Karburanti i gaztë: përshkrimi, karakteristikat, metodat e prodhimit, aplikimi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 14:02

Karburanti i gazit është i njohur që nga mesi i shekullit të 19-të. Ishte atëherë që inxhinieri i famshëm Lenoir ndërtoi motorin e tij të parë me djegie të brendshme me gaz. Ky aparat ishte primitiv dhe punonte pa kompresim paraprak të dhomës së djegies. Motorët modernë nuk përshtaten me të. Sot, përdorimi i lëndëve djegëse të gazta nuk kufizohet vetëm në makina. Ky lloj karburanti miqësor ndaj mjedisit, i lirë dhe i përballueshëm po pushton në mënyrë aktive gjithnjë e më shumë vende të reja dhe përdoret në mënyrë aktive në të gjithë sektorët e ekonomisë kombëtare. Ky artikull ofron një përshkrim, karakteristikat e karburantit. Në terma të përgjithshëm, ai përshkruan se si ato prodhohen dhe përdoren.

Informacion i përgjithshëm

Një lëndë djegëse e gaztë është një substancë që është shumë e ndezshme. Kjo veti cilësore dhe e dobishme përdoret në degë të ndryshme të shkencës dheteknologjisë. Për shembull, popullsia dhe industria po përdorin gjithnjë e më shumë kaldaja me karburant të gaztë. Në këtë lëndë djegëse, oksidet (dioksidet) e karbonit, avujt e dioksidit të karbonit, si dhe elementë të tillë si azoti, hidrogjeni, oksigjeni dhe papastërtitë e tjera mund të jenë të pranishme në sasi të ndryshme. Pajisjet moderne që funksionojnë me lëndë djegëse të gaztë janë shumë të ndjeshme ndaj përbërjes kimike të gazit të punës. Nëse nuk i plotëson standardet e rekomanduara nga prodhuesi, atëherë pajisja ka shumë të ngjarë të dështojë dhe do të kërkohen riparime të kushtueshme.

Të gjitha substancat që përbëjnë gazrat mund të ndahen në të djegshme dhe jo të djegshme. Të parët, përveç metanit, janë etani, propani dhe butani. Eksplozivë dhe, në përputhje me rrethanat, të djegshme janë monoksidi i karbonit dhe hidrogjeni. Hidrogjeni është veçanërisht i rrezikshëm. Për këtë arsye nuk rekomandohet ruajtja e tij në cilindra gazi. Zgjidhja më e mirë është blerja e një gjeneratori hidrogjeni. Kjo pajisje nxjerr hidrogjen nga uji i distiluar sipas nevojës. Kështu, rreziku i shpërthimit të një vëllimi të madh gazi eliminohet.

Shteti është monopol në tregtinë me shumicë të lëndëve djegëse të lëngshme dhe të gazta. Kjo tregon rëndësinë strategjike të këtij lloji të lëndës së parë.

Klasifikimi i karburantit sipas origjinës

Ashtu si lëndët djegëse të lëngshme, lëndët djegëse të gazta mund të minohen si mineral, ose mund të prodhohen në kushte artificiale. Në rastin e parë, një karburant i tillë quhet natyral, dhe në të dytën -artificial.

Specialistët kanë regjistruar dallime në përbërjen e lëndëve djegëse të lëngëta dhe të gazta të nxjerra nga rajone të ndryshme. Për shkak të dallimeve në përbërjen kimike, ka edhe dallime të vogla në sasinë e nxehtësisë së çliruar gjatë djegies. Karburanti natyror i gaztë është pothuajse plotësisht (95-99%, në varësi të fushës) përbëhet nga i ashtuquajturi metan (formula kimike - CH_{4). Ky karburant quhet gaz natyror. Dhe ky është burimi më i lirë i energjisë sot. Është për këtë arsye që ky lloj burimesh energjetike përdoret në mënyrë aktive në të gjithë sektorët e ekonomisë kombëtare. Sidoqoftë, të gjitha avantazhet errësohen nga niveli i ulët i sigurisë së pajisjeve që funksionojnë me lëndë djegëse të gaztë. Lajme shqetësuese shfaqen rregullisht në media për aksidente dhe viktima njerëzore si pasojë e shkeljeve të rregullave për funksionimin e instalimeve të gazit.}

Lëndët djegëse artificiale të gazta përfshijnë substancat e marra nga përpunimi i lëndëve djegëse të ngurta ose të lëngëta. Llojet e tij më të zakonshme dhe më të njohura janë gazrat e plasaritjes së koksit. Ndriçimi, uji dhe lëndët djegëse të përziera mund të përfshihen gjithashtu në këtë grup. Në varësi të përbërjes kimike të një gazi të caktuar, niveli i nxehtësisë që çlirohet gjatë djegies ndryshon në një gamë të gjerë. Substancat e tilla janë shumë shpërthyese. Për këtë arsye, ato rekomandohen të përzihen me gaz natyror para djegies. Kjo masë rrit sigurinë e funksionimit të pajisjeve që funksionojnë me karburant të gaztë me një renditje madhësie. Këto manipulime kryhen në baza të pajisura posaçërisht. Pastaj të tillagazi i furnizohet përdoruesit përfundimtar në cilindra ose ndryshe. Por përkundër faktit se një përzierje e tillë është më pak e rrezikshme, ajo ende duhet të trajtohet me kujdes ekstrem, në përputhje me të gjitha rregullat dhe rregulloret për punën me enë nën presion dhe rregulloret e sigurisë. Dhe ky nuk është i vetmi rrezik. Kjo substancë është toksike dhe thithja mund të shkaktojë pasoja të rënda dhe madje edhe vdekje.

Klasifikimi i karburantit sipas qëllimit

Karburanti në formë të gaztë përdoret si në instalimet termike ashtu edhe në motorët me djegie të brendshme. Rrjedhimisht, mbi këtë bazë, mund të ndahet në lëndë djegëse motorike dhe karburant për kazan-furrë.

Gazi natyror përdoret tradicionalisht si lëndë djegëse për kazan dhe furre. Në raste të rralla, përdoret karburant artificial. I njëjti lloj karburanti, me vetëm disa aditivë, përdoret gjithashtu për të furnizuar makinat me karburant.

Përshkrimi i gazit natyror

Është e vështirë të mbivlerësohet rëndësia e këtij minerali për ekonominë e shtetit tonë dhe zhvillimin ekonomik të botës në tërësi. Shumë makina, kaldaja me karburant të gaztë, termocentrale dhe termocentrale të kombinuara e përdorin atë. Bazuar në çmimet e parashikuara për karburantin blu (siç quhet ndonjëherë gazi natyror), hartohen buxhetet e shtetit.

Më shumë se 90% e këtij gazi përbëhet nga molekula metani (CH_{4). Përveç metanit, gazi natyror përmban edhe butan me propan, azot, dioksid karboni, avujt e ujit dhe papastërti të tjera (ato konsiderohen të dëmshme). ATNë sasi të vogla, gazi natyror përmban edhe gazra inerte (helium dhe të tjerë). Besohet se këto të fundit kanë një efekt të dobishëm në makinat, pajisjet dhe mekanizmat që veprojnë në gaz, dhe gjithashtu përmirësojnë fizikën e proceseve të djegies së karburantit. Përshtatshmëria e karburantit për përdorim, cilësia e tij gjykohet nga përqindja e përbërësve hidrokarbure.}

Gazi natyror nuk është vetëm një lëndë djegëse e vlefshme, por edhe një lëndë e parë për një sërë industrish. Pra, nga metani që përmban, impiantet e mëdha kimike prodhojnë hidrogjen. Që ky reaksion të ndodhë, duhet të oksidohet. Përveç hidrogjenit, prej tij prodhohet acetilen. Në bazë të këtyre substancave prodhohen të gjitha llojet e aldehideve, alkool metil (substancë shumë toksike dhe e rrezikshme), amoniak, aceton, acid acetik etj. Megjithatë, fakti mbetet se fusha kryesore e aplikimit të gazit natyror është djegia e lëndëve djegëse të gazta për qëllime të mekanizmave të ndryshëm të lëvizjes (motorëve të makinave) dhe pajisjeve të bojlerit.

Vetitë themelore të gazeve

Të gjithë gazrat (jo vetëm karburanti) janë të bashkuar nga një indeks relativisht i vogël i densitetit. Për gazin natyror të konsideruar dhe analogët e tij artificialë, vlera e tij mbahet në rajonin prej 0,8 kilogramë për metër kub. Dendësia e karburantit të lëngshëm të gaztë është pak më e lartë dhe është afërsisht 2.3 kilogramë për metër kub.

Gazrat janë kryesisht substanca toksike. Toksiciteti rritet me rritjen e përmbajtjes së oksideve të karbonit dhekomponimet e squfurit me hidrogjen në gaz. Me një përmbajtje prej një ose më shumë për qind të gazrave të dëmshëm të përshkruar në atmosferë, një person do të thithë një dozë vdekjeprurëse të një lënde helmuese në tre minuta.

Gazet në fjalë janë shpërthyese. Për më tepër, me një rritje të përqindjes së monoksidit të karbonit dhe hidrogjenit, rreziku i shpërthimit rritet. Një veçori interesante: kur përmbajtja e këtyre substancave është më shumë se 74%, probabiliteti i shpërthimit të gazit është pothuajse zero.

Karakteristikat kryesore të karburantit

Në një analizë krahasuese të një lloji të caktuar karburanti, ekspertët operojnë me konceptet e mëposhtme: lagështia e karburantit, përmbajtja e squfurit, hiri (mbetja), vlera kalorifike dhe prodhimi i nxehtësisë.

Kapaciteti ngrohës i referohet temperaturës së mjaftueshme për procesin e djegies me një përmbajtje minimale të oksigjenit. Në të njëjtën kohë, as ajri dhe as përzierja e djegshme nuk nxehen shtesë.

Mbetja e ngurtë nga fusha e djegies quhet hi. Ajo nuk mund të digjet më. Skorja është i njëjti hi, vetëm pas shkrirjes. Formimi i kësaj substance ndikon negativisht në funksionimin e të gjithë sistemit, bllokon pajisjet e karburantit. Prandaj, ky tregues është i rëndësishëm për t'u marrë parasysh gjatë punës së projektimit.

Një tregues i rëndësishëm është lagështia. Ndikon negativisht në karakteristikat e karburantit. Prania e tij shkakton një rritje të vëllimit të shkarkimit, një ulje të efikasitetit të instalimit.

Produktet e djegies së squfurit dhe përbërjeve të tij shkaktojnë dhe aktivizojnë proceset e korrozionit në sipërfaqepjesë çeliku të motorëve dhe sistemet e shkarkimit. Përveç kësaj, ato kanë një ndikim negativ në mjedis dhe shëndetin e njerëzve. Prandaj, ky tregues është gjithashtu shumë i rëndësishëm për t'u marrë parasysh.

Vlera kalorifike është një karakteristikë shumë e rëndësishme. Ai merret parasysh në llogaritjen dhe projektimin e pajisjeve dhe ju lejon të përcaktoni konsumin e karburantit. Kjo vlerë përcaktohet në mënyrë eksperimentale. Për këto qëllime, përdoret një kalorimetër i veçantë. Një sasi (masë) e njohur karburanti digjet dhe regjistrohet ndryshimi i temperaturës së ujit të kalorimetrit. Më pas mjafton që informacioni i marrë të zëvendësohet në formulë dhe të llogaritet nxehtësia e djegies.

Gaz i lidhur

Nëse gazi natyror nxirret nga puset, gazi shoqërues është një nënprodukt i prodhimit të naftës. Përmbajtja e metanit në një gaz të tillë është disi më pak se në gazin natyror tradicional. Megjithatë, djegia e lëndëve djegëse të gazta prodhon nxehtësi të krahasueshme.

Gazi nënprodukt (i lidhur) prodhohet gjithashtu nga impiantet metalurgjike. Në këto ndërmarrje, karburantet emetohen në furra. Këto janë të ashtuquajturat gaze të furrës së koksit dhe furrës shpërthyese. Si rregull, këto gazra digjen në vend (ushqehen në një furre ose stacion bojler). Një nënprodukt i ngjashëm prodhohet në miniera të thella, të cilat shpesh çojnë në fatkeqësi.

Prodhimi i gazit me distilim të thatë

Gazi artificial përftohet nga përpunimi shtesë i karburantit të ngurtë (të lëngshëm). Në këtë mënyrë mund të përftohet i ashtuquajturi gaz prodhues dhe gaz distilimi i thatë.

Kur thahetkarburanti i distilimit dekompozohet nën ndikimin e temperaturave të larta. Në këtë rast, është e nevojshme të përjashtohet qasja e një agjenti oksidues (ajri). Pas një sërë hapash, karburanti origjinal dekompozohet në gazin e vet, përbërjet e katranit dhe koksin. Përbërja e saktë e produkteve të formuara varet nga përbërja fillestare e karburantit dhe kushtet e procesit (kryesisht nga temperatura).

Procesi i distilimit, i cili zhvillohet në temperatura të larta (në rajonin 1000 - 1100 gradë Celsius), quhet koks. Produktet e dekompozimit në këtë rast janë gazi aktual (koksi) dhe koksi. Dendësia dhe nxehtësia e djegies së gazit që rezulton janë relativisht të ulëta (përkatësisht 0,5 kilogramë për metër kub dhe 16,000 kiloxhaul për metër kub). Një ton qymyr gjatë këtij trajtimi shndërrohet në 350 metër kub gaz. Ky tregues mund të ndryshojë dhe varet nga kushtet e procesit dhe nga përbërja kimike dhe origjina e lëndës së parë (qymyrit).

Ka edhe distilim të thatë në temperaturë të ulët. Ai konsiston në përpunimin e karburantit të ngurtë me temperatura në rajonin prej 500 gradë Celsius. Me këtë metodë, formohet sasia minimale e gazit (jo më shumë se 30 metra kub për ton lëndë të parë). Produkti kryesor në këtë rast është rrëshira, e cila përdoret më tej në prodhimin e vajrave motorikë dhe karburanteve.

Marrja e gazit nëpërmjet gazifikimit të lëndëve djegëse të ngurta

Një nga metodat e zakonshme për marrjen e lëndëve djegëse të gazta është i ashtuquajturi gazifikimi. Ai konsiston në trajtimin kimiko-termik të lëndëve djegëse të ngurta (efekti i kombinuar i temperaturave të lartadhe trajtim kimik). Atomet e karbonit të përfshira në lëndën djegëse të ngurtë ndërveprojnë dhe reagojnë me ujin dhe avullin, duke formuar një gaz (karburant). Gjatë procesit të gazifikimit, ndodh edhe distilimi i thatë. Një gjenerator gazi është një pajisje për gazifikimin e lëndëve djegëse të ngurta (kryesisht qymyrit). Kjo pajisje prodhon substancat e mëposhtme: metan, hidrogjen dhe monoksid karboni. Përveç gazeve të tingullit, prodhohen edhe substanca jo të djegshme (dioksid karboni, oksigjen me azot dhe avujt e ujit).

Dizajni i gjeneratorëve të gazit - një larmi e madhe. Skema dhe lista e nyjeve varet kryesisht nga lloji i lëndës së parë. Në përgjithësi, është një cilindër me mure metalike. Ka hapje për ajrim (marrje ajri) dhe për daljen e gazit të krijuar. Furnizimi me ajër është i detyruar, duke përdorur tifozë të fuqishëm. Dizajni duhet të sigurojë një çelës për operatorin. Karburanti ngarkohet përmes çatisë. Kështu, nga pamja e jashtme, kjo njësi i ngjan me dhimbje të mirënjohur "sobës me bark". Megjithatë, ka një ndryshim - mungesa e një oxhaku.

Gjeneratori i gazit është vetëm baza e të gjithë instalimit, thelbi, si të thuash. Nëse shikoni diagramet e pajisjeve të tilla, bëhet e qartë se të gjithë komponentët dhe pajisjet e tjera janë krijuar për të sjellë gazin në një gjendje normale (pastrimi, ftohja, etj.).

Përparësitë e përdorimit dhe përdorimit të gazit

Përbërja e karburantit të gaztë lejon që ai të përdoret në mënyrë efektive si një alternativë ndaj benzinës tradicionale, vajit të karburantit dhenaftë. Rezervat e naftës janë varfëruar. Sipas ekspertëve, ajo do të zgjasë për disa dekada. Ka shumë më tepër rezerva gazi. Kështu, futja dhe përdorimi aktiv i pajisjeve të gazit në të gjithë sektorët e ekonomisë kombëtare, nëse nuk zgjidh, të paktën do të shtyjë problemin akut të mungesës së lëndëve të para hidrokarbure.

Avantazhi i dytë dhe shumë i rëndësishëm është pastërtia relative e produkteve të djegies së gazit në krahasim me shkarkimet e motorëve me benzinë. Me fjalë të tjera, makinat dhe mekanizmat që punojnë me lëndë djegëse të gazta janë më miqësore me mjedisin dhe nuk e ndotin aq shumë mjedisin. Në zonat metropolitane dhe qytetet e mëdha, ky problem është veçanërisht i mprehtë. Prandaj, autoritetet po përpiqen të transferojnë të gjithë flotën e transportit publik urban sipas standardeve të reja mjedisore.

Avantazhi i tretë është aftësia për të përshtatur motorin sipas nevojave dhe preferencave personale duke rregulluar përbërjen e përzierjes. Në të ardhmen, kjo do t'ju lejojë të mos paguani para shtesë.

Përfitimi i katërt është rritja e jetëgjatësisë së motorit dhe rritja e kohës midis ndryshimeve të plota të vajit të motorit. Në fund të fundit, gazi, ndryshe nga produktet e naftës, nuk heq yndyrën (vajin) nga sipërfaqet e pjesëve fërkuese të mekanizmit (motorit).

E pesta - përzierja e gazit ka një aftësi shumë më të madhe shpërthyese në krahasim me karburantin tradicional. Kjo ju lejon të rritni ndjeshëm fuqinë e motorit të automjetit.

E gjashta - ndryshe nga lëndët djegëse të ngurta dhe të lëngëta, lëndët djegëse të gazta nuk kanë nevojë të nxehen përpara injektimit. Është pozitivendikon si në besueshmërinë e të gjithë sistemit ashtu edhe në të gjithë treguesit e performancës pa përjashtim.

Përparësia e shtatë: me përdorimin e gazit injektimi në cilindra bëhet më uniform. Kështu, zbutja e rrjedhës dhe funksionimi i mekanizmave të drejtimit rritet, veshja e pjesëve me ngarkesë të lartë zvogëlohet.

Fatkeqësisht, jo gjithmonë arrihen të gjitha përfitimet e përshkruara. Më shpesh, pronarët e automjeteve i konvertojnë motorët me benzinë në karburant me gaz për të kursyer para në diferencën në kostot e karburantit. Sidoqoftë, motori ishte projektuar për benzinë ose naftë. Prandaj puna jo shumë e mirëkoordinuar e të gjitha pjesëve. Inxhinierët kanë llogaritur se kur një makinë kalon nga benzina në gaz, motori humbet rreth 20 për qind të fuqisë së tij. Për të kompensuar humbjen, shumë pronarë rrisin raportin e ngjeshjes së hapësirës së dhomës së djegies. Kjo zvogëlon shumë jetëgjatësinë e motorit. Një masë tjetër është instalimi i një sistemi turbocharging. Por kjo ngjarje do të duhet të investojë shumë para. Funksionimi i një motori ose kazani me lëndë djegëse të lëngshme dhe të gazta tregon tregues krejtësisht të ndryshëm të performancës. Për më tepër, avantazhi është larg nga të qenit në anën e lëndëve djegëse të ngurta.