Газогидрат,газогидраты,метаногидраты, биотопливо



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Газогидрат,газогидраты,метаногидраты, биотопливо



Пока не изобретён еще вид топлива, способный стать достойной заменой традиционным, основным направлением этого поиска становится разработка новых способов добычи топлива традиционного. Их список пока сравнительно короток: водорастворенные газы подземной гидросферы, метан угленосных толщ и природные газовые гидраты. В этой статье мы расскажем об одном из наиболее перспективных для России на сегодняшний день источников энергии, так называемых «метаногидратах».

Вначале, немного о том, что же эти загадочные газогидраты из себя представляют и почему называть их «метаногидратами» не совсем корректно. Как вы уже, наверное, догадались, газогидраты представляют собой придонные скопления газа (чаще всего, но совершенно не обязательно, метана). Эти скопления образуются в условиях низкой температуры и высокого давления. Их агрегатное состояние проще всего можно представить в качестве скопления кристаллов (рыхлый лёд).

Вся прелесть газогидратов заключается в том, что один кубометр этих кристаллов может содержать 0.87 кубометра воды и 164 кубических метра метана в газообразном состоянии. Однако, наличествует и определенное содержание других веществ. К сожалению, на сегодняшний день до сих пор не выявлен полный потенциал таких запасов. В №6 журнала «Зарубежная информация» за 2000 год приводились данные, согласно которым по предварительным оценкам на суше содержится 14×1012-34×1015 кубометров, в акватории - 3.1×1015 - 7.6×1018 кубометров метана в газогидратах. Даже если лишь незначительную часть (10%) этих запасов считать извлекаемыми, они вдвое превысят сегодняшние мировые запасы традиционного природного газа.

Идея получения метана из газогидратов не так уж нова. Первоначально, человечество столкнулось с газогидратами в рамках организации подводных газопроводов. Когда попадавшая в трубы влага приводила к их образованию и закупорке трубопроводов. Тогда американским ученым пришлось разрабатывать специальные технологии для дополнительной герметизации и осушки труб. Однако же первыми рассматривать скопления газогидратов в качестве дополнительного источника топлива стали именно российские ученые. Точнее ещё советские.

Наибольших успехов на этой ниве пока добились японские геологи. В стране восходящего солнца уже не первый год ведется разработка новых высокоточных методов геофизического каротажа и новых технологий добычи газа из месторождений гидратов: с помощью нагрева формаций, уменьшения давления или химических инъекций. А вот Норвежские исследователи предложили использовать процесс образования гидратов газа, для упрощения его транспортировки и хранения. Кроме того, разрабатывается технология применения газогидратов в качестве химического сырья для опреснения морской воды и разделения газовых смесей.

Другими словами, изучение газогидратов открыло перед человечеством массу новых интересных возможностей, местами даже не связанных с работой нефтегазового комплекса. Но, как вы уже, наверное, догадались, наличествует и ряд серьезных препятствий такому благостному повороту событий. В первую очередь это, конечно, отсутствие технологий качественной добычи и переработки. Более того, разработка газогидратных месторождений неизбежно приведет к увеличению объемов выброса природного газа в атмосферу и, как следствие, к усилению парникового эффекта.

Вторым камнем преткновения для добытчиков становится весьма неприятное свойство газогидратов «детонировать» при самых незначительных сотрясениях. При этом кристаллы быстро проходят фазу трансформации в газообразное состояние, и обретают объем в несколько десятков раз превышающий исходный. Именно это привело в своё время привело в свое время к разрушению добывающих платформ в Каспийском море. Таким образом излишне высок риск аварийности, а следовательно и резкое снижение рентабельности разработки гидратных месторождений. Однако, пока всё идет к тому, что время и ситуация на мировом рынке заставят компании пойти на заведомый риск и приобщиться к новому источнику углеводородов.

Вот почему исследование и выработка газогидратов считается на сегодняшний день наиболее перспективным технологическим направлением нефтегазовой промышленности. Наблюдая развитие ситуации с поиском новых источников топлива, невольно вспоминается сказка о колобке, слепленном хозяевами из того, что нашлось по сусекам. Насколько высоки кулинарные способности «Газпрома» и не «уйдет» ли от него метановый колобок мы узнаем уже не в самом далёком будущем.

Биото́пливо — топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки биологических отходов. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (биогаз, водород).

Биогаз — газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. Метановое разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид — бактерии гидролизные, второй — кислотообразующие, третий — метанообразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида. Одной из разновидностей биогаза является биоводород, где конечным продуктом жизнедеятельности бактерий является не метан, а водород.

Биоводород

Биоводород — водород, полученный из биомассы термохимическим, биохимическим или другим способом, например водорослями

Газогенератор— устройство для преобразования твёрдого или жидкого топлива в газообразную форму.

Газогенератор газотурбинного двигателя — турбокомпрессор в совокупности с камерой сгорания, расположенной между турбиной и компрессором.

 

Относительно новая разовидность котлов на твердом топливе - газогенераторные котлы. Если в обычных твердотопливных котлах править процессом горения на практике нереально, то в газогенераторах производительность регулируется от 30 до 100%. В качестве топлива используются сухие деревянные чурки (влажность не больше 20%).

В различие от традиционного твердотопливного котла газогенератор нуждается в электроэнергии. Зато он свободен от многих недостатков традиционных твердотопливных котлов: у него большой КПД, он экологичен (угарный газ не поступает в дымоход, как при обычном сгорании дров, а служит сырьем для образования горючего газа). Дрова в газогенераторе неспешно тлеют, а тот самый ход, как и ход горения инертного газа, несложно регулируется за счет количества подаваемого воздуха.

Рассмотрим подробнее ход горения дерева с образованием горючего газа, то есть то, что происходит в газогенераторе.

Бункер для топлива устроен так, что к находящимся в нем дровам подается недостаточно кислорода. Поэтому вместо обыкновенного горения в этом месте происходит тление в большом объеме. Из-за недостатка кислорода в результате горения древесина разлагается на углерод, водяной пар, смолы и масла. Далее углерод соединяется с кислородом, но образуется не СО2 у а СО — первостепенной важности компонент горючего газа; смолы и масла, содержащиеся в древесине, разлагаются, выделяя водород и метан. Все это образует генераторный газ с высокой теплотворной способностью.

Этот газ проходит сквозь огнеупорную керамическую форсунку в камеру сгорания, где обеспечивается вероятность его горения благодаря наддуву дополнительного воздуха. Смесь воздуха с газом воспламеняется в присутствии катализатора, причем помимо горения самого газа происходит дожигание тяжелых соединений и сажи.

Таким образом:

при обычном сжигании дров имеет место поверхностное горение, при котором в дымоход улетает непочатый край тяжелых соединений и угарного газа — то есть веществ, с одной стороны, токсичных, с другой — способных пламенеть и уносящих в трубу неиспользованные калории;

при объемном тлении в условиях нехватки кислорода практически все способное полыхать в виде генераторного газа и увлекаемых им частиц поступает в верхнюю камеру, где отдает на практике все калории, так что в трубу уходит нетоксичный и негорючий дым.



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-08; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.231.61 (0.008 с.)