Qazlı yanacaq: təsviri, xüsusiyyətləri, istehsal üsulları, tətbiqi

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 13:49

Qaz yanacağı 19-cu əsrin ortalarından məlumdur. Məhz o zaman məşhur mühəndis Lenoir özünün ilk qaz daxili yanma mühərrikini yaratdı. Bu aparat ibtidai idi və yanma kamerasını əvvəlcədən sıxmadan işləyirdi. Müasir mühərriklər buna uyğun gəlmir. Bu gün qaz yanacaqlarından istifadə təkcə avtomobillərlə məhdudlaşmır. Bu ekoloji cəhətdən təmiz, ucuz və sərfəli yanacaq növü getdikcə daha çox yeni nişləri fəal şəkildə fəth edir və milli iqtisadiyyatın bütün sahələrində fəal şəkildə istifadə olunur. Bu məqalə yanacağın təsvirini, xüsusiyyətlərini təqdim edir. Ümumi mənada onların necə istehsal olunduğunu və istifadə edildiyini təsvir edir.

Ümumi məlumat

Qaz yanacaq çox alovlanan bir maddədir. Bu keyfiyyətli və faydalı xüsusiyyət elmin müxtəlif sahələrində istifadə olunur vətexnologiya. Məsələn, əhali və sənaye qazlı yanacaq qazanlarından getdikcə daha çox istifadə edir. Bu yanacaqda karbonun oksidləri (dioksidləri), karbon qazı buxarları, həmçinin azot, hidrogen, oksigen və digər çirklər kimi elementlər müxtəlif miqdarda ola bilər. Qaz yanacağı ilə işləyən müasir qurğular işləyən qazın kimyəvi tərkibinə çox həssasdır. Əgər o, istehsalçı tərəfindən tövsiyə olunan standartlara cavab vermirsə, o zaman avadanlıq çox güman ki, sıradan çıxacaq və bahalı təmir tələb olunacaq.

Qazları təşkil edən bütün maddələr yanan və yanmayanlara bölünə bilər. Birincisi, metandan əlavə etan, propan və butandır. Partlayıcı və müvafiq olaraq yanan karbonmonoksit və hidrogendir. Hidrogen xüsusilə təhlükəlidir. Məhz bu səbəbdən onu qaz balonlarında saxlamaq tövsiyə edilmir. Ən yaxşı həll hidrogen generatoru almaqdır. Bu cihaz lazım olduqda distillə edilmiş sudan hidrogeni çıxarır. Beləliklə, böyük həcmdə qazın partlaması təhlükəsi aradan qaldırılır.

Dövlət maye və qaz yanacaqlarının topdansatış ticarətində monopoliyadır. Bu, bu növ xammalın strateji əhəmiyyətini göstərir.

Mənşə görə yanacağın təsnifatı

Maye kimi qaz yanacaqları da mineral kimi çıxarıla bilər və ya süni şəraitdə istehsal oluna bilər. Birinci halda, belə yanacaq təbii adlanır, ikincisi isə -süni.

Mütəxəssislər müxtəlif regionlardan çıxarılan maye və qaz yanacaqlarının tərkibində fərqlər qeydə alıblar. Kimyəvi tərkibindəki fərqlərə görə, yanma zamanı ayrılan istilik miqdarında da cüzi fərqlər var. Təbii qaz yanacağı demək olar ki, tamamilə (sahədən asılı olaraq 95-99%) metan adlanan maddədən ibarətdir (kimyəvi formula - CH_{4). Bu yanacaq təbii qaz adlanır. Və bu, bu gün ən ucuz enerji mənbəyidir. Məhz buna görə də bu növ enerji resursları milli iqtisadiyyatın bütün sahələrində fəal şəkildə istifadə olunur. Bununla belə, bütün üstünlüklər qaz yanacaqlarında işləyən cihazların aşağı səviyyədə təhlükəsizliyi ilə kölgədə qalır. Qaz qurğularının istismarı qaydalarının pozulması nəticəsində baş verən qəzalar və insan tələfatı ilə bağlı mətbuatda mütəmadi olaraq narahatedici xəbərlər dərc olunur.}

Süni qaz yanacaqlarına bərk və ya maye yanacaqların emalından alınan maddələr daxildir. Onun ən çox yayılmış və populyar növləri koks krekinq qazlarıdır. İşıqlandırma, su və qarışıq yanacaqlar da bu qrupa daxil edilə bilər. Müəyyən bir qazın kimyəvi tərkibindən asılı olaraq, yanma zamanı ayrılan istilik səviyyəsi geniş diapazonda dəyişir. Bu cür maddələr yüksək partlayıcıdır. Bu səbəbdən yanmazdan əvvəl onların təbii qazla qarışdırılması tövsiyə olunur. Bu tədbir qaz yanacağı ilə işləyən cihazların işləmə təhlükəsizliyini böyüklük sırasına görə artırır. Bu manipulyasiyalar xüsusi təchiz olunmuş bazalarda həyata keçirilir. Sonra beləqaz son istifadəçiyə silindrlərdə və ya başqa şəkildə verilir. Ancaq belə bir qarışığın daha az təhlükəli olmasına baxmayaraq, təzyiq gəmiləri ilə işləmək üçün bütün qaydalara və qaydalara və təhlükəsizlik qaydalarına riayət etməklə hələ də həddindən artıq ehtiyatla işlənməlidir. Və bu yeganə təhlükə deyil. Bu maddə zəhərlidir və inhalyasiya ciddi nəticələrə və hətta ölümə səbəb ola bilər.

Məqsədinə görə yanacaq təsnifatı

Qaz halında olan yanacaq həm istilik qurğularında, həm də daxili yanma mühərriklərində istifadə olunur. Müvafiq olaraq, bu əsasda onu motor yanacağı və qazan-soba yanacağına bölmək olar.

Təbii qaz ənənəvi olaraq qazan və soba yanacağı kimi istifadə olunur. Nadir hallarda süni yanacaq istifadə olunur. Yalnız bəzi əlavələr olan eyni yanacaq növü avtomobillərə yanacaq doldurmaq üçün də istifadə olunur.

Təbii qazın təsviri

Bu mineralın dövlətimizin iqtisadiyyatı və bütövlükdə dünyanın iqtisadi inkişafı üçün əhəmiyyətini çox qiymətləndirmək çətindir. Bir çox avtomobillər, qazlı yanacaq qazanları, elektrik stansiyaları və kombinə edilmiş istilik və elektrik stansiyaları ondan istifadə edir. Mavi yanacağın (bəzən təbii qaz da belə adlanır) proqnozlaşdırılan qiymətləri əsasında dövlət büdcələri tərtib edilir.

Bu qazın 90%-dən çoxu metan molekullarından ibarətdir (CH_{4). Təbii qazın tərkibində metanla yanaşı, propan, azot, karbon qazı, su buxarı və digər çirkləri olan butan da var (onlar zərərli sayılırlar). ATKiçik miqdarda təbii qazın tərkibində inert qazlar da var (helium və s.). Sonuncuların qazla işləyən maşınlara, qurğulara və mexanizmlərə faydalı təsir göstərdiyinə, həmçinin yanacağın yanma proseslərinin fizikasını təkmilləşdirdiyinə inanılır. Yanacağın istifadəyə yararlılığı, keyfiyyəti karbohidrogen komponentlərinin faizi ilə qiymətləndirilir.}

Təbii qaz təkcə qiymətli yanacaq deyil, həm də bir sıra sənaye sahələri üçün xammaldır. Belə ki, onun tərkibindəki metandan iri kimya zavodları hidrogen istehsal edir. Bu reaksiyanın baş verməsi üçün onun oksidləşməsi lazımdır. Hidrogenlə yanaşı, ondan asetilen də alınır. Bu maddələr əsasında hər cür aldehidlər, metil spirti (çox zəhərli və təhlükəli maddə), ammonyak, aseton, sirkə turşusu və s. Bununla belə, fakt olaraq qalır ki, təbii qazın əsas tətbiq sahəsi qaz yanacaqlarının müxtəlif hərəkət mexanizmləri (avtomobil mühərrikləri) və qazan qurğuları üçün yanmasıdır.

Qazların əsas xassələri

Bütün qazlar (yalnız yanacaq deyil) nisbətən kiçik bir sıxlıq indeksi ilə birləşir. Nəzərdən keçirilən təbii qaz və onun süni analoqları üçün onun dəyəri hər kubmetr üçün 0,8 kiloqram səviyyəsində saxlanılır. Mayeləşdirilmiş qaz yanacağının sıxlığı bir qədər yüksəkdir və hər kubmetr üçün təxminən 2,3 kiloqramdır.

Qazlar əsasən zəhərli maddələrdir. Karbon oksidlərinin miqdarı artdıqca toksiklik artır vəqazda hidrogenlə kükürd birləşmələri. Atmosferdə təsvir edilən zərərli qazların bir və ya daha çox faizini təşkil edən insan üç dəqiqə ərzində zəhərli maddənin ölümcül dozasını nəfəs alacaq.

Sözügedən qazlar partlayıcıdır. Üstəlik, karbonmonoksit və hidrogen faizinin artması ilə detonasiya riski artır. Maraqlı xüsusiyyət: bu maddələrin tərkibi 74%-dən çox olduqda, qazın partlaması ehtimalı demək olar ki, sıfıra bərabərdir.

Əsas yanacaq xüsusiyyətləri

Müəyyən bir yanacaq növünün müqayisəli təhlilində mütəxəssislər aşağıdakı anlayışlarla işləyirlər: yanacağın nəmliyi, kükürdün miqdarı, kül (qalıq), kalorifik dəyər və istilik çıxışı.

İsitmə qabiliyyəti minimum oksigen tərkibli yanma prosesi üçün kifayət qədər temperatura aiddir. Eyni zamanda, nə hava, nə də yanar qarışıq əlavə olaraq qızdırılmır.

Yanma sahəsindən çıxan bərk qalığa kül deyilir. O, artıq yandıra bilmir. Şlak eyni küldür, yalnız əridikdən sonra. Bu maddənin meydana gəlməsi bütün sistemin işinə mənfi təsir göstərir, yanacaq avadanlıqlarını bağlayır. Ona görə də dizayn işləri zamanı bu göstəricinin nəzərə alınması vacibdir.

Əhəmiyyətli göstərici rütubətdir. Yanacağın xüsusiyyətlərinə mənfi təsir göstərir. Onun mövcudluğu egzoz həcmlərinin artmasına, quraşdırmanın səmərəliliyinin azalmasına səbəb olur.

Kükürdün və onun birləşmələrinin yanma məhsulları səthlərdə korroziya proseslərinə səbəb olur və aktivləşdirirmühərriklərin və egzoz sistemlərinin polad hissələri. Bundan əlavə, ətraf mühitə və insan sağlamlığına mənfi təsir göstərirlər. Buna görə də bu göstəricini nəzərə almaq çox vacibdir.

Kaloriya dəyəri çox vacib bir xüsusiyyətdir. Avadanlıqların hesablanması və layihələndirilməsi zamanı nəzərə alınır və yanacaq sərfiyyatını müəyyən etməyə imkan verir. Bu dəyər eksperimental olaraq müəyyən edilir. Bu məqsədlər üçün xüsusi bir kalorimetr istifadə olunur. Yanacağın məlum miqdarı (kütləsi) yandırılır və kalorimetrin suyun temperaturunun dəyişməsi qeydə alınır. Sonra əldə edilən məlumatı düsturla əvəz etmək və yanma istiliyini hesablamaq kifayətdir.

Assosiativ qaz

Təbii qaz quyulardan çıxarılırsa, səmt qazı neft hasilatının əlavə məhsuludur. Belə qazda metanın miqdarı ənənəvi təbii qazdan bir qədər azdır. Bununla belə, qaz yanacaqlarının yanması müqayisə edilə bilən istilik yaradır.

Əlavə qaz (əlaqəli) həmçinin metallurgiya zavodları tərəfindən istehsal olunur. Bu müəssisələrdə yanacaq sobalarda buraxılır. Bunlar koks sobası və domna qazları adlanan qazlardır. Bir qayda olaraq, bu qazlar yerində yandırılır (bir sobaya və ya qazanxanaya verilir). Oxşar əlavə məhsul dərin mədənlərdə istehsal olunur və bu, tez-tez fəlakətlərə səbəb olur.

Quru distillə ilə qaz hasilatı

Süni qaz bərk (maye) yanacağın əlavə emalı ilə əldə edilir. Bu yolla, sözdə istehsalçı qaz və quru distillə qazı əldə edilə bilər.

Quru olduqdadistillə yanacağı yüksək temperaturun təsiri altında parçalanır. Bu vəziyyətdə, bir oksidləşdirici maddənin (hava) daxil olmasını istisna etmək lazımdır. Bir sıra addımlardan sonra orijinal yanacaq öz qazına, tar birləşmələrinə və koksa parçalanır. Yaranan məhsulların dəqiq tərkibi yanacağın ilkin tərkibindən və prosesin şərtlərindən (ilk növbədə temperaturdan) asılıdır.

Yüksək temperaturda (1000 - 1100 dərəcə Selsi bölgəsində) baş verən distillə prosesi kokslaşma adlanır. Bu halda parçalanma məhsulları faktiki qaz (koks) və koksdur. Yaranan qazın sıxlığı və yanma istiliyi nisbətən aşağıdır (müvafiq olaraq kubmetr üçün 0,5 kiloqram və kubmetr üçün 16000 kilojoul). Bu müalicə zamanı bir ton kömür 350 kubmetr qaza çevrilir. Bu göstərici dəyişə bilər və prosesin şərtlərindən və xammalın (kömür) kimyəvi tərkibindən və mənşəyindən asılıdır.

Aşağı temperaturda quru distillə də var. O, 500 dərəcə Selsi bölgəsində temperaturu olan bərk yanacağın emalından ibarətdir. Bu üsulla minimum qaz miqdarı (xammalın hər tonuna 30 kubmetrdən çox olmayan) formalaşır. Bu halda əsas məhsul daha sonra motor yağları və yanacaq istehsalında istifadə olunan qatrandır.

Bərk yanacağın qazlaşdırılması yolu ilə qazın alınması

Qaz yanacaqlarının alınması üçün ümumi üsullardan biri qazlaşdırma deyilən üsuldur. Bərk yanacağın kimyəvi-termik müalicəsindən (yüksək temperaturun birləşmiş təsiri) ibarətdirvə kimyəvi müalicə). Bərk yanacağın tərkibində olan karbon atomları su və buxarla qarşılıqlı əlaqədə olur və reaksiya verir, qaz (yanacaq) əmələ gətirir. Qazlaşdırma prosesində quru distillə də baş verir. Qaz generatoru bərk yanacaqların (ilk növbədə kömür) qazlaşdırılması üçün bir cihazdır. Bu cihaz aşağıdakı maddələri istehsal edir: metan, hidrogen və karbon monoksit. Səslənən qazlarla yanaşı, yanmayan maddələr də əmələ gəlir (karbon qazı, azotlu oksigen və su buxarı).

Qaz generatorlarının dizaynları - böyük çeşid. Sxem və qovşaqların siyahısı ilk növbədə xammal növündən asılıdır. Ümumiyyətlə, metal divarları olan bir silindrdir. Havalandırma (hava qəbulu) və yaranan qazın çıxışı üçün açıqlıqlara malikdir. Hava təchizatı güclü fanatlardan istifadə edərək məcburidir. Dizayn operator üçün lyuk təmin etməlidir. Yanacaq damdan yüklənir. Beləliklə, zahirən, bu bölmə ağrılı şəkildə məşhur "qarın sobasına" bənzəyir. Ancaq bir fərq var - bacanın olmaması.

Qaz generatoru yalnız bütün quraşdırmanın əsasını, belə demək mümkünsə, nüvəni təşkil edir. Bu cür avadanlıqların diaqramlarına baxsanız, aydın olur ki, bütün digər komponentlər və qurğular qazı normal vəziyyətə gətirmək üçün nəzərdə tutulub (təmizləmə, soyutma və s.).

Qazdan istifadə və istifadənin üstünlükləri

Qaz yanacağın tərkibi ondan ənənəvi benzin, mazut və mazutlara alternativ kimi səmərəli istifadə etməyə imkan verir.dizel. Neft ehtiyatları tükənib. Ekspertlərin fikrincə, bu, bir neçə onilliklər davam edəcək. Daha çox qaz ehtiyatı var. Beləliklə, qaz avadanlığının milli iqtisadiyyatın bütün sahələrində fəal şəkildə tətbiqi və istifadəsi həll olunmasa, ən azı kəskin karbohidrogen xammalı çatışmazlığı problemini təxirə salacaqdır.

İkinci və çox mühüm üstünlüyü benzin mühərrikinin işlənmiş qazları ilə müqayisədə qazın yanma məhsullarının nisbi təmizliyidir. Yəni qaz yanacağı ilə işləyən maşın və mexanizmlər daha ekoloji təmizdir və ətraf mühiti o qədər də çirkləndirmir. Böyük şəhərlərdə və böyük şəhərlərdə bu problem xüsusilə kəskindir. Buna görə də səlahiyyətlilər şəhər ictimai nəqliyyatının bütün parkını yeni ekoloji standartlara köçürməyə çalışırlar.

Üçüncü üstünlük qarışığın tərkibini tənzimləməklə mühərriki şəxsi ehtiyaclara və üstünlüklərə uyğunlaşdırmaq imkanıdır. Gələcəkdə bu, əlavə pul ödəməməyə imkan verəcək.

Dördüncü fayda, mühərrikin istismar müddətini artırmaq və mühərrik yağının tam dəyişdirilməsi arasındakı vaxtı artırmaqdır. Axı qaz, neft məhsullarından fərqli olaraq, mexanizmin (mühərrikin) sürtünən hissələrinin səthlərindən yağı (yağ) təmizləmir.

Beşinci - qaz qarışığı ənənəvi yanacaqla müqayisədə daha çox partlama qabiliyyətinə malikdir. Bu, avtomobilin mühərrikinin gücünü əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa imkan verir.

Altıncı - bərk və maye yanacaqlardan fərqli olaraq, qazlı yanacaqların vurulmadan əvvəl qızdırılmasına ehtiyac yoxdur. Müsbətdiristisnasız olaraq həm bütün sistemin etibarlılığına, həm də bütün performans göstəricilərinə təsir göstərir.

Yeddinci üstünlük: qazın istifadəsi ilə silindrlərə vurulması daha vahid olur. Beləliklə, gedişin hamarlığı və sürücülük mexanizmlərinin işləməsi artır, çox yüklənmiş hissələrin aşınması azalır.

Təəssüf ki, həmişə təsvir olunan faydaların hamısı əldə edilmir. Çox vaxt avtomobil sahibləri yanacaq qiymətlərindəki fərqə qənaət etmək üçün benzin mühərriklərini qaz yanacağına çevirirlər. Bununla belə, mühərrik benzin və ya dizel üçün nəzərdə tutulmuşdur. Beləliklə, bütün hissələrin çox yaxşı əlaqələndirilmiş işi deyil. Mühəndislər hesablayıblar ki, avtomobil benzindən qaza keçəndə mühərrik öz gücünün təxminən 20 faizini itirir. Zərərləri kompensasiya etmək üçün bir çox sahiblər yanma kamerası sahəsinin sıxılma nisbətini artırır. Bu, mühərrikin ömrünü xeyli azaldır. Başqa bir tədbir turbo doldurma sisteminin quraşdırılmasıdır. Amma bu tədbirə çoxlu pul yatırmaq lazım gələcək. Maye və qaz yanacaqlarında mühərrik və ya qazanxananın işləməsi tamamilə fərqli performans göstəricilərini nümayiş etdirir. Üstəlik, üstünlük bərk yanacağın tərəfində olmaqdan uzaqdır.