Gaz ziemny

Gaz ziemny jest paliwem naturalnym. Gaz ziemny należy do grupy paliw zwanej paliwami podstawowymi (kopalnymi). Występuje w naturze z ropą naftową lub samodzielnie. Jest gazem bezwonnym, nie ma koloru i jest lżejszy od powietrza. Często dodaje się do niego przyprawy, aby nadać mu charakterystyczny zapach, dzięki czemu jest wyczuwalny przez ludzi. Skład i zawartość gazu ziemnego różni się w zależności od miejsca wydobycia gazu ziemnego, ale najważniejszym pierwiastkiem, który stanowi ponad 90% gazu ziemnego, jest zawsze metan. Oprócz metanu mogą występować niewielkie ilości etanu C2H6, propanu C3H7, butanu C4H9 oraz innych związków organicznych i nieorganicznych.
Gaz ziemny można podzielić na:
Skała wulkaniczna, niepalna;
Gnojowica, która jest produktem biodegradacji składającym się głównie z metanu;
Obecny w osadach podpowierzchniowych wraz z ropą naftową.
Gaz ziemny można również podzielić ze względu na jego skład. Wyróżniamy następujące gazy:
Mokre, zawierające oprócz metanu wyższe węglowodory;
Ubogie, 90% metan;
Kwaśny (zanieczyszczony siarką).
Gaz ziemny jest produkowany głównie w Rosji i Stanach Zjednoczonych. Występuje również na dnie Morza Północnego, w pobliżu wschodnich wybrzeży Ameryki Północnej, Brazylii, Indii i Australii. W Polsce surowiec ten można znaleźć w okolicach Jasła, Gorlic, Lubaczowa, Cieszyna i Sanoka. Ropa naftowa i gaz ziemny występują na Antarktydzie, ale te pola nie mogą być wydobywane na mocy Konwencji z 1959 roku.
W wydobyciu ropy naftowej i gazu ziemnego wykorzystywane są metody geofizyczne, grawitacyjne, magnetyczne i sejsmiczne. Badania magnetyczne mogą być stosowane na każdym terenie, nawet jeśli leżą pod powierzchnią dużych zbiorników wodnych. Zmierz za pomocą magnetometru. Urządzenie jest ciągnięte lub przyczepiane do ogona samolotu. Zadaniem samolotu jest utrzymanie stałej wysokości nad obszarem testowym. W takich przypadkach należy odczytać siłę pola magnetycznego.
Fale sejsmiczne uzyskane podczas wybuchu materiału wybuchowego lub masy spadającej na Ziemię są wykorzystywane w geofizyce do różnego rodzaju badań skorupy ziemskiej. W tym celu wykorzystywane są również fale dźwiękowe uzyskane dzięki zastosowaniu niektórych generatorów dużej mocy. Niektóre fale, które wędrują głębiej w skorupę, mogą odbijać się w warstwach między różnymi rodzajami skał. Fale te są następnie rejestrowane za pomocą specjalnych detektorów zlokalizowanych w określonych obszarach. Otrzymujemy mapę skał, które leżą pod powierzchnią danego obszaru. Wykres uzyskuje się z czasu rejestracji fali i jej amplitudy.
Mierząc grawitację, byliśmy w stanie określić wielkość i położenie basenów sedymentacyjnych. Piwnica jest gęstsza niż leżące na niej skały osadowe. Dlatego pola grawitacyjne wokół nich mają większą wartość. Instrumentem używanym do pomiaru pola grawitacyjnego morza, lądu i powietrza jest grawimetr. Podczas wykonywania pomiarów na morzu grawimetr musi być zamontowany na odpowiedniej platformie, aby uzyskać dokładne wyniki.
Gaz ziemny bywa nazywany paliwem XXI wieku. W tej chwili jest to jedno z najczystszych źródeł energii, prawdopodobnie nawet – najczystsze. Spalanie gazu ziemnego – gdziekolwiek występuje – nie powoduje nadmiernej emisji zanieczyszczeń. Wśród wielu innych źródeł energii gaz ziemny jest jednym z nielicznych procesów, które nie wymagają usuwania spalin z pyłów, tlenków siarki i azotu. Wśród paliw, takich jak gaz ziemny, węgiel i ropa naftowa, coraz większy udział w bilansie światowym ma gaz ziemny. Największy wzrost udziału gazu ziemnego występuje w sektorze energetycznym, co jest spowodowane budową turbin gazowych, wykazujących duży postęp technologiczny, przynoszących nieograniczoną wydajność i możliwość wykorzystania energii zawartej w spalinach do produkcji: ciepła i elektryczności. Gaz ziemny jest jednym z najbardziej ekonomicznych źródeł energii i pozostaje konkurencyjny w stosunku do innych źródeł energii. Paliwo jako surowiec energetyczny charakteryzuje się najwyższą dynamiką wydobycia i wykorzystania. W połączeniu z pewnym stężeniem powietrza (5% – 15%) wytwarza mieszankę wybuchową (każda iskra może spowodować wybuch).
Wydobycie gazu ziemnego na dużą skalę rozpoczęło się dopiero w XIX wieku i doceniono jego zalety oraz niezliczone możliwości wydobycia. Dla użytkownika proces spalania jest łatwy do regulacji i automatyzacji oraz jest energooszczędny dzięki zastosowaniu nowoczesnych urządzeń gazowych. Możesz wygodnie korzystać z tej energii dzięki pełnej kontroli nad ilością zużywanego gazu i dostosowaniu go do indywidualnych potrzeb. Moc grzewczą można regulować w zależności od temperatury wewnątrz i na zewnątrz ogrzewanego pomieszczenia. Konstrukcja urządzeń gazowych jest bardzo prosta, co zwiększa ich niezawodność i jest łatwa w utrzymaniu. Urządzenia gazowe są starannie utrzymane, prawie całkowicie bezpieczne i bardzo wygodne w użytkowaniu. Gaz ziemny nie emituje dwutlenku siarki, sadzy, popiołu, żużla i pyłów, które często zanieczyszczają środowisko podczas procesu spalania. Emisje dwutlenku węgla i związków azotu podczas spalania gazu nie są tak wysokie jak przy spalaniu innych paliw. Gaz ziemny jest najtańszym źródłem energii wśród paliw eksploatacyjnych. Gaz ziemny ma szerokie zastosowanie jako paliwo – do posiłków, ciepłej wody czy ogrzewania pomieszczeń we wszelkiego rodzaju domach i firmach, aw różnych technologiach nadaje się również do skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej.
Gaz ziemny jest coraz częściej wykorzystywany w systemach wytwarzania energii i ogrzewania, a także jako czynnik chłodzący w klimatyzatorach. Gaz ziemny jest często tak zwanym ekologicznym paliwem do napędzania pojazdów mechanicznych.
Obok ropy naftowej pojawia się gaz ziemny tak zwany: gaz mokry, a w złożu gaz suszący tzw. gaz mokry. Głównymi składnikami mokrego gazu ziemnego są metan, etan i kilka innych węglowodorów o dużej kondensacji (reakcji chemicznej, w której substraty łączą się z sobą i tworzą większą od nich cząsteczkę). W procesie przerobu gazu „mokrego” tzw. gaz poddawany jest degenazie – procesowi oddzielania benzyny od innych węglowodorów niskowęglowych. Produktami tego procesu są benzyna oraz suchy gaz składający się głównie z metanu z etanem, propanem i śladowymi ilościami butanu. Benzyna poddawana jest procesom stabilizacji i destylacji pod ciśnieniem, w wyniku których powstają lekkie węglowodory – propan-butan (gaz płynny) oraz pentan, heksan i heptan (gazolina stabilizowana). Propan-butan jest przechowywany w czerwonych butlach. Stosowany jest jako paliwo domowe, jako paliwo do kuchenek i zapalniczek kempingowych, gdzie normalne instalacje gazowe jeszcze nie istnieją, a także do cięcia, topienia i spawania metali kolorowych oraz topienia szkła. Jest również niezastąpionym podstawowym surowcem w przemyśle chemicznym. Gaz suchy jest również wykorzystywany jako paliwo, ale jest to przede wszystkim surowiec dla wielu zakładów chemicznych. Benzyna stabilizowana zwiększa prężność par benzyny i jest również stosowana jako rozpuszczalnik tłuszczów.
W wybranych branżach szerszemu wykorzystaniu gazu ziemnego towarzyszy proces modernizacji technologicznej. Ze względu na rosnące wymagania w zakresie efektywności energochłonności oraz standardów ochrony środowiska przewiduje się, że w najbliższych latach zużycie gazu zarówno w procesach technologicznych, jak iw ciepłowniach przemysłowych będzie znacząco wzrastać. Oczekuje się, że zapotrzebowanie na gaz przemysłowy wzrośnie do poziomu 11-14 mld m3 w 2010 roku. W Polsce węgiel kamienny i brunatny wykorzystywane są głównie w elektrowniach i elektrociepłowniach. Jednak gaz ziemny powoli wkracza do energetyki, głównie kotłowni i ciepłowni w miejscowościach z gorącymi źródłami, a jego podstawową wartością i potrzebą jest dbałość o czystość środowiska naturalnego. Z tego powodu planuje się wykorzystanie gazu ziemnego w blokach gazowych (turbinach gazowych) do produkcji energii elektrycznej na zaspokojenie zapotrzebowania szczytowego, a także blokach energetycznych (obieg łączony) pracujących w bazie. Rosnący popyt w tym sektorze związany jest głównie z modernizacją i doposażeniem elektrociepłowni komunalnych i lokalnych. Na gęsto zaludnionych i zabudowanych obszarach wytwarzanie energii z gazu ziemnego jest jedynym sposobem na radykalne zmniejszenie poziomu zanieczyszczenia powietrza i poprawę zdrowia ludności.
Zalety gazu ziemnego:
jest jednym z najtańszych paliw w Polsce,
jest konkurencyjnym ekonomicznie nośnikiem energii w porównaniu do innych nośników,
jest to najbardziej ekonomiczne paliwo stosowane przez odbiorców indywidualnych,
Zwiększa komfort użytkowania w porównaniu z innymi nośnikami energii – Wiąże się to z łatwością regulacji i automatyzacji procesu spalania, magazynowania paliwa, transportu i kwestii utylizacji odpadów
posiada wysoką i stałą wartość opałową, co ma znaczenie w przypadku kotłów i pieców opalanych,
gwarantuje stałą jakość paliwa i równomierną temperaturę spalania,
podczas spalania nie wytwarza popiołu ani sadzy,
podczas spalania powstają śladowe ilości związków siarki i azotu,
Jest przyjazną dla środowiska energią ekologiczną.
Wykorzystanie gazu ziemnego:
Gaz ziemny występujący ze złożami ropy naftowej lub niezależnie od nich jest suchy lub mokry (odgazowany). Jest źródłem alkanów, helu, azotu i dwutlenku węgla.
Syngas – gaz używany w syntezie chemicznej, składający się głównie z CO i H2 w różnych proporcjach. Otrzymywany jest głównie na bazie zgazowania węgla (gazu wodnego), gazu ziemnego i ciekłych węglowodorów, albo z biomasy. Główne zalety: dostępne z dowolnego materiału węglowego i łatwe w transporcie. Dzięki wykorzystaniu gazu ziemnego do produkcji gazu sy-gazowego, gaz ziemny staje się konkurencyjnym źródłem surowca dla przemysłu organicznego. Powstawanie gazu syntezowego gazu ziemnego opiera się na następujących reakcjach:
CH2 + ½ O2 → CO + H2
CH2 + H2O → CO + 2H2
W pierwszym wariancie do kontaktu z katalizatorem stosuje się reaktor rurowy i Ni-K2O – dlatego substrat musi zostać odsiarczony, aby zapobiec zatruciu katalizatora. Po prawidłowej reakcji w T = 1200, pozostały metan (niepożądanie obecny w gazie) ulega spaleniu.
Drugi proces – proces Stella – podłożem mogą być wszystkie węglowodory. Część z nich spala się w tlenie, reszta jest przekształcana i spalana przez parę wodną obecną w produkcie.