Kaasujen päätyypit

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-02 13:54

Luonto tuntee minkä tahansa aineen kolme perustilaa: kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen. Melkein mikä tahansa neste voi saada jokaisen jäljellä olevista kahdesta. Monet kiinteät aineet voivat sulatettuna, haihtuessaan tai palaessaan täydentää ilman sisältöä. Mutta jokaisesta kaasusta ei voi tulla kiinteiden aineiden tai nesteiden komponenttia. Tunnetaan erilaisia kaasutyyppejä, jotka eroavat ominaisuuksiltaan, alkuperältään ja käyttöominaisuuksiltaan.

Määritelmä ja ominaisuudet

Kaasu on aine, jolle on tunnusomaista molekyylien välisten sidosten puuttuminen tai vähimmäisarvo sekä hiukkasten aktiivinen liikkuvuus. Kaikentyyppisten kaasujen perusominaisuudet:

1. Sujuvuus, muodonmuuttuvuus, haihtuvuus, pyrkimys maksimitilavuuteen, atomien ja molekyylien reaktio lämpötilan laskuun tai nousuun, mikä ilmenee niiden liikkeen intensiteetin muutoksena.
2. Löytyy lämpötilassa, jossa paineen nousu ei nesteydy.
3. Helppoakutistuu, tilavuus pienenee. Tämä tekee siitä helpon kuljettaa ja käyttää.
4. Useimmat nesteytyvät puristamalla tietyissä paineiden ja kriittisten lämpöarvojen rajoissa.

Tutkimuksen saavuttamattomuuden vuoksi ne kuvataan seuraavilla perusparametreilla: lämpötila, paine, tilavuus, moolimassa.

Luokittelu talletuksen mukaan

Luonnonympäristössä kaikenlaisia kaasuja löytyy ilmasta, maasta ja vedestä.

1. Ilman komponentit: happi, typpi, hiilidioksidi, argon, typpioksidi ja neonin, kryptonin, vedyn, metaanin epäpuhtaudet.
2. Maankuoressa typpi, vety, metaani ja muut hiilivedyt, hiilidioksidi, rikkioksidi_{ja muut ovat kaasumaisessa ja nestemäisessä tilassa. Kiinteässä jakeessa on myös kaasukerrostumia sekoitettuna vesikerroksiin noin 250 atm:n paineissa. suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa (jopa 20˚С).}
3. Säiliöt sisältävät liukoisia kaasuja - kloorivetyä, ammoniakkia ja huonosti liukenevia kaasuja - happea, typpeä, vetyä, hiilidioksidia _jne.

Luonnonvarannot ylittävät huomattavasti keinotekoisesti luotujen mahdollisten määrän.

Luokittelu syttymisasteen mukaan

Kaikki kaasutyypit, riippuen käyttäytymisominaisuuksista sytytys- ja palamisprosesseissa, jaetaan hapettimiin, inertteihin ja palaviin.

1. Hapettimet edistävät ja tukevat palamista, mutta eivät polta itseään: ilma, happi, fluori, kloori, typen oksidi ja dioksidi.
2. Inert eivät osallistupalaessaan niillä on kuitenkin taipumus syrjäyttää happea ja vaikuttaa prosessin intensiteetin laskuun: helium, neon, ksenon, typpi, argon, hiilidioksidi.
3. Hapen kanssa yhdistettynä palavat aineet syttyvät tai räjähtävät: metaani, ammoniakki, vety, asetyleeni, propaani, butaani, hiilimonoksidi, etaani, eteeni. Useimmille niistä on ominaista palaminen vain tietyn kaasuseoksen koostumuksen olosuhteissa. Tämän ominaisuuden ansiosta kaasu on ylivoimaisesti yleisin polttoainetyyppi. Tässä ominaisuudessa käytetään metaania, propaania, butaania.

Hiilidioksidi ja sen rooli

On yksi yleisimmistä kaasuista ilmakehässä (0,04 %). Normaalissa lämpötilassa ja ilmanpaineessa sen tiheys on 1,98 kg/m³. Voi olla kiinteässä tai nestemäisessä tilassa. Kiinteä faasi esiintyy negatiivisessa lämmössä ja vakiopaineessa, sitä kutsutaan "kuivajääksi". Nestefaasi CO_{2 on mahdollista paineen noustessa. Tätä kiinteistöä käytetään varastointiin, kuljetukseen ja teknisiin sovelluksiin. Sublimaatio (siirtyminen kaasumaiseen tilaan kiinteästä aineesta ilman välivaiheen nestefaasia) on mahdollista -77 - -79˚С. Liukoisuus veteen suhteessa 1:1 toteutuu t=14-16˚С.}

Hiilidioksidityypit erotellaan alkuperän mukaan:

1. Kasvien ja eläinten jätetuotteet, tulivuorten päästöt, kaasupäästöt maapallon suolistosta, haihtuminen vesistöjen pinn alta.
2. Ihmistuotanto, mukaan lukien kaikenlaiset palamisesta aiheutuvat päästötpolttoaine.

Hyödyllisenä aineena sitä käytetään:

1. Hiilidioksidisammuttimissa.
2. Sylintereissä kaarihitsaukseen sopivassa ympäristössä CO_2.
3. Elintarviketeollisuudessa säilöntäaineena ja veden hiilihapotukseen.
4. Kylmäaineena tilapäiseen jäähdytykseen.
5. Kemianteollisuudessa.
6. Metallurgiassa.

Koska hiilidioksidi on välttämätön osa planeetan, ihmisen, koneiden ja kokonaisten tehtaiden toimintaa, se kerääntyy ilmakehän alempaan ja ylempään kerrokseen viivästyttäen lämmön vapautumista ja luoden "kasvihuoneilmiön" ".

Nestekaasu ja sen rooli

Luonnollista alkuperää olevista ja teknologisista tarkoituksista peräisin olevien aineiden joukossa on sellaisia, joilla on korkea syttyvyys- ja lämpöarvo. Varastointiin, kuljetukseen ja käyttöön käytetään seuraavanlaisia nesteytettyä kaasua: metaani, propaani, butaani sekä propaani-butaaniseokset.

Butaani (C₄H₁₀₎ ja propaani ovat maaöljykaasujen ainesosia. Ensimmäinen nesteytyy -1 - -0, 5˚С. Puhtaan butaanin kuljetusta ja käyttöä pakkasella ei suoriteta sen jäätymisen vuoksi. Propaanin nesteytyslämpötila (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, kriittinen paine – 4,27 MPa.}

Metaani (CH_{4) on maakaasun pääainesosa. Kaasulähteiden tyypit - öljyesiintymät, biogeenisten prosessien tuotteet. Nesteytys tapahtuu asteittain puristamalla ja vähentämällä lämpöä -160 - -161˚С. Jokaisellavaihe pakataan 5-10 kertaa.}

Nesteytys suoritetaan erikoislaitoksissa. Propaani, butaani sekä niiden seokset kotitalous- ja teollisuuskäyttöön valmistetaan erikseen. Metaania käytetään teollisuudessa ja liikenteen polttoaineena. Jälkimmäinen voidaan julkaista myös pakatussa muodossa.

Painekaasu ja sen rooli

Viime aikoina paineistettu maakaasu on kasvattanut suosiotaan. Jos propaanille ja butaanille käytetään vain nesteyttämistä, metaania voidaan tuottaa sekä nesteytettynä että puristettuna. Kaasulla sylintereissä korkeassa 20 MPa paineessa on useita etuja tunnettuun nesteytettyyn kaasuun verrattuna.

1. Suuri haihtumisnopeus, myös negatiivisissa ilmanlämpötiloissa, ei negatiivisia kerääntymisilmiöitä.
2. Pienempi myrkyllisyys.
3. Täydellinen palaminen, korkea hyötysuhde, ei negatiivista vaikutusta laitteisiin ja ilmakehään.

Löytyy enenevässä määrin käyttökohdetta kuorma-autojen lisäksi myös henkilöautoihin sekä kattilavarusteisiin.

Kaasu on huomaamaton, mutta ihmiselämän kann alta välttämätön aine. Joidenkin korkea lämpöarvo oikeuttaa maakaasun eri komponenttien laajan käytön teollisuuden ja liikenteen polttoaineena.