Газообразное топливо
Представляет собой смесь нескольких индивидуальных, главным образом горючих газов. Горючие газы подразделяют на природные и искусственные (синтетические). К природным относятся газ, добываемый из чисто газовых месторождений, попутный газ, добываемый одновременно с добычей нефти, а также газ, добываемый из конденсатных месторождений. К природным газам также можно отнести газы, получаемые из недр Земли одновременно с другими полезными ископаемыми, например шахтный метан, выделяющийся при добыче угля, и др. Основными компонентами природного горючего газа являются предельные углеводороды. Природный газ, как правило, не содержит водорода, окиси углерода и кислорода, содержание азота и двуокиси углерода в нем невелико.
К искусственным (синтетическим) относятся газы, получаемые на заводах при переработке нефти (нефтезаводские газы), в процессе переработки угля (коксовый газ, газы полукоксования); при газификации угля (генераторный газ); в технологических процессах, связанных с переработкой твердого топлива (доменный газ, ваграночный газ и др.), а также сжиженные газы. Искусственные газы в зависимости от способа их получения могут кроме предельных углеводородов содержать водород, окись углерода, непредельные углеводороды.
Газы, добываемые из чисто газовых месторождений, в основном состоят из метана 85—95 % и являются сухими; низшая теплота сгорания этих газов в пересчете на сухое состояние Q‘d—33—40 МДж/м3; содержание в них N2=0—4 %; С02 не более 15 %; H2S не более 6%; плотность газов составляет 0,73—0,9 кг/м3. Попутные нефтепромысловые газы помимо метана содержат значительное количество более тяжелых углеводородов (обычно свыше 150 г/м3); они состоят, %: из СН4—30—57; С2Н6—13— 20; С3Н6—11—20; С4Н10—3—20; С5Н|2—3— 10. Их низшая теплота сгорания Qi существенно выше, чем у газов, добытых из чисто газовых месторождений, и составляет 33,5—58,6 МДж/м3. Газы, добываемые из кон- денсатных месторождений, состоят из смеси сухого газа и паров конденсата; они содержат, %: СН4—84—93; С2Н2—1—11, а также до 300—350 г/м3 конденсата (что составляет 30—40 % потенциальной теплоты сгорания газа). Конденсат при переработке выводится из газа, так что теплота сгорания очищенного газа в этом случае мало отличается от теплоты сгорания газа чисто газовых месторождений. Шахтный метан представляет собой смесь метана с воздухом с концентрацией метана от 2,5 до 40 % и выше. В энергетике используется только газ с концентрациями СН4, находящимися за пределами взрывоопасности (менее 9 % —выше 30 % СН4). В СССР запасы шахтного метана превышают 1,5 млрд. м3.
Искусственные горючие газы получают в результате разнообразных технологических процессов переработки нефти и горючих ископаемых, и поэтому их состав может быть самым различным. Искусственные газы можно условно разделить на газы с высокой и низкой теплотой сгорания. К газам с высокой теплотой сгорания относятся: иефтезаводские газы, газы полукоксования, коксовый газ, сланцевый газ, сжиженные газы; к газам с низкой теплотой сгорания относятся: генераторные газы, газы подземной газификации угля, доменный газ, газы сланцевых заводов и др. Нефтезаводские газы имеют состав, %: СН4—0,4—35; С2Н6—0,6-19; С3Н8—4-23; С4н10—1,6—35; С5Н12—0—46 и самую большую величину низшей теплоты сгорания Qf — 33,5—134 МДж/кг. Газы полукоксования угля имеют в своем составе, %: Н2 до 16; СН4 до 14; С2Н6 до 11, а также высшие углеводороды. Низшая теплота сгорания этих газов Qf до 46 МДж/кг.
Коксовый газ содержит, %: Н2 6—57, СО 6,5—13, СН4 20—50; низшая теплота сгорания этого газа Qf = = 16—23,2 МДж/м3. Сланцевый газ также имеет низшую теплоту сгорания Qf =23 МДж/м3. Наиболее распространенными сжиженными газами, применяемыми в бытовых теплогенерирующих установках, являются: технический пропан, содержащий более 93 % смеси С3Н8+ +С3Н6 с величиной Qf=91,3 МДж/м3 (46,0 МДж/кг); технический бутан, содержащий более 93 % смеси С4Н10+С4Н8 с величиной Qf— 118,7 МДж/м3 (45,8 МДж/ /кг); смесь технического пропана и бутана с величиной Qf =45,8—46 МДж/кг. Генераторные, доменные газы и газы подземной газификации углей содержат, %: Н2= = 13—15, СО=5—30, СН4=0,5—7,0; их низшая теплота сгорания не превышает Qf = 3,5-r6,5 МДж/м3. Попутные технологические газы с очень низкой теплотой сгорания имеют Qf—1—2 МДж/м3; они содержат до 73—75 % молекулярного азота.
