Co2 при сжигании природного газа

Природный газ. Процесс горения.

Природный газ — это самое распространенное топливо на сегодняшний день. Природный газ так и называется природным, потому что он добывается из самых недр Земли.

Процесс горения газа является химической реакцией, при которой происходит взаимодействия природного газа с кислородом, который содержится в воздухе.

В газообразном топливе присутствует горючая часть и негорючая.

Основным горючим компонентом природного газа является метан — CH4. Его содержание в природном газе достигает 98 %. Метан не имеет запаха, не имеет вкуса и является нетоксичным. Предел его воспламеняемости находится от 5 до 15 %. Именно эти качества позволили использовать природный газ, как один из основных видов топлива. Опасно для жизни концентрация метана более 10 %, так может наступить удушье, вследствие нехватки кислорода.

Для обнаружения утечки газа, газ подвергают одоризации, иначе говоря добавляют сильнопахнущее вещество (этилмеркаптан). При этом газ можно обнаружить уже при концентрации 1 %.

Кроме метана в природном газе могут присутствовать горючие газы — пропан, бутан и этан.

Для обеспечения качественного горения газа необходимо в достаточном количестве подвести воздух в зону горения и добиться хорошего перемешивания газа с воздухом. Оптимальным считается соотношение 1 : 10. То есть на одну часть газа приходится десять частей воздуха. Кроме этого необходимо создание нужного температурного режима. Чтобы газ воспламенился необходимо его нагреть до температуры его воспламенения и в дальнейшем температура не должна опускаться ниже температуры воспламенения.

Необходимо организовать отвод продуктов сгорания в атмосферу.

Полное горение достигается в том случае, если в продуктах сгорания выходящих в атмосферу отсутствуют горючие вещества. При этом углерод и водород соединяются вместе и образуют углекислый газ и пары воды.

Визуально при полном сгорании пламя светло-голубое или голубовато-фиолетовое.

метан + кислород = углекислый газ + вода

Кроме этих газов в атмесферу с горючими газами выходит азот и оставшийся кислород. N₂ + O₂

Если сгорание газа происходит не полностью, то в атмосферу выбрасываются горючие вещества – угарный газ, водород, сажа.

Неполное сгорание газа происходит вследствие недостаточного количества воздуха. При этом визуально в пламени появляются языки копоти.

Опасность неполного сгорания газа состоит в том, что угарный газ может стать причиной отравления персонала котельной. Содержание СО в воздухе 0,01-0,02% может вызвать легкое отравление. Более высокая концентрация может привести к тяжелому отравлению и смерти.

Образующаяся сажа оседает на стенках котлов ухудшая тем самым передачу тепла теплоносителю снижает эффективность работы котельной. Сажа проводит тепло хуже метана в 200 раз.

Теоретически для сжигания 1м3 газа необходимо 9м3 воздуха. В реальных условиях воздуха требуется больше.

То есть необходимо избыточное количество воздуха. Эта величина обозначаемая альфа показывает во сколько раз воздуха расходуется больше, чем необходимо теоретически.

Коэффициент альфа зависит от типа конкретной горелки и обычно прописывается в паспорте горелки или в соответствие с рекомендациями организации производимой пусконаладочные работы.

С увеличением количества избыточного воздуха выше рекомендуемого, растут потери тепла. При значительном увеличение количества воздуха может произойти отрыв пламени, создав аварийную ситуацию. Если количество воздуха меньше рекомендуемого то горение будет неполным, создавая тем самым угрозу отравления персонала котельной.

Для более точного контроля качества сгорания топлива существуют приборы — газоанализаторы, которые измеряют содержание определенных веществ в составе уходящих газов.

Газоанализаторы могут поступать в комплекте с котлами. В случае если их нет, соответствующие измерения проводит пусконаладочная организация при помощи переносных газоанализаторов. Составляется режимная карта в которой прописываются необходимые контрольные параметры. Придерживаясь их можно обеспечить нормальное полное сгорание топлива.

Основными параметрами регулирования горения топлива являются:

• соотношение газа и воздуха подаваемых на горелки.

• коэфициент избытка воздуха.

• разряжение в топке.

• Кэфициент полезного действия котла.

При этом под коэфициентом полезного действия котла подразумевают соотношение полезного тепла к величине всего затраченного тепла.

Состав воздуха

Название газа	Химический элемент	Содержание в воздухе
Азот	N2	78 %
Кислород	O2	21 %
Аргон	Ar	1 %
Углекислый газ	CO2	0.03 %
Гелий	He	менее 0,001 %
Водород	H2	менее 0,001 %
Неон	Ne	менее 0,001 %
Метан	CH4	менее 0,001 %
Криптон	Kr	менее 0,001 %
Ксенон	Xe	менее 0,001 %

Источник

Co2 при сжигании природного газа

сжиганием природного газа

Воздух и природный газ подаются в горелку, специально разработанную для сжигания природного газа с минимальным коэффициентом избытка воздуха, установленную на Генераторе СО2. При сжигании образуется дымовой газ, состоящий из двуокиси углерода, азота и паров воды, тепло расходуется на кипячение водного раствора моноэтаноламина (МЭА). Из камеры сгорания дымовые газы проходят в охладитель (скруббер), где промываются и охлаждаются при прямом контакте с охлаждающей водой до температуры абсорбции 38…40°С. Одновременно с промывкой от примесей частично конденсируются пары воды. В колонне Абсорбера двуокись углерода поглощается из дымовых газов раствором моноэтаноламина (МЭА). Оставшиеся газы (N2, H2O) выдуваются в атмосферу. Из абсорбера насыщенный раствор МЭА (обогащенный СО2) перекачивается в колонну Десорбера. Перед десорбером насышенный раствор подогревается за счет теплообмена с истощенным раствором в Теплообменнике раствора. В Колонне Десорбера осуществляется процесс тепло– и массообмена между паром, поступающим из Генератора и насыщенным раствором МЭА. Смесь полученного диоксида углерода и водяного пара охлаждается в Холодильнике газа. Холодильник газа состоит из двух последовательно установленных аппаратов. В первом по ходу газа теплообменнике подогревается вода отопления до требуемой температуры 60..80°С, а во втором происходит полное охлаждение диоксида углерода до необходимой температуры 35°С. Использование тепла охлаждения для производства горячей воды или отопления существенно повышает энергоэффективность производства. Система очистки при низком давлении служит для удаления следов МЭА. В системе используются скрубберы и барботеры для промывки газообразного диоксида углерода водой и раствором KMnO4 и адсорбер низкого давления с активированным углем.

Очищенная газообразная двуокись углерода сжимается Компрессором без смазки цилиндров, спроектированным и изготовленным из материалов, специально предназначенных для работы с насыщенной влагой газообразной двуокисью углерода. Сжатая двуокись углерода после концевого холодильника Компрессора охлаждается в дополнительном холодильнике холодной водой и после отделения капельной влаги подается в Блок осушки СО2, который состоит из двух адсорберов, поочередно переключающихся для регенерации. Регенерация адсорбента производится нагретой сухой двуокисью углерода. Для очистки от запахов установлен адсорбер с активированным углем. Осушенная и очищенная двуокись углерода подается в Конденсатор СО2-испаритель фреона, где газ конденсируется при давлении 1,8…2,0 Мпа. Фреоновый холодильный агрегат служит для охлаждения Конденсатора СО2. Жидкая двуокись углерода из Конденсатора СО2 подается в Накопительную емкость.

Схема

Изометрия

Источник

Расчет объема углекислого газа при сжигании природного газа

Калькулятор позволяет рассчитать объем углекислого газа (СО₂) при сжигании природного газа:

• • приведенный к нормальным условиям (по стехиометрическим уравнениям);
  • приведенный к рабочим условиям (исходя из температуры дымовых газов).

  Калькулятор объема углекислого газа при сжигании газа

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Общие данные

  Объем углекислого газа образующегося при сжигании природного газа (алканов, парафинов, также насыщенных углеводородов) определяется согласно химическим уравнениями:

  где красным (стехиометрические коэффициенты) выделено количество молекул углекислого газа выделяющегося при сжигании 1 молекулы природного газа. Так как согласно закону Авогадро в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же количество молекул, то это соотношение верно и к объема веществ в уравнениях.

  Более подробно методика расчет состава дымовых газов в зависимости от вида и состав топлива приведена в нормативном методе «ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ (НОРМАТИВНЫЙ МЕТОД)».

  Масса, объем, плотность и температура углекислого газа.

  На практике (при решении инженерных задач) для определении параметров углекислого газа в составе дымовых газов можно использовать формулы для идеального газа. Это связано с тем, что в большинстве случаев параметры дымовых газов не сильно отличны от нормальных (стандартных) условий (особенно по давлению газа).

  Температура дымовых газов, в том числе углекислого газа, зависит от технологического процесса. При сжигании газа в отопительном оборудовании (паровые и водогрейные котла, газовые водонагреватели) температура дымовых газов обычно составляет 160-180 ºС.

  Литература

  • • ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ (НОРМАТИВНЫЙ МЕТОД). Издание третье, переработанное и дополненное, Санкт-Петербург, 1998 г.

    Примечание.

    В комментарии приветствуются пожелания, замечания и рекомендации по улучшению программы.

    Источник