kotlovi na gas

ZEMNI GAS

Zemni ili prirodni gas je prirodno gasovito fosilno gorivo, sa velikim udelom metana.

Javlja se samostalno (suvi zemni gas), ili zajedno sa naftom, obično u gasnoj kapi iznad nafte (vlažni zemni gas).

Zahvaljujući tome što mu je glavni sastojak metan, u poređenju sa ostalim fosilnim gorivima ima najmanji koeficijent emisije CO2 po jedinici oslobođene energije. Zato se smatra da je zemni gas ekološko gorivo.

 

Gas                                                                          uobičajno učešće              kod Pančeva

Gasoviti ugljovodonici

zapreminski udeo metana (CH4)                            50 – 98 %                              92,599 %

zapreminski udeo etana (C2H6)                                  < 10 %                                 2,784 %

zapreminski udeo propana (C3H8)                              < 7 %                                  0,413 %

zapreminski udeo butana (C4H10)                              < 7 %                                  0,056 %

 

Primese

zapreminski udeo vodonika (H2)                               

zapreminski udeo ugljenmonoksida (CO)                              

zapreminski udeo ugljendioksida (CO2)                       < 30 %                                2,416 %

zapreminski udeo kiseonika (O2)                                  < 12 %  

zapreminski udeo azota (N2)                                          < 28 %                                1,727 %

zapreminski udeo sumporovih jedinjenja (H2S, …)     < 2 %    

 

Od ugljevodonika, zemni gas sadrži metan, etan, propan, n-butan i izo-butan, a javlja se i pentan (n-pentan i izo-pentani)

Osim ugljovodonika, zemni gas sadrži u manjoj ili većoj meri i primese, i to gorive, kao što su vodonik, i donekle ugljenmonoksid i negorive (ugljendioksid, kiseonik, azot), a neki sadrže i sumporova jedinjenja, npr. sumporvodonik, koji je toksičan, korodivan, i krajnje nepoželjan, te se odstranjuje, čak i pre transporta.

 

Toplotna moć

Sa sastavom menja se i toplotna moć: sa većim udelom gasovitih ugljovodonika sa većim brojem ugljenikovih atoma, raste i toplotna moć.

Toplotna moć suvih je orijentaciono oko 36MJ/m3, a vlažnih oko 38 MJ/m3, a ide i do 41MJ/m3. Sledeća tablica navodi vrednosti gornje toplotne moći za pojedine zemlje proizvođače (u opadajućem nizu).

 

poreklo gasa                         toplotna moć (MJ/m3)

Alžir                                                   42

Indonezija                                         40,6

Norveška                                          39,88

Velika Britanija                                39,71

Sjedinjene Američke Države         38,42

Rusija                                                38,23

Kanada                                              38,2

Saudijska Arabija                             38

Uzbekistan                                        37,89

Holandija                                           33,32

 

Toplotna moć zemnog gasa u Jugoslovenskom gasovodu, čvorište Pančevo se kreće u granicama 31,1 ÷ 33,6 MJ/m3 (mesečne srednje vrednosti, za 1991. god.)

 

Ostala svojstva

Gustina ρ = 0,7 kg/m3 (gasovit); ρ = 400 kg/m3 (u tečnom stanju)

Temperatura paljenja    650°C

Temperatura plamena   1957°C

Oktanski broj     120 – 130

Brzina sagorevanja          30 ÷ 50m/s (pri eksploziji 2.000m/s)

Odnos vazduha i gasa u smeši    10 : 1

Granice eksplozivnosti smeše    4,4 ÷ 15%

 

Primena

Principijelno, primena prirodnog gasa se može podeliti na njegovu primenu kao goriva (bilo za grejanje ili pokretanje SUS motora) i u hemijskoj industriji (kao izvor vodonika pri proizvodnji azotnih đubriva, potencijalno i za gorive ćelije).

Koristi se u domaćinstvima, kao kao energent za grejanje, odnosno kuvanje. Domaćinstva se snabdevaju kućnim razvodom plina.

Koristi se u industriji, kao energent za grejanje.

U poslednje vreme se sve više koristi i na vozilima, kao alternativno gorivo pre svega motornim benzinima, ali i dizel gorivu – to u sabijenom obliku (većinom) – kao komprimovani prirodni gas, a eventualno i kao tečni prirodni gas. (Za primenu zemnog gasa na vozilima, vidi KPG.) Prirodni gas je jedno od najperspektivnijih alternativnih goriva.

 

Miris

Zemni gas, kao takav, je gas bez mirisa. Prilikom distribucije vrši se njegova odorizacija, tj. dodaju mu se gasovi sa mirisom (npr. etil-merkaptan – jedinjenje koje sadrži sumpor), tako da bude moguće osetiti ga čulom njuha, kada se javi u koncentracijama iznad 1%.

 

Označavanje

Za označavanje cevi sa gasom, i drugih delova gasne instalacije, koristi se žuta boja.

Najveća nalazišta nalaze se u Rusiji, SAD, Iranu, Holandiji, Alžiru i na Bliskom istoku. U Srbiji su najvažnija nalazišta Elemir, Kikinda i Plandište.

Među najveće proizvođače zemnog gasa spadaju Sjedinjene Američke Države, Rusija i Kanada.

Prirodni gas se distribuira, pre svega, razgranatom mrežom gasovoda. U Evropi se uglavnom koristi ruski gas, tako da je cela Evropa zavisna je od količina zemnog gasa koji isporučuje Rusija.

Srbija se takođe snabdeva ruskim gasom, gasovodom preko Mađarske.

 

O TNG-u (gasu)

TEČNI NAFTNI GAS (TNG) obuhvata nekoliko vrsta zasićenih ugljovodonika kao što su propan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), heksan (C6H14), mešavinu propana i butana u raznim odnosima (0÷100%), njihove izomere kao i razne vrste primesa, najviše propena, propilena, butena, butilena, etana, etena i dr. Naziva se tečnim, pošto se već na relativno niskom pritisku (1.7÷7.5 bara) lako pretvara u tečno stanje i kao tečnost se transportuje i skladišti. Naziv naftni dobio je prema svom poreklu jer su osnovne sirovine za njegovo dobijanje: prirodni gas iz zemlje, sirova nafta i u manjoj meri ulje iz škriljaca. I u drugim zemljama, u međunarodnoj komunikaciji, ovaj je princip zastupljen pa imamo naziv LPG (Liquified Petroleum Gas) za englesko govorno područje, GPL (Gaz Petrolier Liquefiable) kod Francuza, GPL (Gaz di Petrolio Liquefatti) kod Italijana i Flüssiggas, na Nemačkom.

 

Prednosti i mane

Lako se i ekonomicno transportuje, efikasno sagoreva, svi osnovni parametri (pritisak, temperatura, kaloricna moć) lako se kontrolišu i regulišu, zbog malog sadržaja štetnih sastojaka, idealno je gorivo sa aspekta ekologije i zdrave životne sredine. Energija koju daje odmah je upotrebljiva, bez posebnog pripremanja a time i bez gubitaka. Sastoji se od ugljovodonika sa tri odnosno četiri ugljenikova atoma, hemijski je vrlo aktivan i pored energije koju daje služi kao značajna sirovinska baza u industriji sintetičkih materijala. Nedostaci se uglavnom svode na njegovu zapaljivost i uslovnu eksplozivnost a samim tim i opasnost za okolinu.

 

Fizičke i hemijske karakteristike gasa

Tečni naftni gas sastavljen je od takvih ugljovodonika koji se na temperaturi okoline i atmosferskom pritisku nalaze u gasnom stanju. Osnovne komponente tečnog naftnog gasa su zasićeni ili parafinski ugljovodonici od kojih je naviše pripana i butana. Osnovne osobine propana i butana su sledece:

Bezbenosno rukovanje

Jedino se sigurno skladišti i transportuje u zatvorenim posudama pod pritiskom sopstvenih para i pod posebnim propisima. Kada temperatura okoline raste, tecna faza ekspanduje (širi se) u zatvorenim sudovima, pa se ti sudovi nikada ne smeju puniti do vrha, vec se uvek mora ostaviti parni jastuk, kao amortizer za mogucnost širenja. Ukoliko bi posuda bila napunjena do vrha 100% tecnom fazom, onda bi pritisak u posudi rastao u odnosu na povecanje temperature po takozvanom kvadratu brzine (povecanje temperature za 1°C automatski povecanje pritiska za 1 bar, dva stepena, dva bara i tako dalje). TNG nije otrovan ali je u velikoj kolicini narkotican (izaziva pospanost), ipak njegovo dejstvo slabi zbog male rastvorljivosti u krvi. Zato je u normalnim uslovima (atmosferski pritisak) fiziološki indiferentan. Može izazvati gušenje samo pri visokim koncentracijama i to usled smanjene kolicine vazduha. TNG je u gasnom stanju teži od vazduha i uvek pada na pod prostorija i skuplja se u rupama, kanalima, šahtama i na najnižim delovima terena. O ovoj osobini narocito treba povesti racuna prilikom planiranja zemljišta, oko rezervoarskog prostora (kanalizacija, šahte i dr.) kao i prilikom provetravanja prostorija. TNG se ne rastvara u vodi, u tecnom stanju od nje je lakši i pliva na njoj, pa se ne ubraja u materije štetne po vodu. Ovo je moguce izvesti samo pri niskim temperaturama i na površini vode uvek nastaje sloj leda. Ako u tecnom stanju dode u dodir sa kožom, dolazi do njegovog naglog isparavanja, što može proutrokovati teške ozlede, promrzline. Treba napomenuti i da prilikom sagorevanja TNG-a dolazi do vece potrošnje kiseonika iz vazduha, pa zbog toga prostorija u kojoj se nalazi potrošac, mora biti adekvatne velicine. Kompletna gasna instalacija, ukljucujuci rezervoare i ostalu armaturu, mora biti uzemljena.Rad sa otvorenim plamenom ili pušenje blizu gasne instalacije nije dopušteno i strogo je zabranjeno. Najveci dopušteni procenat gasa u vazduhu je oko 1000 ppm ili (0,1%). Nesme se nikako provera isticanja gasa, obavljati šibicom ili upaljacem, Pored delovanja na coveka i okolinu TNG svojim hemijskim sastavom (ugljovodonik) kao i malom viskoznošcu, deluje i na delove instalacija. Ulazi u strukturne pore metalnih materijala i menja njihova mehanicka svojstva. Rastvara organske materije, vecinu masti i ulja, lakove a posebno prirodni kaucuk (gumu). Zbog tih osobina mora se koristiti oprema namenjena iskljucivo za gas, odnosno otporna na dejstvo ugljovodonika. Za podmazivanje se mogu koristiti samo masti životinjskog ili biljnog porekla (ricinusovo ulje ili loj) sa dodatkom grafita a za zaptivanje (dihtung) koriste se veštacki materijali (armirano azbestni klingerit, teflon i neopren).

 

Primena TNG

Primena u domacinstvu: centralno grejanje, peci za grejanje, štednjaci, bojleri, gasne svetiljke, roštilj, rešoi.

Primena u zanatstvu: lemnjenje (npr.kalaj, olovo), opaljivanje boja, rezanje gvožda i celika, loženje kotlova, kuhinje (hoteli,bolnice,restorani)

Primena u industriji: metalna industrija, industrija nemetala, fabrike otkovaka i otpresaka, druge industrije gde je moguca zamena ovih gasova umesto klasicnog goriva.