Какие газы образуются из за бензина

Почему стоит перевести автомобиль с бензина на газ

Насколько выгодно сейчас пересесть с бензина на газ?

Об установке газобаллонного оборудования на свой автомобиль после повышения цен на топливо задумались 22 процента владельцев внедорожников, причем пять процентов из них планируют установку оборудования в ближайшее время.

Для сравнения: годом ранее лишь 13 процентов владельцев тяжелых внедорожников задумывались о таком тюнинге своих машин. Это данные опроса, которые провела группа компаний «АвтоСпецЦентр» среди владельцев внедорожников, с года выпуска которых прошло более 3 лет, а также объем двигателя которых превышает 3 литра. Понятно, что нынешние цены на бензин при расходе более 13 литров на 100 км пробега становятся существенным ударом по бюджету.

Требуйте долива

Напомним анекдот 90-х годов. На заправке уже час стоит огромный внедорожник. В него льют топливо, а бак все не наполняется. Заправщик обращается к водителю: «Может, вы двигатель заглушите?» В общем, прожорливость транспорта при сегодняшних ценах на бензин стала головной болью даже для небедных автовладельцев.

В среднем цена на АИ-92 выросла с начала мая более чем на 6 процентов, и теперь это топливо стоит почти 42 рубля за литр. А где-то цена доходит до 45 рублей за литр не самого экологичного топлива. Поэтому-то интерес к газу вырос почти вдвое.

Газ увеличивает пробег автомобиля с одной заправки в 2 раза

Напомним, еще в мае 2013 года правительство РФ выпустило распоряжение «О регулировании отношений в сфере использования газового моторного топлива, в том числе природного газа в качестве моторного топлива». Согласно ему на газовое топливо будет переведено не менее половины российского общественного транспорта. Плановый объем финансирования программы до 2020 года составит 110 миллиардов рублей средств федерального бюджета. Однако до майского роста цен на бензин вопрос перехода на газомоторное топливо не был столь актуален для частных российских автовладельцев.

Вместе с ростом цен на традиционное топливо возникла новая проблема. На многих автозаправках стали мошенничать. То есть заливать в бак столько, сколько туда не влезет по определению. Если объем залитого топлива реально превышает технические возможности автомобиля, доказать это несложно. Ни одна заправка не пойдет на конфликт. Но если водитель просто знает, что у него столько не влезет, то это не доказательство.

С газом такие махинации практически невозможны.

Пять мифов о газе

1. Главная и самая серьезная проблема, которая тормозит продвижение газа на рынок, — это заблуждение, что такие машины гораздо чаще загораются. Непроизвольно. И сгорают в секунды. Правда в том, что они сгорают в секунды. И такая проблема была актуальна, когда газовое оборудование ставили в каждом гараже. Сегодня ситуация изменилась.

Чтобы установить газобаллонное оборудование, необходима процедура внесения изменений в конструкцию транспортного средства. Провести эту процедуру могут только специализированные лаборатории. Профессиональные установщики, как правило, с ними работают. Поэтому риск сведен к нулю.

Конечно, если оборудование устанавливается в частном гараже, то шансы на его качество резко сокращаются. Как и шансы на постановку машины на учет.

2. Газ имеет большее октановое число. Это приводит к разрушению двигателя. Но это не так. В двигатель запрещено вливать топливо ниже указанного октанового числа. Больше — можно. В отличие от бензина, октановое число газа — от 100 до 110 единиц . Поэтому ни на одном режиме работы двигателя не возникает детонация. Высокое октановое число газа увеличивает мощность двигателя за счет высокой степени сжатия газовых двигателей. У газообразного топлива более широкий предел воспламеняемости по сравнению с бензином.

3. Двигатель теряет мощность. Теряет. Но очень незначительно. Тот, кто не рвет со светофора, кто не пытается возглавить гонку, этого даже не заметит. А миф о существенной потере мощности — очередной пережиток прошлого, когда газ ставили в гаражах и подвалах. Новое оборудование четвертого поколения практически не душит двигатель. Подача топлива настраивается под каждый клапан и регулируется большим количеством датчиков и блоком управления. Как результат — потери динамики автомобилей с ГБО 4-го поколения не превышают 5 процентов.

4. В машине больше не пахнет газом. Это тоже пережиток прошлого. Тем более что любая утечка не позволит пройти испытательную лабораторию. А если запах появился, то это говорит о неисправности оборудования.

5. Баллон занимает очень много места в багажнике. Это тоже миф десятилетней давности. Сейчас, помимо классических всем известных цилиндрических баллонов, применяются так называемые тороидальные баллоны. Установить их можно даже вместо запасного колеса. Так что жертвовать багажником не придется. Есть и другие места в машине, куда можно засунуть такой баллон, чтобы не лишиться пространства.

Двигатель становится чище

У газа в качестве заправки для автомобилей есть масса преимуществ. Он, по сравнению с нефтью, не производит побочных продуктов горения: это самый экологичный вид топлива, который соответствует нормам Euro-5 и Euro-6.

Газ увеличивает пробег автомобиля с одной заправки в 2 раза, что актуально при преодолении больших расстояний. Пропан-бутановая смесь не разжижает моторное масло, по сравнению с бензином обладает более низким октановым числом, что снижает риск детонации до нуля и минимизирует нагрузку на мотор, снижает износ двигателя и продлевает срок службы за счет того, что на деталях двигателя не образуются копоть и нагар. Срок службы свечей и масла увеличивается в среднем на 35 процентов.

Топливо в домашнем резервуаре

Газобаллонное оборудование можно установить двух видов. Для смеси пропан-бутан и для метана.

Смесь пропан-бутана продается практически на каждом углу. Имея в навигаторе список таких станций, несложно пересечь всю страну. При этом стоимость литра газа составляет 18-19 рублей. То есть более чем в два раза дешевле, чем бензина. При практически минимальной потере пробега.

Однако есть и еще более экономичный вид топлива — метан. Этот газ — восстанавливаемое топливо. Его можно произвести даже в «домашних», «дачных» условиях. Он производится из навоза кур, свиней, а также из силоса. При естественном перегнивании это процесс долгий. Но есть специальные устройства, которые с легкостью перегоняют одно в другое. Правда, «домашние» станции заправки обеспечат машину лишь небольшим пробегом в сутки.

Масштабные производства этого газа довольно локальны. Поэтому ими обеспечивают только пассажирский транспорт на недалеких расстояниях. Заправок метана для частных автомобилей еще поискать.

Хотя именно метан — самое экономичное топливо. Да и стоит 15 рублей за литр.

Но баллоны используются классические. А значит, разместить их в обычном автомобиле можно, только пожертвовав значительной частью багажника.

Количество заправок крайне ограниченно. А собственной заправкой на огороде можно обеспечить только короткие поездки. Таким образом, сейчас это сродни электромобилям, которые используются на очень короткие пробеги.

Кроме того, установка оборудования для пропан-бутана обойдется в 30 тысяч рублей в среднем. Для метана — от 50 до 100 тысяч.

Примечательно, что газ можно поставить и на дизельный двигатель. Дизель и так потребляет не много топлива. Но газ делает машину еще экономичнее. Правда, не намного. Дело в том, что солярка вспыхивает из-за высокого давления. А бензин и газ — от искры. Поэтому для запуска дизельного двигателя с газом требуется, чтобы в цилиндре была солярка. То есть расход дизеля все равно будет, но меньше.

Честно о выхлопных газах

Современные требования к двигателям внутреннего сгорания становятся все строже, из-за чего приходится совершенствовать устройства, очищающие выхлопные газы. Например, в Калифорнии (США), где велика концентрация машин, действуют такие нормы, что если их машина попала бы на наши дороги, то содержание вредных веществ в выходящих из ее «дымохода» выхлопных газах было бы меньше, чем количество вредоносных веществ, содержащихся в воздухе, попадающем в мотор, то есть по улице ездил бы «очиститель воздуха».

Почему же безукоризненно работающий двигатель внутреннего сгорания вообще производит загрязняющие воздух вещества? В бензиновых и дизельных двигателях используется абсолютно разное топливо, в котором больше всего содержится углеводородов (CH). Помимо прочего, топливо содержит различные добавки и присадки для увеличения октанового числа. При реакции соединений оксида углерода (CO) с кислородом получается диоксид углерода или углекислый газ (CO₂) и водяной пар (H₂O).

В результате неполного сгорания выхлопные газы содержат больше или меньше вредных веществ. Неполное сгорание может быть обусловлено малым временем горения топлива в цилиндре, отличием температуры горения (обогащенная смесь, из-за чего возрастает температура горения), отличием температуры попадающего в двигатель воздуха (если воздух берется из-под капота, где температура поднялась до 70 o C, то в таком расширенном воздухе количество кислорода меньше, чем в 25-градусном воздухе снаружи), ошибками в системе зажигания и прочими факторами – все это влияет на количество содержащихся в выхлопных газах вредных веществ.

Как известно, в воздухе содержится 78% азота (N) и 21% кислорода (O2), оставшийся 1% составляют прочие газы. Для того, чтобы при сгорании топливной смеси в двигателе образовывалось минимальное количество вредных выбросов, топливная смесь должна иметь такую консистенцию, чтобы на 1 кг бензина расходовалось 14,7 кг (а не литров) воздуха.
Выражая то же соотношение в литрах: 1 л бензина, смешанный с 9500 л воздуха (данные: BOSCH Gasoline-Engine Management).

Содержащиеся в выхлопных газах компоненты:
содержащиеся в выхлопных газах компоненты можно поделить на вредные и безвредные.
Безвредные:
азот N₂
кислород O2
диоксид углерода CO₂ (см. парниковый эффект)
водяной пар H₂O

Кислород всегда присутствует в выхлопных газах. Если бы большая его часть не использовалась, то смесь была бы слишком слабой или же проблемы возникали бы при правильном смешивании кислорода и топлива. При нормальном сгорании содержание остаточного кислорода в выхлопных газах крайне мало, так как большая его часть была израсходована. Диоксид углерода (CO₂) и водяной пар являются остатками процесса сгорания. Чем выше значение CO₂ , тем тщательнее проходил процесс сгорания смеси. Во время сгорания топлива в цилиндрах содержание CO₂ составляет порядка 14%. За то время, пока выхлопные газы проходят через катализатор и добираются до конца выхлопной системы, содержание диоксида углерода возрастает до 15–16%.

Образующийся вследствие человеческой деятельности дым промышленных предприятий, выхлопные газы машин и столбы дыма современных реактивных самолетов наносят наибольший вред экологическому балансу. За последние годы в составе продуктов горения возросло содержание углекислого газа (углерода). Находящийся в атмосфере углекислый газ препятствует теплообмену, что способствует чрезмерному потеплению днем и сильному охлаждению ночью. Сжигая ископаемое топливо, человек выбрасывает в атмосферу множество углекислого газа. CO₂ формирует вокруг Земли удерживающий тепло купол. Ученые называют подобное явление парниковым эффектом, а газ – парниковым.

В Эстонии нет установленных норм по CO₂ при проверке машины на ТО. Согласно постановлению министра по охране окружающей среды https://www.riigiteataja.ee/ert/act.jsp?replstring=33&dyn=874386&id=942852 §3, при продаже новой машины каждый продавец должен прилагать информацию о количестве выбросов CO₂ на один километр. Количество CO₂ можно сократить при уменьшении расхода топлива.

монооксид углерода CO (угарный газ)
соединения водорода HC (несгоревшее топливо и масло)
оксиды азота NO и NO₂, который обозначают NO_x, так как O постоянно меняется
оксид серы SO₂
твердые частицы (сажа)

МОНООКСИД УГЛЕРОДА, ИЛИ УГАРНЫЙ ГАЗ (CO)

… вырабатывается в том случае, когда в поступающей в цилиндр смеси содержание кислорода слишком низкое. На количество кислорода может повлиять забитый воздушный фильтр и положение дроссельной заслонки (закрыта или открыта), разумеется, и закрытый воздушный клапан может внести свою лепту. Обогащенная смесь может быть причиной возросшего количества CO. Срок службы двигателя зависит от состава поступающей в цилиндры смеси. Во время сгорания смеси в цилиндрах наибольшую ее часть составляет содержащийся в выхлопных газах СО. При контакте с воздухом СО реагирует довольно быстро – в результате получается диоксид углерода (CO₂). Угарный газ вреден и опасен для людей. При его связывании с гемоглобином происходит снижение усвояемости кислорода кровью, так как организм не хочет усваивать угарный газ, а кровяные тельца вынуждены работать с привычной «нагрузкой» дольше, чем обычно. Вдыхание воздуха, содержащего более 0,3% угарного газа на протяжении определенного времени может быть смертельно опасным для человека.

Несгораемые частицы бензина или соединения водорода (HC)

Малое количество кислорода в попавшей в мотор горючей смеси (что способствовало неполному сгоранию в цилиндрах двигателя, а это, в свою очередь, привело к увеличению содержания угарного газа) приводит к неполному сгоранию и увеличению содержания соединений водорода и частичек сажи. Также на увеличение количества HC влияет позднее возгорание (в этом случае уменьшается время горения топливной смеси) и неисправное зажигание (высоковольтные провода, свечи, неисправные контакты и т.п.), а также обогащенная смесь. Из-за снижения давления поступающего к форсункам топлива или из-за забитых форсунок, частички топлива остаются слишком большими, что приводит к более длительному времени их сгорания.
Т.н. «ароматные соединения водорода» имеют резкий запах, а также способствуют появлению раковой опухоли. Соединения водорода вместе с оксидом азота под воздействием солнечных лучей образуют загрязняющий смог, который почти не имеет запаха, но раздражает слизистую оболочку, а также имеет наркотическое действие. Большое количество несгоревших частичек бензина вредно для здоровья, а также оно приводит, например, к исчезновению лесов.

Оксид азота (NO_x)

Основным компонентом воздуха является азот N₂ (почти 70%), который в нормальных условиях не реагирует с кислородом. При высоких температурах и под давлением (например, в цилиндре в ходе процесса сгорания) происходит химическая реакция, в результате которой образуется монооксид азота (NO). При выходе из двигателя и, реагируя с кислородом, образуется диоксид азота NO₂. Подобные соединения называются оксидами азота на уровне IKS NO+ NO₂ = NO_x. Количество NO_x зависит от температуры сгорания в цилиндре в кубической функции, то есть при увеличении температуры сгорания (при обогащенной смеси) то содержание NO_x увеличивается до уровня в третьей степени.

Для уменьшения количества оксида азота, на современных машинах используется система рециркуляции отработавших газов (EGR). Принцип ее действия: при движении машины по шоссе с одинаковой скоростью часть выхлопных газов снова направляется в цилиндры, что приводит к ухудшению топливной смеси, падает температура горения, а содержание газа падает почти втрое. Большое количество оксида азота раздражает органы дыхания, а также может привести к отравлению. Под воздействием солнца и HC оксиды азота способствуют появлению смога и кислотных дождей. По мнению ученых, содержащийся в выхлопных газах оксид азота сказывается на плодородии. Проведенные в Италии исследования показывают, что выхлопные газы значительно ухудшают качество спермы молодых людей и мужчин среднего возраста.

Свинец и соединения свинца

Так как в наше время используют не содержащий свинец бензин, то есть этилированный, то и говорить о свинцовых соединениях больше не нужно.

Твердые частицы

Твердые частицы – то маленькие крупицы, образующиеся при неполном сгорании из несгоревшего топлива и масла. Черный дым, который вырабатывает дизельный мотор при больших нагрузках, содержит множество твердых частиц, так как при большой нагрузке в моторе возникает дефицит воздуха, и часть топлива не сгорает. Твердые частицы приводят к образованию раковых опухолей в дыхательных путях. Во время работы дизельного мотора образуется довольно мало монооксида углерода (CO). Углеводород HC является отходом рабочего процесса дизельного мотора, который содержит плохо пахнущие компоненты. HC также способствует возникновению смога.

Снижение в выхлопных газах вредоносных соединений не так и просто, как это может показаться. С твердыми частицами еще можно разобраться – сделать процесс сгорания эффективнее, количество частиц в выхлопе уменьшится, как и расход топлива. Улучшить процесс сгорания можно за счет увеличения доли воздуха.

Дизельные моторы работают лучше при избытке воздуха – в камеру сгорания подается больше воздуха, чем нужно для сгорания топлива. Обычно за воздух в камере сгорания отвечает турбокомпрессор. Прошедший через турбокомпрессор воздух теплый, а, значит, расширенный, поэтому его нужно охладить, чтобы в камеру сгорания уместилось как можно больше воздуха. Для этого используется промежуточное охлаждение. Эффективность также увеличивается и за счет температуры сгорания, что не совсем верно, так как это, в свою очередь, способствует увеличению NO_x.
Если мы хотим уменьшить количество NO_x соединений, то на пути есть загвоздка: понизим температуру сгорания, что уменьшит количество оксида азота, это приведет к неэффективности процесса сгорания, что приведет к увеличению выбросов частиц и оксида углерода. Поэтому производители двигателей балансируют, чтобы выработать комбинации, при которой выхлоп был бы чистым, а расход топлива низким. Если удается понизить число выбросов, то за это приходится платить большим расходом топлива. Прежде всего, расход топлива снижается при понижении температуры горения.

Какие газы считаются горючими. Получение, применение и техника безопасности при работе с ними

Составляющими горючего газа являются: метан (CH4), пропан (C3H8), бутан (C4H10), этан (C2H6), водород (H2), гексан (C6H14), пентан (C5H12), углекислый газ (CO2), сероводород (H2S), гелий (He), азот (N2). Их возникновение происходит естественным или искусственным путем. Естественное образование получается за счет разложения органики. Глубокие залежи метана на глубине 1,5 км содержат в себе примеси пропана, бутана и этана. Чем больше глубина ископаемых, тем больше вероятность увеличения примесей. Скопления природного газа находятся в осадочных породах, которые устилают плотные глинистые породы, подошвой является вода или нефть.

Добыча горючих газов это — его извлечение из недр, удаление лишней влаги и подготовки к транспортировке заказчику. Все процессы работы с газовыми смесями строго герметизированы.

Горючие газы имеют следующие свойства:

• Жаропроизводительность — выделяемая максимальная температура при полном сгорании сухого газа, выделяемое тепло расходуется на продукты сгорания, для метана жаропроизводительность равна 2043 гр. С, бутана — 2118 гр. С, пропана — 2110 гр. С.
• Температура воспламенения — минимальная температура, при которой возникает самопроизвольный процесс воспламенения без воздействия внешнего источника за счет теплоты выделяемой частицами газа. Знание этих показателей важно для определения допустимой температуры оборудования, применяемого в опасных условиях эксплуатации, которая не должна превышать ТВ. Такому оборудованию присваивается соответствующий класс.
• Температура вспышки — минимальная температура, при которой выделяется достаточный объем паров для воспламенения от источника пламени.
• Платность газа — определяется относительно воздуха.

Горючие газы представляют большую опасность при несоблюдении ряда правил техники безопасности при работе с данными веществами и их хранением:

• Возникновение пламени или взрыва при достижении высоких концентраций или определенных условий для своей горючести.
• Возможное отравление самим газом или продуктами его сгорания.
• Удушение вследствие низкого уровня кислорода, избытком угарного газа.

Составляющие процесса горения: источник воспламенения, кислород, ГГ. Исключение одного фактора из трёх предотвратит возникновение взрыва и пожара.

Экономичное энергетическое топливо широко применяется в комунально-бытовых хозяйствах, на электростанциях, металлургии, стекольной, пищевой, цементной промышленности, в качестве машинного топлива, в производстве строительных материалов. Применяются горючие газы в качестве сырья для производства органических соединений: формальдегида, метилового спирта, уксусной кислоты, ацетона.

Средствами контроля рабочей среды могут служить газосигнализаторы на мониторинг уровня кислорода и концентраций газа. Основные сферы применения газоанализаторов на взрывоопасные газы — отрасли, связанные с получением, переработкой, хранением и транспортировкой газа, а также вблизи источников воспламенения: печей, газогорелочных устройств.

Искусственное получение горючих газов происходит в процессе переработки твердого и жидкого топлива, а также продуктов нефтепереработки.

Образование горючих газов в коксовом производстве выводятся из печи нагревания каменного угля на высокой температуре (900-1000 градусов) в бескислородной среде. Помимо получения кокса в данном процессе производится побочный продукт, необходимый в качестве топлива в металлургии — коксовый газ . Из 1 тонны каменного угля получается до 350 м3 коксового газа.

Сланцевый газ образуется в результате разложения сланца, нагретого в среде без воздуха до 1000-1100 градусов С. В результате из 1 тонны сланца получается до 400 м3 газа. Состоит сланцевый газ преимущественно из метана, добывается гидроразрывом пласта (ГРП). Гидравлический разрыв пласта (фрекинг) — представляет собой создание трещины в пласте, откуда будет проходить поток добываемого сырья к забою скважины. Мощными насосными станциями на высоком давлении в скважину закачивается жидкость для разрыва пласта. Сужение пор плотных пород способствует высвобождению природного газа, который извлечь привычными методами маловероятно.

Сепарация газа представляет собой процесс разделения компонентов смеси для предотвращения попадания лишних веществ в последующие процессы производства. Так из примеси природного газа выделяют твердые частицы и влагу, чтобы они не попали в последующем в технологическое оборудование.

В нефтяной отрасли сепарация необходима для первичного отделения газов и составляющих нефти перед первичной переработкой сырья. Нефтегазовая смесь поступает в горизонтально расположенный сосуд, работающий под давлением и оснащенный запорной арматурой, манометрами и предохранительными клапанами. Стекая по патрубку, где вмонтировано распределительное устройство, газовая смесь направляется по верхним желобам, затем по нижним, где отделившийся газ проходит через вертикальный и горизонтальный каплеотбойник, который предотвращает вынос капель и жидкости из сепаратора потоком отделившегося газа. Полученный газ поступает в газосборную сеть, а частично разгазированная жидкость скапливается в нижней части сепаратора и через выходной патрубок направляется на прием насосов.

Существуют также и вертикальные сепараторы, предназначенные для большого объема нефтегазовой смеси.

В сепарации химический состав разделяемых веществ не меняется. Процессы разделения подразделяются на следующие способы: по массе, размеру, трению, упругости, электрическим методом, воздушным, магнитным, радиометрическим, пенным. Для наилучшего результата данного процесса зачастую вовлечены сразу несколько процессов разделения, особенно в очищении горной руды от пустой породы.

Газосепаратор используется на распределяющих, перерабатывающих и компрессорных станциях.

Помимо очистки сырья в устройстве осуществляется поддержание давления проходимых углеводородов по магистрали, давление поддерживается благодаря установленным клапанам и манометрам, регуляторам давления и прочими устройствами КИПиА.

Представлен сепаратор в системе комплексного завода нефтегазовой отрасли, либо автономным устройством.

Крекинг — процесс оказания высокой температуры на нефть и ее фракций для получения продуктов меньшей молекулярной массы (моторное топливо и масло, сырье для нефтехимической промышленности). При температуре более 300 градусов С тяжелые нефтяные остатки разлагаются на легкие продукты (бензин, керосин, газы).

В первом этапе крекинга за счет нагревания котла из нефтепродукта испаряется вода и газы, отделяясь от основного содержимого продукта. Далее котел нагревается до более высокой температуры до испарения облегченных углеводородов. Попадая в соборную емкость углеводороды не находят выхода и возвращаются на пройденный цикл, где за счет увеличения их объема возникает высокое давление в системе. Давление увеличивается до тех пор, пока легкие углеводороды не смогут испариться из котла. Таким образом, в котле, трубопроводе, сборной емкости и охладителе поддерживается равномерное давление, затем начинается расщепление тяжелых углеводородов, в результате чего они превращаются в бензин при 250 градусов С.

Ожижение угля — способ получения жидкого топлива из угольного сырья. Основные процессы получения жидких продуктов — газификация, гидрогенизация, пиролиз — проходят при высокой температуре до 450 градусов с продолжительностью нагревания до 60 минут. В зависимости от свойств угля и способа сжижения выход готовых продуктов образуется на уровне 75-85%.

Меры безопасности работников, чья деятельность связана с использованием или получением легковоспламеняющихся газов:

1. Необходимо знать и соблюдать правила инструкции по охране труда, правила распорядка предприятия.
2. Придерживаться правил поведения и передвижения на территории промышленных объектов.
3. Уметь выполнять действия при срабатывании сигналов оповещения об аварии, в том числе знать последовательные действия эвакуации.
4. Уметь оказывать первую помощь пострадавшему при воздействии опасных веществ на организм человека.
5. Обязательно наличие индивидуальных средств защиты для работников: специализированная обувь, одежда, перчатки, маски, портативные газоанализаторы на определение высоких концентраций.

Помимо наличия индивидуальных газоанализаторов, необходима установка в периметрах рабочего объекта стационарных приборов непрерывного мониторинга помещения на горючие газы. Приборы в опасных условиях эксплуатации должны быть промаркированы знаком взрывозащищенности Ex:

• газоаналитические системы — ВС-5 , RGDMETMP1 (применяется с внешним сеносором SGAMET );
• портативные устройства — ПГА 1-96 , ПГУ-А , Полар , МАГ-6 С , BW Clip 4 , GasAlertMax XT II , GasAlertMicro 5 , Лидер 02 , Лидер 021 , ALTAIR 5X , AS8900 , AS8800A , AR8800B , B10-DM 01 , B10-SC 01 , FI-8000 , MX6 iBrid , NP-1000;
• стационарные газоанализаторы — Сенсон-СД-7033 , Сенсон-СД-7032 , Сенсон-СМ-9001 , Сенсон-М-3008, ДАК .

Взрывозащита (Ex) — совокупность средств, обеспечивающих надлежащую работу оборудования в местах наибольшей вероятности взрывов.

Влияние состава топлива на выбросы парниковых газов

Наука и новые технологии Максим САВИТЕНКО, директор АНО «Центр исследований и научных разработок в области энергетики«Водородные технологические решения», Борис РЫБАКОВ, директор по развитию ООО «СК Инжиниринг» 5867

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 топлива.

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) приведен в табл. 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 табл. 2.

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. Сведем эти значения в табл. 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 ученые рассматривают пар воды, которая является наиболее важным ингридиентом для поддержания жизни на Земле, ключевым драйвером глобального потепления.

Исследования, проведенные учеными 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.

Ученые 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, несмотря на свое относительно малое парциальное содержание в земной атмосфере, является наиболее важным компонентом, обусловливающим ее 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 ученой 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.

(Продолжение. Начало в «ЭПР» № 03–04, февраль 2021)