Получение синтетического природного газа SNG
Синтетический природный газ является, по сути, пропан-бутановоздушной смесью, теплотворные характеристики которой идентичны метану. Газ SNG (Syntetic Natural Gas) — это искусственно полученный газ, использование которого позволяет бесперебойно поставлять топливо в котельные, на производства, в технологические линии и другое газоиспользующее оборудование.
Почему нельзя использовать, например, непосредственно метан? Его подача может быть приостановлена в связи с форс-мажорными обстоятельствами, а некоторые производства не могут позволить приостановку технологического процесса. Или социально значимые объекты: прекращение поступления топлива в отопительную систему и систему ГВС просто недопустимо. Кроме того, в негазифицированных районах выгодным источником тепла также может стать синтетический природный газ.
Чтобы обеспечить постоянную подачу газового топлива, применение синтетического природного газа — один из наиболее экономически обоснованных и выгодных выходов для создания как резервной, так и основной системы газоснабжения.
Понятие и состав синтетического природного газа
Его назначение — заменить собой метан, который состоит до 97-98% из самого метана с примесями бутана, пропана, этана и 2-3% других веществ (сероводорода, кислорода, азота, гелия). Для того, чтобы искусственный газ мог заменить метан, первый должен обладать схожими характеристиками с последним, а именно иметь:
- относительную плотность — 0,56;
- теплоту сгорания — 40,98 МДж/м 3 ;
- число Воббе — 54,76 МДж/м 3 .
Синтетический природный газ — это однородная смесь сжиженного углеводородного газа (пропан-бутановой смеси) и воздуха. При этом пропан и бутан имеют разные характеристики. Чтобы в результате их смешения получить необходимую теплоту сгорания, берется:
- 68% пропана и 32% воздуха
- 56% бутана и 44% воздуха
- 59% пропан-бутановой смеси СУГ в соотношении 30/70 и 41% воздуха
При использовании пропана SNG обладает следующими характеристиками: относительная плотность — 1,361, теплота сгорания — 63,89 МДж/м 3 , число Воббе — 54,76 МДж/м 3 . Смешение бутана и воздуха дает газ с относительной плотностью 1,560, теплотой сгорания — 68,40 МДж/м 3 , числом Воббе — 54,76 МДж/м 3 , а СУГа и воздуха — относительной плотностью — 1,510, теплотой сгорания — 67,29 МДж/м 3 , числом Воббе — 54,76 МДж/м 3 .
Смесительные установки для получения синтетического природного газа
Для смешения пропан-бутановых смесей и воздуха используются смесительные установки, которые позволяют контролировать и регулировать соотношение исходных рабочих сред для получения газового топлива требуемых параметров.
Завод ГазСинтез Ⓡ выпускает смесительные установки СИНТЭК низкого, среднего и высокого давления на базе смесительных клапанов и трубок Вентури*, созданные на основании собственных научно-технических разработок в соответствии с действующими потребностями и государственными стандартами. Смесительные установки СИНТЭК синтезируют синтетический газ, калорийность которого идентична калорийности природного газа. Максимальная производительность оборудования по газу составляет до 50000 м 3 /ч.
Принцип работы смесительных комплексов
Смесительные установки включают в себя как непосредственно смесительную систему, так и «вспомогательное» оборудование, состоящее из резервуаров для хранения сжиженного углеводородного газа, насосов, испарителей, а также контрольно-измерительных приборов и регуляторной группы.
Принцип действия смесительных систем заключается в получении паровой фазы СУГ и смешении ее с воздухом для снижения калорийности. Смешение может происходить при высоком, среднем или низком давлении. Различие заключается только в конструктивных различиях смесительных установок, а именно, в использовании смесительных клапанов или трубок Вентури.
Сжиженный углеводородный газ хранится в газгольдерах в жидком агрегатном состоянии. Оттуда он откачивается насосом и подается на испаритель или испарительную установку, где происходит его испарение, т.е. повышается его температура для получения паровой фазы. И уже паровая фаза поступает в смесительную установку, где смешивается с сжатым воздухом в смесительном клапане или с атмосферным воздухом в трубках Вентури. Соотношение объема паровой фазы СУГ и воздуха зависит от заданных параметров.
Контрольно-измерительные приборы осуществляют контроль за характеристиками — температурой, давлением. Регуляторная группа устанавливается как на линию подачи жидкой и паровой фаз СУГ, так и на линию выдачи уже синтетического газа. Безопасность эксплуатации оборудования обеспечивается сбросной линией, запорным и предохранительным клапанами, которые необходимы для понижения давления путем сброса газа или прекращения его поступления.
Опционально установки комплектуются конденсатосборником для сбора влаги из полученного газа и приемным ресивером для хранения SNG.
При необходимости внедряется система автоматики и дистанционного управления, которая позволяет управлять подачей СУГ, воздуха и образованием синтетического природного газа, в том числе дистанционно без присутствия рабочего персонала.
* (особенности конструкции и принцип действия смесительных установок СИНТЭК Вы можете найти в соответствующем разделе Каталога продукции)
Для того, чтобы купить оборудование для получения SNG в Вашем городе, Вы можете:
- позвонить нашим специалистам по телефону 8-800-505-4651 (для Москвы, Санкт-Петербурга и регионов) или +7 (8452) 250-933
- прислать письменный запрос и техническую информацию на электронную почту
- воспользоваться формой «Заказать услугу»
Источник
Использование СУГ в создании синтетического природного газа
В регионах Сибири и Дальнего Востока, характеризующихся низкой плотностью населения и большими расстояниями между населенными пунктами, уровень газификации природным газом в настоящий момент является незначительным. При этом, единственной альтернативой природному газу остаются сжиженные углеводородные газы (СУГ).
Однако использование СУГ и их смесей имеет ряд собственных ограничений, особенно выраженных в условиях сезонных экстремальных отрицательных температур некоторых регионов:
Во-первых, СУГ требует значительных усилий по созданию паровой фазы.
Во-вторых, паровую фазу нельзя транспортировать на значительное расстояние, т.е. газоиспользующее оборудование должно находиться в непосредственной близости от источника газоснабжения.
Всех этих недостатков лишен синтетический природный газ (SNG — synthetic natural gas (англ.)) уже давно используемый во всём мире.
Синтетический природный газ (SNG) — газ, полученный путем смешения воздуха с каким-либо углеводородным газом либо смесью газов, имеющий теплотворную способность, равную теплотворной способности метана.
Основное использование SNG в мировой практике — замена природному газу, дающая возможность быстрого перевода систем газоснабжения с одного источника топлива на другой.
В случае одномоментного переключения с одного энергоносителя на другой ни потребители, ни газоиспользующие устройства «не замечают» смены потребляемого топлива.
Наиболее часто для создания SNG используется смесь СУГ с воздухом.
Ключевым в понятии «синтетический природный газ» является постоянство теплового потока, получаемого при сжигании газа, характеризуемое так называемым «числом Воббе».
Число Воббе Wон,ов газообразного топлива (низшее или высшее) — это отношение объемной (соответственно, низшей или высшей) теплоты сгорания к корню квадратному из относительной плотности газообразного топлива.
К примеру, природный газ — метан имеет следующие показатели:
- Относительная плотность – 0,56
- Теплота сгорания – 40,98 МДж/м 3
- Число Воббе – 54,76 МДж/м 3
Соответственно, совместимые смеси SNG будут иметь различные пропорции углеводородных газов и воздуха, в том числе:
- Пропан – 68%, воздух – 32% (теплота сгорания смеси – 63,89 МДж/м 3 , относительная плотность – 1,361, число Воббе – 54,76 МДж/м 3 )
- Бутан – 56%, воздух – 44% (теплота сгорания смеси – 68,40 МДж/м 3 , относительная плотность – 1,560, число Воббе – 54,76 МДж/м 3 )
- СУГ (соотношение пропана и бутана 30/70) – 59%, воздух – 41% (теплота сгорания смеси – 67,29 МДж/м 3 , относительная плотность – 1,510, число Воббе – 54,76 МДж/м 3 )
Смесительные установки в общем случае включают в себя четыре основных элемента:
- испаритель;
- смесительную систему;
- ресивер – сепаратор;
- воздушный компрессор.
Испаритель может применяться любого типа: электрический, жидкостный, прямого горения.
Смесительная система осуществляет предварительное смешение смеси СУГ и воздуха в нужной пропорции.
Ресивер-сепаратор представляет собой накопительную емкость, где происходит окончательное смешение паровой фазы СУГ и воздуха.
Воздушный компрессор требуется для создания SNG высокого давления.
Каковы возможные области использования SNG? В мировой практике они весьма разнообразны:
- это резервное газоснабжение при форс–мажорных обстоятельствах, в случае ремонта основных газопроводов и газораспределительного оборудования;
- это и дополнительное газоснабжение в случае увеличения объема газопотребления при пиковых нагрузках на сеть, или наоборот, в условиях прогнозируемого уменьшения объемов поставок природного газа;
- это приведение газов, имеющих иную теплотворную способность (биогаз, очищенный попутный газ и т.п.), к теплотворной способности метана;
- и наконец, обеспечение потребителей топливом до момента подачи природного газа в сеть газораспределения.
Технологии использования SNG на российском рынке, к сожалению, в настоящий момент не столь распространены, как хотелось бы. Поэтому Группа компаний «Газовик» нацелена на активное их внедрение.
В качестве примера можно привести смесительную установку «QM» для обеспечения газом чаши Олимпийского огня XXII Зимних Олимпийских игр в г.Сочи, проект которой был разработан её специалистами.
Другая не менее перспективная и полезная разработка — мобильная установка генерации синтетического природного газа.
Установленная в мобильном здании контейнерного типа, она совмещает в себе испарительную и смесительную системы и способна генерировать синтетический природный газ в объеме 1400 м 3 /час.
Установка предназначена для обеспечения бесперебойного газоснабжения потребителей путем врезки в существующую газораспределительную сеть. Она обеспечивает выходное давление 0,002 МПа и 0,3 МПа, что позволяет подключаться к сетям как низкого, так и среднего давления.
METAN – M – 3 – 1400 является полностью автономной и нуждается только в обеспечении необходимым количеством СУГ.
Что касается специфических условий Сибири и Дальнего Востока, то здесь основным перспективным направлением использования синтетического природного газа, на наш взгляд, может стать концепция создания локальных сетей газораспределения внутри небольших населенных пунктов с применением СУГ в качестве источника топлива. Это позволит уйти от необходимости транспортировки природного газа на большие расстояния и одновременно избежать всех вышеприведенных недостатков СУГ для массовой газификации населения, сократить капитальные вложения в газификацию, а также повысить эффективность использования сжиженных углеводородных газов.
Сергей Зубков, директор по маркетингу ГК «Газовик»
Алексей Трофимов, начальник управления продаж ГК «Газовик»
Если вы связаны с газовой отраслью, вы можете стать членом Ассоциации.
Вместе мы способны на большее!
Источник