρνου οπτάνθρακα είναι αρκετά οξύ, επειδή αυτή η σύνθεση επηρεάζει αρνητικά την περιβαλλοντική πτυχή της ζωής. Έτσι, η σύγχρονη κοινωνία προσπαθεί να βελτιώσει τις σχετικές τεχνολογίες. Ο καθαρισμός των αερίων του φούρνου οπτάνθρακα είναι απαραίτητος για την αποτελεσματικότητα των μηχανισμών της εγκατάστασης, επειδή το υδροκυάνιο, του οποίου η περιεκτικότητα σε αέριο φούρνου οπτάνθρακα είναι αρκετά υψηλή, είναι η κύρια αιτία διάβρωσης του επαγγελματικού εξοπλισμού. Επιπλέον, η αμμωνία απελευθερώνεται απαραιτήτως κατά τον σχηματισμό του αερίου του φούρνου οπτάνθρακα. Αυτή η ουσία έχει εξαιρετικά επιζήμια επίδραση όχι μόνο στους αγωγούς, αλλά και στο περιβάλλον, γιατί τελικά φτάνει εκεί. Το αποτέλεσμα των εξεταζόμενων εργασιών είναι ένα υψηλό επίπεδο απώλειας προϊόντων χημικής προέλευσης για μια συγκεκριμένη μονάδα καιεπίσης σημαντικό βαθμό εκπομπής αερίων και αποβλήτων υγρής προέλευσης στην ατμόσφαιρα.
Διαδικασία καθαρισμού αερίου οπτάνθρακα
Όπως αποδείχθηκε, η παραγωγή αερίου φούρνου οπτάνθρακα συνεπάγεται μια σειρά προβλημάτων, γεγονός που δικαιολογεί πλήρως την ανάγκη καθαρισμού του. Μέχρι σήμερα, η πιο αποτελεσματική μέθοδος είναι η εφεύρεση που περιγράφεται σε αυτό το κεφάλαιο, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία οπτάνθρακα. Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να ξεπλύνετε το αέριο με ένα διάλυμα φωσφορικού αμμωνίου σε έναν απορροφητή, ο οποίος πρέπει να είναι εξοπλισμένος με δίσκους. Στη συνέχεια, το αέριο του φούρνου οπτάνθρακα θα πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία με αυτό το διάλυμα πριν εισέλθει στην περιοχή του δίσκου του απορροφητή. Στην περίπτωση αυτή, η ειδική κατανάλωση του κυκλοφορούντος διαλύματος θα πρέπει να είναι 1,0-1,2 l/m3 αερίου, τότε η πυκνότητά του θα είναι ίση με 1,195-1,210 kg/l. Αυτή η μέθοδος καθαρισμού αερίου φούρνου οπτάνθρακα, όπως σημειώθηκε παραπάνω, χρησιμοποιείται συχνά σήμερα στη σχετική βιομηχανία, επειδή είναι η πιο αποτελεσματική.
Εφαρμογή αερίου φούρνου οπτάνθρακα
Σήμερα, το αέριο φούρνου οπτάνθρακα χρησιμοποιείται ευρέως και με ασφάλεια στην κοινωνία ως καύσιμο σε μεταλλουργικές εγκαταστάσεις, καθώς και σε δημοτικές οικονομικές δραστηριότητες και ως πρώτη ύλη για παραγωγή. Όπως αποδείχθηκε, το υδρογόνο εκπέμπεται από το αέριο του φούρνου οπτάνθρακα, το οποίο είναι απλώς απαραίτητο για τη σύνθεση αμμωνίας μέσω μιας γνωστής μεθόδου συμπύκνωσης που λειτουργεί υπό την προϋπόθεση ενός καθεστώτος χαμηλής θερμοκρασίας. Ως αποτέλεσμα αυτούΚατά τη λειτουργία, σχηματίζεται ένα κλάσμα που χρησιμεύει ως πρώτη ύλη υψηλής ποιότητας για διάφορα είδη συνθέσεων. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ανάμειξη υδρόθειου σε αέριο φούρνου οπτάνθρακα είναι απολύτως ανεπιθύμητη σε κάθε περίπτωση (τόσο όταν χρησιμοποιείται αέριο φούρνου οπτάνθρακα ως καύσιμο όσο και όταν χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή χημικών προϊόντων). Γι' αυτό η διαδικασία καθαρισμού, η οποία συζητήθηκε πλήρως στο προηγούμενο κεφάλαιο, είναι τόσο απαραίτητη.
Ακίνητα αερίου
Συμπερασματικά, θα ήταν σκόπιμο να εξεταστούν οι φυσικές ιδιότητες του αερίου του φούρνου οπτάνθρακα. Έτσι, η θερμογόνος δύναμη του είναι από 3600 έως 3700 kcal / m3, το ειδικό βάρος στη σύνθεση της ουσίας κυμαίνεται από 0,45 έως 0,46 kg / m3 (το οποίο είναι σχεδόν τρεις φορές ελαφρύτερο από τον αέρα), το μέγιστο καθεστώς θερμοκρασίας της καύσης του είναι ίση με 2060 μοίρες, και η ίδια η διαδικασία συνοδεύεται από μια κόκκινη φλόγα.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το εν λόγω αέριο είναι εκρηκτικό όταν συνδυάζεται με αέρα. Επιπλέον, το κατώτερο εκρηκτικό όριο κατ' όγκο είναι 6 τοις εκατό αέριο (το υπόλοιπο είναι αέρας), ενώ το ανώτερο εκρηκτικό επίπεδο φτάνει το 32 τοις εκατό αέριο (το υπόλοιπο είναι αέρας). Η θερμοκρασία ανάφλεξης είναι ίση με 550 βαθμούς και για να καεί 1 κυβικό μέτρο αερίου χρειάζονται περίπου 5 κυβικά μέτρα αέρα. Το αέριο του φούρνου οπτάνθρακα δεν είναι προικισμένο με χρώμα και γεύση, αλλά έχει μια ξινή μυρωδιά ναφθαλίνης, σάπιων αυγών, κάτι που μπορεί να εξηγηθεί από την περιεκτικότητα σε υδρόθειο στη σύνθεσή του.
