الاحتراق المباشر لمنتجات الغاز الطبيعي. منتجات احتراق الغاز والتحكم في عملية الاحتراق

الاحتراق تفاعل يتم فيه تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى حرارة.

يمكن أن يكون الحرق كاملاً أو غير مكتمل. عندما يحدث الاحتراق الكامل كافيالأكسجين. أسباب نقصها احتراق كامل، حيث يتم إطلاق كمية أقل من الحرارة مقارنة بالقدر الكامل ، ويتكون أول أكسيد الكربون (CO) ، وهو سام لموظفي التشغيل ، السخام الذي يستقر على سطح تسخين الغلاية ويزيد من فقد الحرارة ، مما يؤدي إلى زيادة الوقود الاستهلاك وانخفاض كفاءة المرجل وتلوث الهواء.

من أجل احتراق 1 م 3 من الميثان ، نحتاج إلى 10 م 3 من الهواء ، حيث يوجد 2 م 3 من الأكسجين. للاحتراق الكامل غاز طبيعييتم إمداد الفرن بالهواء مع زيادة طفيفة. تسمى نسبة الحجم الفعلي للهواء المستهلك V d إلى V t الضروري نظريًا معامل الهواء الزائد \ u003d V d / V t. يعتمد هذا المؤشر على التصميم موقد غازوالأفران: كلما كانت مثالية ، كانت أصغر. من الضروري التأكد من أن معامل الهواء الزائد لا يقل عن 1 ، لأن هذا يؤدي إلى احتراق غير كامل للغاز. زيادة نسبة الهواء الزائد يقلل من كفاءة المرجل.

يمكن تحديد اكتمال احتراق الوقود باستخدام محلل الغاز وبصريًا - حسب لون اللهب وطبيعته:

مزرق شفاف - احتراق كامل ؛

أحمر أو أصفر - احتراق غير كامل.

يتم التحكم في الاحتراق عن طريق زيادة إمداد الهواء إلى فرن الغلاية أو عن طريق تقليل إمداد الغاز. تستخدم هذه العملية الهواء الأولي (يمزج مع الغاز في الموقد - قبل الاحتراق) والثانوي (يتحد مع الغاز أو خليط الهواء والغاز في فرن الغلاية أثناء الاحتراق).

في الغلايات المجهزة بمواقد نشر (بدون الايداع القسريالهواء) ، يدخل الهواء الثانوي تحت تأثير الفراغ إلى الفرن من خلال أبواب النفخ.

في الغلايات المجهزة بشعلات الحقن: يدخل الهواء الأولي إلى الموقد بسبب الحقن ويتم تنظيمه بواسطة غسالة ضبط ، ويدخل الهواء الثانوي إلى الموقد من خلال أبواب النفخ.

في الغلايات ذات الشعلات المختلطة ، يتم تزويد الموقد بالهواء الأولي والثانوي بواسطة مروحة ويتم التحكم فيه بواسطة مخمدات الهواء.

يؤدي انتهاك النسبة بين سرعة خليط الهواء والغاز عند مخرج الحارق وسرعة انتشار اللهب إلى انفصال أو تجاوز اللهب على الشعلات.

إذا كانت سرعة خليط الهواء والغاز عند مخرج الشعلة المزيد من السرعةانتشار اللهب - الانفصال ، وإذا كان أقل - الاختراق.

في حالة انكسار اللهب ووميضه ، يجب على موظفي التشغيل إطفاء الغلاية ، وتهوية الفرن وأنابيب الغاز ، وإعادة إشعال الغلاية.

يجد الوقود الغازي كل عام المزيد والمزيد تطبيق واسعفي مختلف فروع الاقتصاد الوطني. في الإنتاج الزراعي ، يستخدم الوقود الغازي على نطاق واسع في الأغراض التكنولوجية (لتدفئة الصوبات الزراعية والصوبات الزراعية والمجففات ومجمعات الثروة الحيوانية والدواجن) والأغراض المنزلية. في في الآونة الأخيرةيتم استخدامه بشكل متزايد لمحركات الاحتراق الداخلي.

بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من الوقود الغازي ، فإنه يتميز بالمزايا التالية:

يحترق في كمية نظرية من الهواء ، مما يوفر نسبة عالية الكفاءة الحراريةودرجة حرارة الاحتراق ؛

عند الاحتراق ، لا تشكل منتجات غير مرغوب فيها من التقطير الجاف ومركبات الكبريت والسخام والدخان ؛

من السهل نسبيًا أن يتم توفيرها من خلال خطوط أنابيب الغاز لأشياء الاستهلاك البعيدة ويمكن تخزينها مركزيًا ؛

تشتعل بسهولة في أي درجة حرارة محيطة ؛

يتطلب تكاليف منخفضة نسبيًا لاستخراجها ، مما يعني أنه نوع أرخص من الوقود مقارنة بأنواع الوقود الأخرى ؛

يمكن استخدامها في صورة مضغوطة أو مسيلة لمحركات الاحتراق الداخلي ؛

لها خصائص عالية مضادة للخبط ؛

لا يتكثف أثناء الاحتراق ، مما يقلل بشكل كبير من تآكل أجزاء المحرك ، إلخ.

في الوقت نفسه ، يحتوي الوقود الغازي أيضًا على بعض الخصائص السلبية ، والتي تشمل: التأثير السام ، تكوين مخاليط متفجرة عند مزجه مع الهواء ، سهولة التدفق من خلال الوصلات المتسربة ، إلخ. لذلك ، عند العمل بالوقود الغازي ، يجب مراعاة الحذر. مطلوب لوائح السلامة ذات الصلة.

يتم تحديد استخدام الوقود الغازي من خلال تكوينها وخصائص الجزء الهيدروكربوني. أكثر أنواع زيت الغاز الطبيعي أو المصاحب استخدامًا على نطاق واسع حقول الغاز، وكذلك غازات المصانع في مصافي النفط والمصانع الأخرى. المكونات الرئيسية لهذه الغازات هي الهيدروكربونات مع عدد ذرات الكربون في الجزيء من واحد إلى أربعة (الميثان ، الإيثان ، البروبان ، البيوتان ومشتقاتها).

تتكون الغازات الطبيعية من حقول الغاز بالكامل تقريبًا من الميثان (82 ... 98٪) ، مع تطبيق صغيرالوقود الغازي لمحركات الاحتراق الداخلي يتطلب أسطول المركبات المتزايد باستمرار المزيد والمزيد من الوقود. حل أهم المشاكل الاقتصادية الوطنية إمداد مستقرمحركات السيارات ناقلات الطاقة فعالة وتقليل الاستهلاك الوقود السائلمصدر الزيت ممكن من خلال استخدام الوقود الغازي - البترول المسال والغازات الطبيعية.

بالنسبة للسيارات ، يتم استخدام الغازات عالية أو متوسطة السعرات الحرارية فقط. عند العمل على غاز منخفض السعرات الحرارية ، لا يتطور المحرك القوة المطلوبة، ويقلل أيضًا من مدى السيارة ، وهو أمر غير مربح اقتصاديًا. باسكال). إطلاق سراح الأنواع التاليةالغازات المضغوطة: فحم الكوك الطبيعي والآلي وفحم الكوك المخصب

المكون الرئيسي القابل للاحتراق لهذه الغازات هو الميثان. وكذلك بالنسبة للوقود السائل ، فإن الوجود في وقود غازيكبريتيد الهيدروجين غير مرغوب فيه بسبب تأثيره المسبب للتآكل على معدات الغاز وأجزاء المحرك. يسمح عدد الأوكتان للغازات بتعزيز محركات السيارات من حيث نسبة الضغط (حتى 10 ... 12).

إن وجود سيانيد النفثالينات غير مرغوب فيه بدرجة كبيرة في غاز السيارات. بالاقتران مع الماء ، فإنه يشكل حمض الهيدروسيانيك ، تحت تأثيره تتشكل شقوق صغيرة في جدران الأسطوانات. يؤدي وجود المواد القطرانية والشوائب الميكانيكية في الغاز إلى تكوين رواسب وتلوث على أجهزة معدات الغاز وعلى أجزاء المحرك.

احتراق الغاز هو مزيج من العمليات التالية:

خلط الغاز القابل للاشتعال بالهواء

تسخين الخليط

التحلل الحراري للمكونات القابلة للاحتراق ،

الاشتعال والتوليف الكيميائي للمكونات القابلة للاشتعال مع الأكسجين الجوي ، مصحوبًا بتكوين شعلة وإطلاق حرارة شديدة.

يحدث احتراق الميثان وفقًا للتفاعل:

CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O

الشروط المطلوبة لاحتراق الغاز:

ضمان النسبة المطلوبة من الغازات القابلة للاحتراق والهواء ،

تسخين لدرجة حرارة الاشتعال.

إذا كان هناك غاز أقل في خليط الهواء والغاز الحد الأدنىالاشتعال ، لن يحترق.

إذا كان هناك غاز في خليط الهواء والغاز أكثر من الحد الأعلى للاشتعال ، فلن يحترق تمامًا.

تكوين منتجات الاحتراق الكامل للغاز:

ثاني أكسيد الكربون - نشبع

H 2 O - بخار الماء

* N 2 - نيتروجين (لا يتفاعل مع الأكسجين أثناء الاحتراق)

تكوين منتجات الاحتراق غير الكامل للغاز:

كو - أول أكسيد الكربون

ج - السخام.

يتطلب احتراق 1 م 3 من الغاز الطبيعي 9.5 م 3 من الهواء. من الناحية العملية ، يكون استهلاك الهواء دائمًا أعلى.

سلوك الاستهلاك الفعليالهواء نظريا التدفق المطلوبيسمى معامل الهواء الزائد: α = L / L t. ،

حيث: L- المصاريف الفعلية

L t - التدفق المطلوب نظريًا.

دائمًا ما يكون معامل الهواء الزائد أكبر من واحد. بالنسبة للغاز الطبيعي ، فهي 1.05 - 1.2.

2. الغرض والجهاز والخصائص الرئيسية لسخانات المياه اللحظية.

سخانات المياه بالغاز المتدفقة.مصممة لتسخين المياه إلى درجة حرارة معينة أثناء التراجع ، ويتم تقسيم سخانات المياه المتدفقة وفقًا لحمل الطاقة الحرارية: 33600 ، 75600 ، 105000 كيلوجول ، وفقًا لدرجة الأتمتة - إلى الدرجة الأولى والأعلى. نجاعة سخانات المياه 80٪ ، محتوى الأكسيد لا يزيد عن 0.05٪ ، درجة حرارة منتجات الاحتراق خلف قاطع السحب لا تقل عن 180 درجة مئوية. يعتمد المبدأ على تسخين الماء خلال فترة التراجع.

الوحدات الرئيسية لسخانات المياه اللحظية هي: موقد غاز ، مبادل حراري ، نظام أتمتة ومنفذ غاز. غاز ضغط منخفضتتغذى في موقد الحقن. تمر منتجات الاحتراق عبر المبادل الحراري ويتم تفريغها في المدخنة. تنتقل حرارة الاحتراق إلى الماء المتدفق عبر المبادل الحراري. لتبريد غرفة النار ، يتم استخدام ملف ، يتم من خلاله تدوير الماء ، ويمر عبر السخان. تم تجهيز سخانات المياه اللحظية بالغاز بأجهزة عادم الغاز وقواطع السحب ، والتي في حالة حدوث انتهاك قصير المدى للغاز ، تمنع شعلة الموقد الغازي من الإطفاء. يوجد أنبوب مداخن للتوصيل بالمدخنة.

غاز سخان مياه لحظية- HSV.يوجد على الجدار الأمامي للغلاف: مقبض تحكم بزجاج الغاز ، وزر لتشغيل صمام الملف اللولبي ونافذة عرض لمراقبة شعلة الطيار والشعلات الرئيسية. يوجد في الجزء العلوي من الجهاز جهاز لطرد الدخان ، وفي الجزء السفلي توجد أنابيب فرعية لتوصيل الجهاز بأنظمة الغاز والمياه. يدخل الغاز صمام الملف اللولبي، يقوم صمام إغلاق الغاز الخاص بكتلة موقد الماء والغاز بالتتابع على الموقد التجريبي ويزود الموقد الرئيسي بالغاز.

يتم منع تدفق الغاز إلى الموقد الرئيسي ، مع التشغيل الإلزامي للمُشعل ، بواسطة صمام كهرومغناطيسي يعمل من المزدوج الحراري. يتم منع إمداد الغاز إلى الموقد الرئيسي ، اعتمادًا على وجود كمية من الماء ، بواسطة صمام يتم دفعه عبر الجذع من غشاء صمام كتلة الماء.

الغاز الطبيعي هو الوقود الأكثر استخدامًا اليوم. يُطلق على الغاز الطبيعي اسم الغاز الطبيعي لأنه يُستخرج من أحشاء الأرض.

عملية احتراق الغاز تفاعل كيميائي، حيث يتم تفاعل الغاز الطبيعي مع الأكسجين الموجود في الهواء.

يوجد في الوقود الغازي جزء قابل للاحتراق وجزء غير قابل للاحتراق.

المكون الرئيسي القابل للاحتراق للغاز الطبيعي هو الميثان - CH4. يصل محتواها من الغاز الطبيعي إلى 98٪. الميثان عديم الرائحة والطعم وغير سام. حد قابليته للاشتعال من 5 إلى 15٪. هذه الصفات هي التي جعلت من الممكن استخدام الغاز الطبيعي كأحد الأنواع الرئيسية للوقود. يشكل تركيز الميثان أكثر من 10٪ خطورة على الحياة ، لذلك يمكن أن يحدث الاختناق بسبب نقص الأكسجين.

لاكتشاف تسرب الغاز ، يتعرض الغاز للرائحة ، بمعنى آخر ، تتم إضافة مادة قوية الرائحة (إيثيل مركابتان). في هذه الحالة ، يمكن اكتشاف الغاز بالفعل بتركيز 1٪.

بالإضافة إلى الميثان ، قد توجد غازات قابلة للاحتراق مثل البروبان والبيوتان والإيثان في الغاز الطبيعي.

لضمان احتراق الغاز عالي الجودة ، من الضروري إدخال الهواء إلى منطقة الاحتراق بكميات كافية وتحقيق خلط جيد للغاز مع الهواء. تعتبر النسبة 1: 10 مثالية ، أي أن عشرة أجزاء من الهواء تسقط على جزء واحد من الغاز. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري إنشاء ما يلزم نظام درجة الحرارة. من أجل اشتعال الغاز ، يجب تسخينه إلى درجة حرارة الاشتعال ، ويجب ألا تنخفض درجة الحرارة في المستقبل عن درجة حرارة الاشتعال.

من الضروري تنظيم إزالة منتجات الاحتراق في الغلاف الجوي.

يتحقق الاحتراق الكامل في حالة عدم وجود مواد قابلة للاحتراق في نواتج الاحتراق المنبعثة في الغلاف الجوي. في هذه الحالة ، يتحد الكربون والهيدروجين معًا ويشكلان ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

بصريًا ، مع الاحتراق الكامل ، يكون اللهب أزرق فاتح أو بنفسجي مزرق.

بالإضافة إلى هذه الغازات ، يدخل النيتروجين والأكسجين المتبقي إلى الغلاف الجوي بغازات قابلة للاحتراق. N 2 + O 2

إذا لم يكتمل احتراق الغاز ، فإن المواد القابلة للاحتراق تنبعث في الغلاف الجوي - أول أكسيد الكربون ، والهيدروجين ، والسخام.

يحدث الاحتراق غير الكامل للغاز بسبب ليس كافيهواء. في الوقت نفسه ، تظهر ألسنة السخام بصريًا في اللهب.

يكمن خطر الاحتراق غير الكامل للغاز في أن أول أكسيد الكربون يمكن أن يتسبب في تسمم أفراد غرفة الغلاية. يمكن أن يتسبب محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء بنسبة 0.01-0.02٪ في حدوث تسمم خفيف. يمكن أن تؤدي التركيزات العالية إلى التسمم الحاد والوفاة.

يستقر السخام الناتج على جدران الغلايات ، مما يؤدي إلى تفاقم انتقال الحرارة إلى المبرد ، مما يقلل من كفاءة غرفة الغلاية. ينقل السخام حرارة أسوأ 200 مرة من غاز الميثان.

من الناحية النظرية ، هناك حاجة إلى 9 م 3 من الهواء لحرق 1 م 3 من الغاز. في ظروف حقيقيةهناك حاجة إلى مزيد من الهواء.

وهذا يعني أن هناك حاجة إلى كمية زائدة من الهواء. توضح هذه القيمة ، المشار إليها بـ alpha ، عدد المرات التي يتم فيها استهلاك الهواء أكثر مما هو ضروري من الناحية النظرية.

يعتمد معامل ألفا على نوع موقد معين وعادة ما يتم وصفه في جواز سفر الموقد أو وفقًا لتوصيات منظمة التكليف.

مع زيادة كمية الهواء الزائد عن الكمية الموصى بها ، يزداد فقد الحرارة. مع زيادة كمية الهواء بشكل كبير ، يمكن أن يحدث فصل للهب ، مما يؤدي إلى حدوث حالة طوارئ. إذا كانت كمية الهواء أقل من الموصى به ، فسيكون الاحتراق غير مكتمل ، مما يؤدي إلى خطر تسمم موظفي غرفة الغلاية.

لمزيد من التحكم الدقيق في جودة احتراق الوقود ، هناك أجهزة - محللات غازات تقيس محتوى بعض المواد في تكوين غازات العادم.

يمكن تزويد أجهزة تحليل الغاز بالغلايات. إذا لم تكن متوفرة ، يتم إجراء القياسات ذات الصلة من قبل المنظمة المكلفة باستخدام أجهزة تحليل الغاز المحمولة. تجميع وانتاج خريطة النظامحيث يتم تحديد معلمات التحكم اللازمة. من خلال التمسك بها ، يمكنك ضمان الاحتراق الكامل الطبيعي للوقود.

المعلمات الرئيسية للتحكم في احتراق الوقود هي:

• نسبة الغاز والهواء الموفر للشعلات.

• نسبة الهواء الزائد.

• صدع في الفرن.

• معامل في الرياضيات او درجة عمل مفيدسخان مياه.

في هذه الحالة ، فإن كفاءة المرجل تعني النسبة حرارة مفيدةلإجمالي مدخلات الحرارة.

تكوين الهواء

معلومات عامة. مصدر مهم آخر للتلوث الداخلي ، وهو عامل تحسس قوي للإنسان ، هو الغاز الطبيعي ومنتجات الاحتراق. الغاز هو نظام متعدد المكونات يتكون من العشرات من وصلات مختلفة، بما في ذلك تلك المضافة بشكل خاص (الجدول

هناك دليل مباشر على أن استخدام الأجهزة التي تحرق الغاز الطبيعي (مواقد الغاز والغلايات) له تأثير سلبي على صحة الإنسان. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأفراد الذين لديهم حساسية متزايدة تجاه العوامل البيئية يتفاعلون بشكل غير كافٍ مع مكونات الغاز الطبيعي ونواتج احتراقه.

الغاز الطبيعي في المنزل هو مصدر للعديد من الملوثات المختلفة. وتشمل هذه المركبات الموجودة مباشرة في الغاز (الروائح ، والهيدروكربونات الغازية ، والمركبات الفلزية العضوية السامة ، والرادون الغازي المشع) ، ومنتجات الاحتراق غير الكامل (أول أكسيد الكربون ، وثاني أكسيد النيتروجين ، وجزيئات الهباء الجوي العضوية ، ومتعدد الحلقات. الهيدروكربونات العطريةوكمية صغيرة من المركبات العضوية المتطايرة). يمكن أن تؤثر كل هذه المكونات على جسم الإنسان سواء من تلقاء نفسها أو بالاشتراك مع بعضها البعض (تأثير تآزري).

الجدول 12.3

تكوين الوقود الغازي

الروائح. الروائح عبارة عن مركبات عطرية عضوية تحتوي على الكبريت (مركابتان وثيوثيرات ومركبات عطرية). يتم إضافتها إلى الغاز الطبيعي من أجل الكشف عنها في حالة التسرب. على الرغم من أن هذه المركبات موجودة بتركيزات منخفضة جدًا وتحت العتبة التي لا تعتبر سامة لمعظم الأفراد ، إلا أن رائحتها يمكن أن تسبب الغثيان والصداع لدى الأفراد الأصحاء.

تشير الخبرة السريرية والبيانات الوبائية إلى أن الأفراد الحساسين كيميائيًا يتفاعلون بشكل غير مناسب مع المواد الكيميائية الموجودة حتى عند التركيزات الدنيا. غالبًا ما يتعرف الأفراد المصابون بالربو على الرائحة كمحفز (محفز) لنوبات الربو.

تشمل الروائح ، على سبيل المثال ، الميثانيثيول. الميثانثيول ، المعروف أيضًا باسم ميثيل مركابتان (مركابتوميثان ، كحول ثيوميثيل) ، هو مركب غازي شائع الاستخدام كمضاف عطري للغاز الطبيعي. رائحة كريهةيشعر به معظم الناس بتركيز جزء واحد لكل 140 جزء في المليون ، ومع ذلك ، يمكن اكتشاف هذا المركب بتركيزات أقل بكثير من قبل الأفراد ذوي الحساسية العالية. أظهرت الدراسات السمية على الحيوانات أن 0.16٪ ميثانيثيول ، 3.3٪ إيثانثيول ، أو 9.6٪ ثنائي ميثيل كبريتيد يمكن أن تحفز حالات الغيبوبة في 50٪ من الفئران المعرضة لهذه المركبات لمدة 15 دقيقة.

مركابتان آخر ، يستخدم أيضًا كمضاف عطري للغاز الطبيعي ، هو مركابتوإيثانول (C2H6OS) المعروف أيضًا باسم 2-ثيو إيثانول ، إيثيل مركابتان. مهيج شديد للعينين والجلد وقادر على إحداث تأثير سام من خلال الجلد. إنه قابل للاشتعال ويتحلل عند تسخينه لتكوين أبخرة أكاسيد الكبريت عالية السمية.

تحتوي المركابتان ، كونها ملوثات هواء داخلية ، على الكبريت ويمكنها التقاط الزئبق الأولي. في التركيزات العالية ، يمكن أن يتسبب المركابتان في ضعف الدورة الدموية الطرفية وزيادة معدل ضربات القلب ، ويمكن أن يحفز فقدان الوعي ، أو الإصابة بالزرقة ، أو حتى الموت.

الغبار الجوي. ينتج عن احتراق الغاز الطبيعي تكوين جسيمات عضوية دقيقة (الهباء الجوي) ، بما في ذلك الهيدروكربونات العطرية المسببة للسرطان ، وكذلك بعض المواد المتطايرة مركبات العضوية. يُشتبه في أن DOS هي عوامل تحسس قادرة على إحداث متلازمة "المبنى المريض" بالإضافة إلى الحساسية الكيميائية المتعددة (MCS) ، إلى جانب المكونات الأخرى.

يحتوي DOS أيضًا على الفورمالديهايد ، والذي يتكون بكميات صغيرة أثناء احتراق الغاز. إستعمال أجهزة الغازفي المنزل الذي يعيش فيه الأفراد الحساسون ، يزيد من التعرض لهذه المهيجات ، وبالتالي يزيد من حدة أعراض المرض ويساهم أيضًا في زيادة الحساسية.

يمكن أن تصبح الهباء الجوي المتكون أثناء احتراق الغاز الطبيعي مراكز امتزاز لمختلف مركبات كيميائيةموجودة في الهواء. وبالتالي ، يمكن أن تتركز ملوثات الهواء في الأحجام الدقيقة ، وتتفاعل مع بعضها البعض ، خاصة عندما تعمل المعادن كمحفزات للتفاعلات. كلما كان الجسيم أصغر ، زاد نشاط التركيز لهذه العملية.

علاوة على ذلك ، فإن بخار الماء المتولد أثناء احتراق الغاز الطبيعي هو رابط نقل لجزيئات الهباء الجوي والملوثات عندما يتم نقلها إلى الحويصلات الهوائية الرئوية.

أثناء احتراق الغاز الطبيعي ، يتم أيضًا تكوين الهباء الجوي الذي يحتوي على هيدروكربونات عطرية متعددة الحلقات. لها تأثيرات ضارة على الجهاز التنفسي وهي مواد مسرطنة معروفة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤدي إلى الهيدروكربونات تسمم مزمنفي الأشخاص المعرضين للإصابة.

كما أن تكوين البنزين والتولوين وإيثيل بنزين والزيلين عند حرق الغاز الطبيعي غير موات لصحة الإنسان. من المعروف أن البنزين مادة مسرطنة عند الجرعات التي تقل عن الحد الأدنى بكثير. ارتبط التعرض للبنزين بزيادة خطر الإصابة بالسرطان ، وخاصة اللوكيميا. تأثيرات التحسس للبنزين غير معروفة.

المركبات العضوية المعدنية. قد تحتوي بعض مكونات الغاز الطبيعي على تركيزات عالية من المواد السامة معادن ثقيلةبما في ذلك الرصاص والنحاس والزئبق والفضة والزرنيخ. في جميع الاحتمالات ، توجد هذه المعادن في الغاز الطبيعي في شكل معقدات عضوية معدنية من نوع ثلاثي ميثيلارسينيت (CH3) 3As. الارتباط بالمصفوفة العضوية لهذه المعادن السامة يجعلها قابلة للذوبان في الدهون. وهذا يؤدي إلى مستوى عالٍ من الامتصاص والميل إلى التراكم الأحيائي في الأنسجة الدهنية البشرية. تشير السمية العالية لرباعي ميثيل بلومبيت (CH3) 4Pb وثنائي ميثيل الزئبق (CH3) 2Hg إلى وجود تأثير على صحة الإنسان ، حيث أن المركبات الميثيلية لهذه المعادن أكثر سمية من المعادن نفسها. تشكل هذه المركبات خطورة خاصة أثناء الرضاعة عند النساء ، لأنه في هذه الحالة هناك هجرة للدهون من مستودعات الدهون في الجسم.

ثنائي ميثيل الزئبق (CH3) 2Hg هو مركب عضوي عضوي خطير بشكل خاص بسبب ارتفاع درجة حبه للدهون. يمكن دمج ميثيل الزئبق في الجسم عن طريق الاستنشاق وكذلك من خلال الجلد. إن امتصاص هذا المركب في الجهاز الهضمي يكاد يكون 100٪. الزئبق له تأثير عصبي واضح والقدرة على التأثير على وظيفة الإنجاب البشري. لا يمتلك علم السموم بيانات عن مستويات الزئبق الآمنة للكائنات الحية.

تعتبر مركبات الزرنيخ العضوية أيضًا شديدة السمية ، خاصةً عندما يتم تدميرها عن طريق التمثيل الغذائي (تنشيط التمثيل الغذائي) ، مما يؤدي إلى تكوين أشكال غير عضوية شديدة السمية.

منتجات احتراق الغاز الطبيعي. ثاني أكسيد النيتروجين قادر على العمل على الجهاز الرئوي ، مما يسهل التطور ردود الفعل التحسسيةلمواد أخرى ، ويقلل من وظائف الرئة ، والتعرض لها أمراض معديةالرئتين ، يقوي الربو القصبيآخر أمراض الجهاز التنفسي. هذا واضح بشكل خاص عند الأطفال.

هناك دليل على أن ثاني أكسيد النيتروجين الناتج عن حرق الغاز الطبيعي يمكن أن يؤدي إلى:

• التهاب الجهاز الرئوي وانخفاض في الوظيفة الحيوية للرئتين.
• زيادة خطر الإصابة بأعراض تشبه الربو ، بما في ذلك الصفير وضيق التنفس ونوبات الربو. هذا شائع بشكل خاص عند النساء اللواتي يطبخن على مواقد الغاز ، وكذلك عند الأطفال ؛
• انخفاض في مقاومة أمراض بكتيريةالرئتين بسبب انخفاض في الآليات المناعية لحماية الرئة ؛
• إحداث تأثيرات ضارة بشكل عام على الجهاز المناعي للإنسان والحيوان ؛
• تأثير كمساعد على تطوير ردود الفعل التحسسية للمكونات الأخرى ؛
• زيادة الحساسية وزيادة الاستجابة التحسسية لمسببات الحساسية الجانبية.

تحتوي نواتج احتراق الغاز الطبيعي على تركيز عالٍ نسبيًا من كبريتيد الهيدروجين (H2S) الذي يلوث بيئة. وهو سام بتركيزات أقل من 50.ppm ، وبتركيزات من 0.1-0.2٪ فهو قاتل حتى مع التعرض القصير. نظرًا لأن الجسم لديه آلية لإزالة السموم من هذا المركب ، فإن سمية كبريتيد الهيدروجين مرتبطة أكثر بتركيز التعرض أكثر من مدة التعرض.

على الرغم من وجود كبريتيد الهيدروجين راءحة قويةفالتعرض المستمر لتركيز منخفض يؤدي إلى فقدان حاسة الشم. هذا يجعل التأثير السام ممكنًا للأشخاص الذين قد يتعرضون عن غير قصد لمستويات خطيرة من هذا الغاز. تركيزات ضئيلة منه في هواء المباني السكنية تؤدي إلى تهيج العين والبلعوم الأنفي. مستويات معتدلة تسبب صداع الراسوالدوخة والسعال وصعوبة التنفس. مستويات عاليةتؤدي إلى صدمة وتشنجات وغيبوبة تنتهي بالموت. يعاني الناجون من التعرض الحاد للسموم لكبريتيد الهيدروجين من اختلالات عصبية مثل فقدان الذاكرة ، والرعشة ، وعدم التوازن ، وفي بعض الأحيان تلف الدماغ الشديد.

السمية الحادة عند تركيزات عالية نسبيًا من كبريتيد الهيدروجين معروفة جيدًا ، ومع ذلك ، لسوء الحظ ، لا يتوفر سوى القليل من المعلومات حول تأثيرات الجرعة المنخفضة المزمنة لهذا المكون.

رادون. يوجد الرادون (222Rn) أيضًا في الغاز الطبيعي ويمكن نقله عبر خطوط الأنابيب إلى مواقد الغاز ، والتي تصبح مصادر للتلوث. نظرًا لأن الرادون يتحلل ليؤدي إلى الرصاص (يبلغ عمر النصف 210Pb 3.8 أيام) ، ينتج عن ذلك طبقة رقيقة من الرصاص المشع (متوسط ​​سمكها 0.01 سم) تغطي الأسطح الداخليةالأنابيب والمعدات. يؤدي تكوين طبقة من الرصاص المشع إلى زيادة القيمة الخلفية للنشاط الإشعاعي بعدة آلاف من التفكك في الدقيقة (على مساحة 100 سم 2). إزالته صعبة للغاية وتتطلب استبدال الأنابيب.

يجب ألا يغيب عن الأذهان أن مجرد إيقاف تشغيل معدات الغاز لا يكفي لإزالة التأثيرات السامة وتقديم الراحة للمرضى ذوي الحساسية الكيميائية. معدات الغازيجب إزالته تمامًا من المبنى ، حتى لو كان لا يعمل موقد غازيستمر في إطلاق المركبات العطرية التي امتصها على مدى سنوات الاستخدام.

الآثار التراكمية للغاز الطبيعي والمركبات العطرية ومنتجات الاحتراق على صحة الإنسان غير معروفة تمامًا. من المفترض أن التأثير من عدة مركبات يمكن أن يتضاعف ، في حين أن الاستجابة من التعرض للعديد من الملوثات قد تكون أكبر من مجموع التأثيرات الفردية.

وبالتالي ، فإن خصائص الغاز الطبيعي التي تهم صحة الإنسان والحيوان هي:

• القابلية للاشتعال والطبيعة المتفجرة ؛
• خصائص خانقة
• تلوث منتج الاحتراق بيئة الهواءمقدمات؛
• حضور العناصر المشعة(رادون)؛
• محتوى المركبات عالية السمية في منتجات الاحتراق ؛
• وجود كميات ضئيلة من المعادن السامة ؛
• محتوى المركبات العطرية السامة المضافة إلى الغاز الطبيعي (خاصة للأشخاص الذين يعانون من حساسيات كيميائية متعددة) ؛
• قدرة مكونات الغاز على التحسس.

الاحتراق تفاعل يتم فيه تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى حرارة.

يمكن أن يكون الحرق كاملاً أو غير مكتمل. يحدث الاحتراق الكامل مع وجود كمية كافية من الأكسجين. يؤدي عدم وجوده إلى احتراق غير كامل ، حيث يتم إطلاق حرارة أقل من الاحتراق الكامل ، ويشكل أول أكسيد الكربون (CO) ، وهو سام لموظفي التشغيل ، سخامًا يستقر على سطح تسخين الغلاية ويزيد من فقد الحرارة ، مما يؤدي إلى يؤدي إلى استهلاك مفرط للوقود وتقليل الكفاءة المرجل تلوث الهواء.

من أجل احتراق 1 م 3 من الميثان ، نحتاج إلى 10 م 3 من الهواء ، حيث يوجد 2 م 3 من الأكسجين. للاحتراق الكامل للغاز الطبيعي ، يتم توفير الهواء للفرن مع زيادة طفيفة. تسمى نسبة حجم الهواء المستهلك فعليًا V d إلى V t الضروري نظريًا معامل الهواء الزائد a = V d / V t. يعتمد هذا المؤشر على تصميم الموقد الغازي والفرن: فكلما كانا أكثر كمالًا ، أقل أ. من الضروري التأكد من أن معامل الهواء الزائد لا يقل عن 1 ، لأن هذا يؤدي إلى احتراق غير كامل للغاز. زيادة نسبة الهواء الزائد تقلل من الكفاءة. وحدة المرجل.

يمكن تحديد اكتمال احتراق الوقود باستخدام محلل الغاز وبصريًا - من خلال لون وطبيعة اللهب: شفاف - مزرق - احتراق كامل ؛

أحمر أو أصفر - احتراق غير كامل.

تسمى السرعة التي تتقدم بها منطقة الاحتراق في اتجاه عمودي على المنطقة نفسها بسرعة انتشار اللهب. تحدد سرعة انتشار اللهب سرعة تسخين خليط الهواء والغاز لدرجة حرارة الاشتعال. السرعة القصوىتوزيع لهب من الهيدروجين وغاز الماء (3 م / ثانية) ، وأصغر - لهب الغاز الطبيعي ومزيج البروبان والبيوتان. تؤثر السرعة العالية لانتشار اللهب بشكل إيجابي على اكتمال احتراق الغاز ، وعلى العكس من ذلك ، فإن السرعة الصغيرة هي أحد أسباب الاحتراق غير الكامل للغاز. يتم زيادة سرعة انتشار اللهب باستخدام خليط غاز الأكسجين بدلاً من خليط الهواء والغاز.

يتم التحكم في الاحتراق عن طريق زيادة إمداد الهواء إلى فرن الغلاية أو عن طريق تقليل إمداد الغاز. تستخدم هذه العملية الهواء الأولي (يمزج مع الغاز في الموقد - قبل الاحتراق) والثانوي (يتحد مع الغاز أو خليط الهواء والغاز في فرن الغلاية أثناء الاحتراق).

في الغلايات المجهزة بحرق انتشار (بدون مصدر هواء قسري) ، يدخل الهواء الثانوي ، تحت تأثير الفراغ ، إلى الفرن من خلال أبواب النفخ.

في الغلايات المجهزة بشعلات الحقن: يدخل الهواء الأولي إلى الموقد بسبب الحقن ويتم تنظيمه بواسطة غسالة ضبط ، ويدخل الهواء الثانوي إلى الموقد من خلال أبواب النفخ.

في الغلايات ذات الشعلات المختلطة ، يتم تزويد الموقد بالهواء الأولي والثانوي بواسطة مروحة ويتم التحكم فيه بواسطة مخمدات الهواء.

يؤدي انتهاك النسبة بين سرعة خليط الهواء والغاز عند مخرج الحارق وسرعة انتشار اللهب إلى انفصال أو تجاوز اللهب على الشعلات.

إذا كانت سرعة خليط الهواء والغاز عند مخرج الموقد أكبر من سرعة انتشار اللهب - الانفصال ، وإذا كانت أقل - الانزلاق.

في حالة انكسار اللهب ووميضه ، يجب على موظفي التشغيل إطفاء الغلاية ، وتهوية الفرن وأنابيب الغاز ، وإعادة إشعال الغلاية.