Что образуется при сгорании природного газа
Природный газ – это одно из основных источников энергии в мире. Он используется для отопления домов, производства электричества, а также в качестве топлива для автомобилей. Но при сжигании природного газа выделяются различные продукты, которые могут негативно влиять на окружающую среду.
Основные продукты сгорания природного газа – это углекислый газ (CO2) и вода (H2O). Углекислый газ является одним из главных газов, который приводит к глобальному потеплению. Поэтому выбросы CO2 в атмосферу во время сжигания природного газа могут нанести серьезный ущерб окружающей среде.
Кроме того, при сгорании природного газа также могут выделяться вредные вещества, такие как оксиды азота (NOx) и оксиды серы (SOx), которые влияют на качество воздуха. Они могут вызывать различные заболевания, в том числе болезни дыхательных путей и сердечно-сосудистой системы.
Поэтому важно уменьшать выбросы вредных веществ при сжигании природного газа и использовать более экологически чистые методы производства энергии. Также необходимо сосредоточиться на повышении эффективности использования природного газа и развитии путей его альтернативной переработки.
Что образуется при сгорании природного газа
При сгорании природного газа образуется несколько основных продуктов: вода (H2O), углекислый газ (CO2) и кислород (O2). Также могут образовываться продукты в небольших количествах, такие как азот (N2), оксиды азота (NOx) и сероводород (H2S).
Сгорание природного газа является процессом окисления, в результате которого выделяется большое количество тепла. Тепловой эффект сгорания газа является причиной его широкого применения в качестве топлива для производства энергии.
Однако, важно отметить, что выделение углекислого газа является значимым фактором в изменении климата на Земле. Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к повышению температуры планеты, что может вызвать различные негативные последствия, такие как повышение уровня моря и учащение экстремальных погодных явлений.
Также, при сжигании природного газа могут образовываться вредные выбросы, такие как оксиды азота и сероводорода. Наличие этих веществ в атмосфере может привести к загрязнению воздуха и способствовать возникновению проблем со здоровьем у людей, особенно у тех, кто живет вблизи источников выбросов.
Таким образом, между пользой и вредом от использования природного газа для производства энергии есть определенный баланс, и важно учитывать все его аспекты при принятии решений о том, как использовать этот ресурс в будущем.
Основные продукты сгорания природного газа
При сгорании природного газа в атмосферу выделяются основные продукты: углекислый газ, вода и диоксид серы. Углекислый газ (CO2) является главным продуктом сгорания и выделяется в значительном количестве. Он оказывает существенное влияние на климат, способствуя парниковому эффекту и изменению климата планеты.
Вода (H2O) также является основным продуктом сгорания природного газа. Она выделяется в виде пара и не оказывает значительного влияния на окружающую среду, за исключением случаев, когда конденсируется в виде дождя или снега.
Диоксид серы (SO2) выделяется в результате сгорания природного газа с содержанием сера. Серы в природном газе часто содержится в виде сероводорода (H2S), который при сгорании окисляется до диоксида серы. Диоксид серы является главным источником кислотных дождей, которые оказывают сильное влияние на окружающую среду.
Помимо основных продуктов, сгорание природного газа может выделять и другие вредные вещества, такие как оксиды азота (NOx) и твердые частицы, которые также негативно влияют на качество воздуха и здоровье человека.
Для снижения вредного воздействия сгорания природного газа на окружающую среду необходимо использовать современные технологии очистки отработавших газов и контролировать уровень выбросов в атмосферу.
Влияние продуктов сгорания природного газа на окружающую среду
При сгорании природного газа в атмосферу выбрасываются различные вещества, которые оказывают влияние на окружающую среду. Наиболее значимыми из них являются углекислый газ, оксиды азота и серы, водяной пар, а также различные твердые частицы и вещества, образующиеся в результате неполного сгорания газа.
Углекислый газ является основным продуктом сгорания природного газа. Его выбросы приводят к увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере и, как следствие, к изменению климата на Земле.
Оксиды азота и серы также оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Они являются причиной кислотного дождя, который разрушает экосистемы водных и наземных экосистем. Кроме того, эти вещества могут вызывать заболевания респираторной системы у людей и животных.
Твердые частицы, образующиеся в результате сгорания природного газа, не менее опасны. Они могут проникать в легкие человека и вызывать заболевания дыхательной системы и другие заболевания. Также они могут мешать работе различного оборудования и инфраструктуры.
Таким образом, сгорание природного газа оказывает негативное влияние на окружающую среду. Для уменьшения его влияния на природу необходимо применять современные методы очистки отходящих газов и использовать более продвинутые технологии производства энергии.
Источник
Влияние состава топлива на выбросы парниковых газов
Пункт 1 Статьи 7. Проекта №1116605-7 Федерального закона «Об ограничении выбросов парниковых газов» гласит:
«Отнесение юридических лиц и индивидуальных предпринимателей к регулируемым организациям осуществляется на основании критериев, устанавливаемых Правительством Российской Федерации в отношении хозяйственной или иной деятельности, сопровождаемой выбросами парниковых газов, масса которых эквивалентна 150 тысячам тонн углекислого газа в год и более за период до 2024 года и 50 тысячам тонн углекислого газа в год и более после 2024 года. Правительством Российской Федерации утверждаются перечни видов экономической деятельности, сопровождаемой выбросами парниковых газов, и показатели такой деятельности.»
В данной статье приводится оценка удельных выбросов углекислого газа для некоторых видов топлив.
Рассмотрим четыре вида топлива:
- Водород, низшая теплота сгорания – 120 МДж/кг = 33,33 кВт*ч/кг;
- Метан, низшая теплота сгорания – 50 МДж/кг = 13,89 кВт*ч/кг;
- Природный газ, низшая теплота сгорания – 46,8 МДж/кг = 13,00 кВт*ч/кг;
- Углерод, низшая теплота сгорания – 34 МДж/кг = 9,44 кВт*ч/кг.
При сжигании водорода не образуется углекислый газ, но образуется водяной пар.
При сжигании 1 кг водорода образуется 9 кг водяного пара.
При сжигании 1 кг метана образуются 2,75 кг углекислого газа и 2,25 кг водяного пара.
При сжигании 1 кг природного (трубопроводного) газа образуются 2,64 кг углекислого газа и 2,09 кг водяного пара.
Состав природного газа (ПГ) приведён в таблице 1:
При сжигании 1 кг углерода образуется 3,67 кг углекислого газа.
Отношение массовой доли углерода к суммарной массовой доле углерода и водорода для различных видов топлива приведены в таблице 2:
| Топливо | Водород | Метан | Природный газ | Углерод |
| С/(С+Н) | 0 | 0,75 | 0,755 | 1 |
Поскольку перечисленные выше виды топлива имеют различные значения теплоты сгорания, то для сравнения удельных выбросов парниковых газов примем за базу низшую теплоту сгорания водорода. В этом случае, для получения 120 МДж = 33,33 кВт*ч тепловой энергии потребуется 1 кг водорода, 2,4 кг метана, 2,57 кг природного газа и 3,53 кг углерода.
При сжигании 2,4 кг метана образуется 6,6 кг углекислого газа и 5,4 кг водяного пара.
При сжигании 2,7 кг природного газа образуется 6,8 кг углекислого газа и 5,64 кг водяного пара.
При сжигании 3,67 кг углерода образуется 12,95 кг углекислого газа.
Сведём эти значения в таблицу 3:
В ряде зарубежных публикаций отмечается, что парниковым газом №1 является водяной пар, а не углекислый газ.
В статье «Rising Levels of Human-Caused Water Vapor in Troposphere will Intensify Climate Change Projections», написанной Риком Панталео в 2014 году, сообщается, что учёные рассматривают пар воды, которая является наиболее важным ингридиентом для поддержания жизни на Земле, ключевым драйвером глобального потепления.
Исследования, проведённые учёными из Университета Miami Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, подтвердили, что повышение уровня водяного пара в тропосфере – слоя атмосферы, простирающегося на высоте от 5 до 20 км от поверхности земли – будет играть возрастающую роль в изменении климата в ближайшие годы.
Исследователи из Флориды продемонстрировали, что увеличивающееся количество водяных паров в атмосфере вызвано человеческой деятельностью.
Учёные решили разобраться, что вызвало 30-летний тренд увеличения водяных паров в верхних слоях тропосферы.
Они собрали данные, полученные со спутников Американской национальной океанической и атмосферной администрации, и сравнили их с климатическими моделями, которые предсказывали циркуляцию воды между океаном и атмосферой.
Это позволило исследователям определить: были или нет, замеченные изменения в количестве водяных паров в атмосфере, вызваны естественными причинами или результатом человеческой деятельности.
Эксперименты обнаружили, что естественные причины, такие как, вулканическая деятельность или изменения солнечной активности не могут объяснить увеличение водяных паров в верхних слоях тропосферы.
Поэтому они предположили, что эти изменения являются результатом человеческой деятельности.
В статье “The Importance and Nature of the Water Vapor Budget in Nature and Models”, Lindzen, Climate Sensitivity to Radiative Perturbations: Physical Mechanisms and Their Validation (1996) сообщаются количественные данные по влиянию концентрации водяного пара и углекислого газа на парниковый эффект.
Автор этой статьи сообщает, что при чистом небе вклад водяного пара в отражении длинноволнового излучения составляет 75 Вт/м 2 , в то время как вклад углекислого газа – только 32 Вт/м 2 .
То есть, вклад водяного пара в парниковый эффект превышает вклад в парниковый эффект углекислого газа в 2,34 раза.
Российские исследователи в своих публикациях тоже утверждают, что водяной пар является важным парниковым газом.
В статье «Спектроскопия парникового эффекта» (Соровский образовательный журнал, том 7, № 10, 2001) Тонков М.В. пишет «Основными поглощающими газами в земной атмосфере оказываются водяной пар и углекислый газ».
Пташник И.В. в своей диссертации на тему «Континуальное поглощение водяного пара в центрах полос ближнего ИК-диапазона» (2007) сообщает, что «водяной пар, не смотря на своё относительно малое парциальное содержание в земной атмосфере является наиболее важным компонентом, обусловливающим её радиационный баланс. Полосы поглощения водяного пара и области между ними («крылья» полос), называемые «окнами прозрачности» атмосферы, поглощают до 70-80% солнечного излучения, падающего на атмосферу. Водяной пар также является одним из наиболее важных парниковых газов в атмосфере».
«Научная Россия» (2013) сообщает, что «вода является одной из самых главных атмосферных молекул. Составляя всего около 0,33% массы атмосферы, вода отвечает примерно за 70% поглощаемого планетой излучения. Величина поглощения сильно зависит от того, как общее количество воды распределено по своим многочисленным формам(отдельные молекулы, кластеры, капли, снежинки)».
В диссертации на соискание учёной степени доктора физико-математических наук «Экспериментальное исследование индуцированного и континуального поглощения ИК-радиации основными атмосферными газами» (Обнинск 2014) Баранов Ю.В. заключает, что «бинарные коэффициенты поглощения для смеси углекислого газа с водяным паром приблизительно на порядок превосходят величины для чистого СО2».
«Научная Россия» (2018) в статье «Нижегородские физики поняли причину избыточного поглощения энергии водяным паром сообщает, что «Водяной пар сильно поглощает электромагнитные волны в диапазоне от радио до ультрафиолета. Это делает его основным парниковым газом атмосферы, а значит фактором, оказывающим значительное влияние на климат Земли».
Невзирая на большое число публикаций у нас и за рубежом, ни в одном официальном документе водяной пар не относится к парниковому газу.
По мнению авторов данной статьи, при разработке новых энергетических установок и котельных агрегатов и модернизации существующих электростанций необходимо использовать конденсацию водяных паров из дымовых газов, что позволит как увеличить коэффициент использования теплоты топлива (КИТТ), так и снизить выбросы парниковых газов в атмосферу.
Кроме этого, полученный конденсат после его обработки, может использоваться в качестве подпиточной воды, а также для производства водорода.
Источник