Üzemanyag

Az éghető gáz kifejezés meghatároz minden olyan gázt, amely égés útján képes hőenergia felszabadítására .

Definíciók

A mindennapi nyelvben az „ üzemanyag  ” kifejezést gyakran a fűtésre használt termékek ( fa , szén , kőolajtermékek stb.) Számára tartják fenn .

Valójában ez a minősítő minden olyan vegyületre vonatkozik, amely képes egyesülni egy oxidálószerrel (szinte mindig oxigén van a levegőben), és elfogyasztható.

Az első értelemben , „ üzemanyagok olyan termékek esetében, amelyek égési jelenlétében levegő égők , kandallók , kemencék vagy kazán biztosítja hőenergia  ” . Ezt használják a háztartási és a kereskedelmi szektorban ( fűtés , főzés , néha világítás ), az iparban (hőbevitel endoterm kémiai reakciókban, gőz- és villamosenergia- termelés ) vagy a mezőgazdaságban ( növények szárítása ).

Az üzemanyagok az különbözteti meg a tüzelőanyagok , amelyek célja a termelés mechanikai energia a motor .

Az üzemanyagok három fő kategóriába sorolhatók szokásos fizikai állapotuk szerint . Így megkülönböztetjük:

Minden állam megfelel:

A második tágabb jelentés nyilvánvalóan nagyobb számú anyagot ölel fel, amelyeknek az iparban való hivatása nem feltétlenül szükséges az energia előállításához. Ebben az esetben az üzemanyag neve a kémiai tulajdonságokra, a kezelésre és a tárolásra vonatkozó óvintézkedésekre utal.

Történelmi gázok

Régi használat

A kínai kezdték el használni a földgáz , mint üzemanyag és a fényforrás IV th  század  ie. Kr . U. Szisztematikus furat a kitermelés a sós az I st  század  ie. Az AD ( Han-dinasztia ) miatt sok "tűzgödör" került felfedezésre Szecsuánban , amelyek földgázt termeltek. Amint arról, ez eredményezte a II th  század  ie. AD , a földgáz szisztematikus keresése. A sóoldatot és a földgázt bambuszcsöveken keresztül vezetik együtt . A kis kutakból a gázt közvetlenül az égőkhöz lehet vezetni, vagy öntöttvas párologtató tartályokba sóoldatot öntenek forralás és sótermelés céljából. De a sűrű, fanyar, mintegy 2000 méter mélységből vett gázt először a levegővel kellett összekeverni a robbanástól való félelem miatt. Ennek orvoslására a kínaiak először egy nagy, kúpos alakú fatartályba vezették a talajt 3  m- rel a talajszint alá, ahol egy újabb csatorna hozta a levegőt. Ami átalakította a tartályt egy nagy porlasztóvá. A hirtelen gázáramlás okozta tüzek megelőzése érdekében egy további "Sky Push Pipe" -et használtak kipufogórendszerként.

Európában

Az első ismert tudós, aki leírta a hidrogéntermelést, a svájci Paracelsus ( 1493 - 1541 ) volt. Tette ezt a felfedezést öntve vitriol felett vas por , de nem érti a pontos jellege a gáz adott ki során kísérletet .

A 1610 , Jean-Baptiste Van Helmont , tudományosan bizonyította a „gázok”, ahogy ő nevezte őket, és elismert számos közülük. Ő azonosítja az egyiket, a „vad gáz” ( szén-dioxid ), aminek hatására elégetéséből származó szén vagy az intézkedés ecet bizonyos kövek, vagy a fermentációs a szőlő levét . Van Helmont számára a gáz jelenti azokat a „kilégzéseket”, amelyeknek a levegő a tartálya.

A 1766 , Henry Cavendish , az első, meghatározva a természet a hidrogén gáz, amely azt kijelölt néven „tűzveszélyes gáz”, és amit előállított cink , sav és víz . Priestley folytatta Cavendish tanulmányait, és végül Antoine Lavoisier adta az új testnek a hidrogén nevét .

A 1776 , Alessandro Volta felfedezett metán veszik az érdeklődést „  mocsárgáz  ”

A 1784 , Jan Pieter Minckelers (az egyik felfedezője a világítás gáz ) közzétett egy munka „című  Memoir gyúlékony beszívott levegőt a különböző anyagok ”. Kutatás a Jean-Pierre Minckelers a gázt , a gáz, hogy a gázzal töltött ballonok nőnek végrehajtásához a következő anyagokat desztillációs kísérleteket egy fűtött hordó egy pisztolyt egy Forge:

Ásványi anyagok  : szén - borostyánkő - borostyánolaj - aszfalt vagy judaikus bitumen - ammóniás sószesszel kevert vas - kénvirág - molibdén vagy fekete ólom - vasreszelék. Növényi anyagok  : Kámfor - Pékszén - Gyömbér - Égetlen szemes kávé - Szurok - Terpentin - Tömítőolaj - Pamut - Mű- vagy faszén - Gyanta - Cukor - Holland tőzeg - Bükkfa, Olívaolaj, Tölgyfa - Kéménykorom, Brabanti tőzeg, Szalma. Állati eredetű anyagok  : Juhzsír - Bálnaolaj, Mosott gyapjú, Olajos gyapjú - Fehér viasz - Porosz kék - Szarvasszarv - Juhcsont

A XVIII .  Század vége, a XIX .  Század eleje vezet a gázvilágítás felfedezéséhez , az üzemanyag-gázok első gyakorlati alkalmazásához .

Előállított gázok

A feldolgozott gáz segítségével a gáz, amelyeket gyártott 1785 , időpontjától találmány gáz növények és kokszoló , elsősorban a szén . Először világítógázként , majd üzemanyagként használják turbinákhoz és motorokhoz , fűtéshez és főzéshez .

A legtöbb előállított gáz elsősorban hidrogént , metánt és szén-monoxidot tartalmaz .

Az előállított gáz története összekapcsolódik városaink és a nagy modern energiacsoportok történetével . A világító gáz és az előállított gáz megjelenése a francia Philippe Lebon , az angol William Murdoch és a német Frederick Albert Winsor együttes kutatásainak és találmányainak eredménye .

Az előállított gázok főleg széngázok voltak .

Kísérleteket végeztek, gyakran ipari alkalmazásokkal, a következő gázokkal:

Szintézisgáz

A 1923 , a Fischer-Tropsch szabadalmaztatnia németek Franz Fischer és Hans Tropsch , akkoriban szánt korszerűsítése szén . Az eljárás a szén-oxidok hidrogénnel történő katalitikus redukcióján alapul, annak érdekében, hogy szénhidrogénné alakuljanak. Érdekessége szénhidrogének keverékének előállítása, amelyet ezután hidrokrakkolnak ( hidroizomerizálnak ), hogy szintetikus folyékony tüzelőanyagot (szinfuel) és gázt nyerjenek szénből.

Alkalmanként megjelent a szintézisgáz vagy a szintagáz (a szintetikus gáz rövidítése ) kifejezés, amely magában foglalja az előállított gázokat és a modern tapasztalatokat, hogy a szintetikus gázt főként a négy legelterjedtebb természeti elemben hozzák létre: szén , oxigén , hidrogén és nitrogén  :

A szén felhasználása az 1980-as évek közepén megújult érdeklődés után teljesen marginális marad.

Acetilén

Az előállított gázokkal együtt az acetilént (az acetilén lámpát ) közvilágításként alkalmazták, közvetlenül a széngázzal versenyezve . Felfedezett 1836 by Edmund Davy , iparilag előállított 1892 , acetilén használata egyre inkább marginális acetilén lámpák (vagy karbidlámpa), leggyakrabban hordozható világítás közegben. Utcai világítási alkalmazásokban is használták .

Oxigén és hidrogén

A szintén Drummondnak nevezett oxihidrogén fényt egy tűzálló anyag tömb adja ki, amelyet egy oxihidrogén-fáklya (az oxigén és a hidrogén kombinációja) lángja indít el . A lágysága oxigényhidrogén könnyű és jó Színmegjelenítési index készült , hogy egy előnyös megvilágítás közepes színházak és más helyszíneken re 1830-től , de a lehetőséget, ezt tárgyaljuk 1868 . Használja az oxigén helyett szén gáz , mint egy olyan közvilágítási .

Földgáz

Mintegy 1960 , feldolgozott gáz szembe verseny más tüzelőanyagok:

A gáz ezért támadja a központi fűtési piacot , ahol a gázfogyasztás a hőmérséklet szezonális és napi változásától függ.

Gas vállalat most gázzal való ellátása petrolkémiai , amelyek kevert szén gáz  :

A gáz rendelkezésre állása azonban továbbra is kapcsolódik más iparágak ( vas és acél , petrolkémia és szén) tevékenységéhez . Az olajipar maga folyékony formában forgalmazza az LPG -t, fontos, hogy a gázipar biztosítsa szolgáltatásait a gázelosztás monopóliumának fenntartása érdekében .

A 1878 , az érkezés a villamos energia ( lámpa ív és izzólámpa ) harang szól gáz alkalmazásai világító gáz . A nagy energiacsoportokká alakult gázipar átirányítja magát más tüzelőanyag-gáz- alkalmazások felé .

Tól 1920 az Egyesült Államokban , és 1960 az európai , a földgáz helyébe feldolgozott gáz a legtöbb felhasználási területen. A széngázt továbbra is az acél üzemanyagaként használják . Franciaországban az elmúlt gázgyár , hogy a Belfort , a Franche-Comté, bezárul 1971

Az első modern földgáz- felhasználás az Egyesült Államok északkeleti részén volt 1820 körül az utcai világításhoz .

Ha az 1850-es évektől kezdve a kőolaj kiterjedt kiaknázása és ipari felhasználása volt, akkor a földgázra az 1950-es évekig kellett várni, hogy világszerte felkeltse érdeklődését. Keveset tudtak tartalékairól és erőforrásairól, sőt az 1960-as évek végéig az Egyesült Államokon kívüli termeléséről . A földgáz sokáig nehéz energiaforrásként jelent meg. Cseppfolyósított formájú ( LNG ) kereskedelme csak 1964-ben kezdődött nagyon szerény mennyiségben.

Használata földgáz ezért terjed az egész világon, és fokozatosan kiszorítja a szén gáz . Világítási célokra azonban csak nagyon ritkán fogják felhasználni , mivel az előállított gázt 1880-tól az elektromos áram eldöntötte .

A földgázhoz speciális kiigazításokra lesz szükség a teljes elosztóhálózaton, a fűtőberendezéseken és egyéb eszközökön, a tárolási és szállítási módokon: csővezetékeken , gázvezetékeken , hajókon és az LNG- kikötőn .

Európában az első lerakódások felfedezése Franciaországban és Hollandiában ( Gázmezők listája  (en) ), valamint a távolsági szállítási módszerek kifejlesztése tette lehetővé a földgáz terjeszkedését:

Mi nagyon gyorsan gondolni szállítása a gáz Hassi R'Mel a Szahara hajóval .

Éghető gázok

Gáznemű szénhidrogének

Acetilén Metán Földgáz

A földgáz továbbra is főleg metánból áll, és a korábbi élő szervezetek felbomlása következtében keletkezik.

Megkülönböztetünk származásuk, összetételük és a tározók típusa szerint, amelyekben találhatók:

  • Társult gáz: kőolaj oldatban jelen lévő gáz .
  • Palagáz: egyes palák repedéseiben rekedt metánt tartalmaznak .
  • Hidrátok: A metán-hidrátok csapdába esett metánt tartalmazó jégszerkezetek.
Alkalmazott természetes gázok
  • LNG: Cseppfolyósított földgáz
  • CNG: Földgáz járművekhez
Vegyes természetes gázok
  • HCNG: Földgáz-hidrogén keverék
Biogáz Bután és propán
  • Propán (C 3 H 8): benzin finomításából származó gáz halmazállapotú maradékból készül .
  • Alkalmazott gáz: gázpalack

Szén-monoxid

Hidrogén

Ammónia

Az ammónia viszonylag nem gyúlékony; sőt, robbanékony keverékeket képez a levegővel. A kísérleti adatok azonban ennek az anyagnak a sajátosságait mutatják: LEL (18 térfogatszázalék levegőben) és LSE (25 térfogatszázalék levegőben) nagyon hasonló, a robbanás megindításához szükséges energia magas és az erőszak kevesebb, mint más éghető gázok robbanása. Mint ilyen, egyes szerzők „nem éghetőnek” tartják.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. Matthieu Mairesse és Jean-Michel Petit, kémiai kockázati és személyi védelmi osztály, INRS, Párizs. Éghető gázok és folyadékok Tárolási és felhasználási előírások. A bip.cnrs-mrs.fr weboldalon
  2. GUIBET Jean-Claude. Folyékony üzemanyagok. Mérnöki technikák. Energikus zsenialitás. 1998, vol. 3, noBE8546, pp. BE8546.1-BE8546.20 a cat.inist.fr weboldalon
  3. A szilárd, folyékony, gáznemű tüzelőanyagok és kőolajtermékek kereskedelméről és forgalmazásáról szóló, 1985. december 20-i nemzeti kollektív szerződés. Meghosszabbítva 1990. július 23-i JORF 1990. augusztus 8-i rendelettel a cnccorg.com címen.
  4. Robert KG templom "A földgáz tüzelőanyagként történő felhasználása" a chine-informations.com oldalon
  5. Désiré Magnier Teljesen új kézikönyv a gázvilágításról, vagy az alapvető és gyakorlati értekezés mérnököknek, igazgatóknak stb. FORET 1849. évi ENCIKLOPÉDIAI KÖNYVTÁR ( Google eBook )
  6. Jan Pieter Minckelers emlékirata a különböző anyagokból származó gyúlékony levegőről, Falcon College 1784 ( Google eBook )
  7. MAZAUD Jean-Paul. Termelés a szintézisgázból . A cat.inist.fr oldalon a CNRS
  8. Gázipar Európában a XIX . És XX .  Században: innováció a magánpiacok és a közönség között. Peter Lang, Google eBook 2005
  9. Gérard Sarlos, Pierre-André Haldi, Pierre Verstraete. Energia rendszerek: Energia kínálat és kereslet: elemzési módszerek. PPUR politechnic presses, 2003 a books.google oldalon
  10. Alexandre Rojey, Bernard Durand. Földgáz: termelés, feldolgozás, szállítás. TECHNIP kiadások, 1994 a google.books oldalon
  11. Gérard Sarlos, Pierre-André Haldi, Pierre Verstraete: Energia rendszerek: Energia kínálat és kereslet: elemzési módszerek. A PPUR politechnikákat nyom, 2003-as eBook google

Függelékek

Kapcsolódó cikkek

Külső linkek