Что относится к горючим компонентам газовой смеси

Состав газообразного топлива и его основные физико-химические свойства

Лекция 2

Тема 2 Горючие газы

1) Состав газообразного топлива и его основные физико-химические свойства

2) Классификация горючих газов

3) Требования, предъявляемые к горючим газам, используемым для газо-

снабжения городов, населенных пунктов и промышленных предприятий.

К горючим компонентам газообразного топлива относятся следующие вещества:

В негорючую часть газообразного топлива входит азот и углекислый газ.

Азот N₂— бесцветный газ без запаха и вкуса. Азот практически не реагирует с кислородом, поэтому при расчётах процесса горения его рассматривают как инертный газ.

Таблица 1Физиологическое воздействие оксида углерода CO на организм человека.

К вредным примесям относят сероводород.

К основным характеристикам газообразного топлива относят: теплоту сгорания, плотность, число Воббе.

Теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы топлива при постоянном давлении (Для газобразного топлива за единицу измерения принят 1 м 3 ).

Высшая теплота сгорания газового топлива соответствует условию, при котором водяные пары продуктов сгорания доводятся до жидкого состояния. В реальных условиях сжигания газа водяные пары не конденсируются, а находятся в парообразном состоянии. Понятие высшей теплоты сгорания относится только к тем газам, которые при сгорании выделяют водяные пары. Разница между Q_н и Q_в составляет 2514 кДж на каждый кг водяных паров, т.е

где — объём водяных паров в продуктах сгорания при сжигании 1 м 3 газа.

Теплоту сгорания смеси простых горючих газов подсчитывают по формуле

Таблица 2 Физические характеристики газов

Плотность газообразного топлива при температуре 0 0 С и давлении 101,3 кПа определяется по формуле

Относительная плотность газа по воздуху определяется по формуле

Таблица 3 Теплота сгорания чистых горючих газов

Число Воббе, представляет собой отношение теплоты сгорания к корню квадратному из относительной плотности газа по воздуху.

Число Воббе ( низшее или высшее ) определяют по фор­мулам, кДж/м 3

Если газовое топливо является влажным, то производят пересчет теплоты сгорания и плотности топлива, которые были определены по сухому составу, по следующим формулам пересчета

где к— коэффициент пересчета, определяемый по формуле

,

Углеродное число сравнительно просто может быть определено с помощью газоанализатора с дожиганием или же подсчитано по извест­ному объемному составу природного газа по формуле

,

где CH₄, C₂H₆ и т.д. — содержание углеводородов в сухом газе, %.

Величина n всегда больше единицы и может быть дробной.

Основные характеристики сухого природного газа могут быть под­считаны по следующим формулам:

высшая теплота сгорания, кДж/м 3

низшая теплота сгорания, кДж/м 3

плотность (в нормальных условиях), кг/м 3

,

газовая постоянная, Дж/(кг К)

,

кажущаяся молекулярная масса

,

,

,

кинематическая вязкость, м 2 /с

,

м 3 /ч.

Стандартные условия: температура 20 0 С и давление 101325 Па. Объем газа при данных условиях может быть определен по формуле

м 3 /ч.

, м 3 /ч,

где іи

, м 3 /ч;

, м 3 /ч,

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Состав газообразного топлива и его основные физико-химические свойства

К горючим компонентам газообразного топлива относятся следующие вещества:

В негорючую часть газообразного топлива входит азот и углекислый газ.

Азот N₂ — бесцветный газ без запаха и вкуса. Азот практически не реагирует с кислородом, поэтому при расчётах процесса горения его рассматривают как инертный газ.

Таблица 1. Физиологическое воздействие оксида углерода CO на организм человека.

К вредным примесям относят сероводород.

К основным характеристикам газообразного топлива относят: теплоту сгорания, плотность, число Воббе.

Теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы топлива при постоянном давлении (Для газобразного топлива за единицу измерения принят 1 м 3 ).

Высшая теплота сгорания газового топлива соответствует условию, при котором водяные пары продуктов сгорания доводятся до жидкого состояния. В реальных условиях сжигания газа водяные пары не конденсируются, а находятся в парообразном состоянии. Понятие высшей теплоты сгорания относится только к тем газам, которые при сгорании выделяют водяные пары. Разница между Q_н и Q_в составляет 2514 кДж на каждый кг водяных паров, т.е

где — объём водяных паров в продуктах сгорания при сжигании 1 м 3 газа.

Теплоту сгорания смеси простых горючих газов подсчитывают по формуле

Таблица 2 Физические характеристики газов

Плотность газообразного топлива при температуре 0 0 С и давлении 101,3 кПа определяется по формуле

Относительная плотность газа по воздуху определяется по формуле

Таблица 3 Теплота сгорания чистых горючих газов

Число Воббе, представляет собой отношение теплоты сгорания к корню квадратному из относительной плотности газа по воздуху.

Число Воббе ( низшее или высшее ) определяют по фор­мулам, кДж/м 3

Если газовое топливо является влажным, то производят пересчет теплоты сгорания и плотности топлива, которые были определены по сухому составу, по следующим формулам пересчета

где к— коэффициент пересчета, определяемый по формуле

,

Углеродное число сравнительно просто может быть определено с помощью газоанализатора с дожиганием или же подсчитано по извест­ному объемному составу природного газа по формуле

,

где CH₄, C₂H₆ и т.д. — содержание углеводородов в сухом газе, %.

Величина n всегда больше единицы и может быть дробной.

Основные характеристики сухого природного газа могут быть под­считаны по следующим формулам:

высшая теплота сгорания, кДж/м 3

низшая теплота сгорания, кДж/м 3

плотность (в нормальных условиях), кг/м 3

,

газовая постоянная, Дж/(кг К)

,

кажущаяся молекулярная масса

,

,

,

кинематическая вязкость, м 2 /с

,

м 3 /ч.

Стандартные условия: температура 20 0 С и давление 101325 Па. Объем газа при данных условиях может быть определен по формуле

м 3 /ч.

, м 3 /ч,

где іи

, м 3 /ч;

, м 3 /ч,

Источник

В этом случае теоретический объем воздуха V_B° определяют непосредственно из уравнения материального баланса с помощью известного следствия из закона Авогадро. Рассмотрим расчет на примере ацетона. Уравнение реакции горения ацетона в воздухе:

С₃Н₆0 + 4 (0₂ + 3,76N₂) = 3C0₂ +ЗН₂0 + 4-3,76N₂. По уравнению на 1 кмоль ацетона расходуется 4(1+3,76) = 19,04 кмоля

V_B° = 426,5/58 = 7,35 (м 3 /кг). В таблице 1 приведены результаты выполненных вычислений.

Теоретический расход воздуха на горение ацетона

Как видно из таблицы, величина V_B° зависит от ее размерности. В общем виде ход приведенных вычислений можно записать с помощью простых формул:

п_в° = р-(1 + 3,76) = 4,76-0 ( кмоль/кмоль), где (3 — стехиометрический коэффициент воздуха (кислорода) в уравнении материального баланса.

V_B° = 22,4-4,76-(3 = 106,6-р (м 3 /кмоль), V_B°= 106,6 (3/М_Г (м 3 /кг), где М_г — молекулярная (атомная) масса горючего (кг/кмоль).

Если нужно привести теоретический объем воздуха к условиям, отличным от нормальных, то используется известная формула объединенного газового закона:

Такими веществами являются, например, древесина, торф, каменный уголь, полимеры и др. При их горении кислород воздуха расходуется на окисление элементов С, Н, S и др. Здесь при определении V_B° необходимо обязательно учитывать кислород, содержащийся в самом веществе.

Теоретический объем воздуха для конденсированного вещества равен сумме теоретических объемов воздуха на горение каждого элемента:

Теоретическое количество воздуха для каждого элемента определяется с помощью рассмотренных ранее выражений.

генераторный и т.п.) газы. Они содержат СН4, С₂Н₆, Н₂0, СО, Н₂, N₂ и другие вещества. Состав газов выражается обычно в объемных процентах. Алгоритм расчета объема воздуха для полного сгорания таких смесей: 1) для каждого горючего компонента находят (см. выше) теоретический объем воздуха с учетом его концентрации в смеси; полученные величины суммируются:

Коэффициент избытка воздуха показывает, во сколько раз реальный расход воздуха больше теоретического. Удля горючих смесей стехиометрического состава коэффициент избытка воздуха а = 1, т.е. реальный расход воздуха, приведенный к нормальным условиям, равен теоретическому. При а > 1 горючую смесь называют бедной по горючему компоненту, а при а

Источник

Вредные и балластные компоненты в газовом топливе

Глава 5

ВРЕДНЫЕ И БАЛЛАСТНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

В ГАЗОВОМ ТОПЛИВЕ

Выше были представлены горючие газы, входящие в пять семейств по международной классификации (применяется в странах Западной Европы). Газовое топливо, которое используется для газоснабжения городов и населенных мест, нередко содержит в своем составе некоторое количество вредных и балластных примесей. Количество их и состав зависят от ряда факторов: вида топлива, из которого получается газ; его состава; способа производства газа.

К вредным компонентам принято относить:

токсичные вещества; вещества, которые при сгорании дают токсичные продукты; вещества, приводящие к коррозии газопроводов, арматуры и оборудования; вещества, приводящие к полной закупорке газопроводов.

Если говорить об искусственных газах, то к вредным и токсичным веществам относятся: сероводород, сероуглерод, аммиак, цианистые соединения. Следует отметить, что указанные вещества являются вредными не только в чистом виде, но и продукты их сгорания являются также очень токсичными. К числу токсичных компонентов относят также и окись углерода. Очистку горючего газа от окиси углерода, как правило, не производят как в виду большой сложности такой очистки, так и потому, что окись углерода является важным компонентом в составе некоторых горючих газов (генераторный газ, водяной газ, пиролизный газ).

Кислород и водяные пары, содержащиеся в горючих газах, также являются вредными, так как они приводят к коррозии газопроводов, арматуры и оборудования.

К закупоривающим веществам относятся нафталин, смола, водяные пары при их конденсации, а также пыль и окалина.

Азот и двуокись углерода относят обычно к балластным примесям.

Рассмотрим более подробно вредное влияние указанных выше компонентов на газопроводы, арматуру и оборудование.

5.1. Сероводород

Он относится к наиболее вредным и высокотоксичным компонентам. Присутствие сероводорода в газах приводит к коррозии газопроводов, арматуры, газоиспользующего оборудования. Причем коррозия эта может быть двух видов: обыкновенная и модифицированная. Обыкновенная коррозия происходит на сухой поверхности металла в присутствии сероводорода и кислорода. Модифицированная же коррозия происходит в том случае, когда на сухой поверхности металла появляется водяная пленка. Если в первом случае разрушение металла за счет коррозии происходит сравнительно медленно, то во втором случае даже незначительное количество сероводорода и кислорода приводит к интенсивному разрушению металла. Причем, процесс протекает тем интенсивнее, чем больше содержится в газе сероводорода и кислорода и чем больше отношение кислорода к сероводороду.

Следует отметить, что на ускорение процесса разрушения металла большое влияние оказывает повышение давления газа. Процесс разрушения металла заключается в том, что в результате реакции сероводорода с металлом образуются сульфиды железа.

В отдельных случаях, в результате реакции сероводорода с металлом, образуются так называемые пирофорные соединения сернистого железа, которые отличаются очень высокой химической активностью. При наличии в газе некоторого количества кислорода они могут самовоспламениться.

Вредное воздействие могут оказывать горючие газы, содержащие сероводород, и на качество выпускаемой продукции. Можно привести ряд отраслей народного хозяйства, в которых присутствие в горючих газах сероводорода может привести к порче продукции. Например, в металлургии присутствие сероводорода не позволяет получить сталь необходимого качества; в стекольном производстве он вызывает помутнение стекла, понижая тем самым его прозрачность; на предприятиях где технологическая линия включает в себя каталитические процессы, присутствие в горючих газах сероводорода приводит к снижению активности катализатора и к быстрому его отравлению.

Ранее отмечалось, что продукты сгорания сероводорода также являются токсичными. В результате реакции окисления водорода образуется сернистый газ, который обладает также высокой токсичностью и коррозионной активностью. Поэтому, следует иметь в виду, что при отводе продуктов его сгорания в дымоход и затем далее в трубу и в атмосферный воздух, происходит интенсивное разрушение металлических частей оборудования и губительное влияние на растительность.

Сказанное выше приводит к мысли о том, что необходимо проводить очень тщательную очистку горючих газов от сероводорода до его транспортировки и использования.

5.2. Влага

Природные и искусственные газы, как правило, содержат небольшое количество влаги.

Природные газы насыщаются влагой непосредственно в самом газовом месторождении, где так называемая «газовая шапка» контактирует зачастую с поверхностью воды.

Насыщение влагой искусственных газов происходит непосредственно в процессе их производства. Влага выделяется при осуществлении пирогенного разложения топлива, при промывке газа водой в холодильных установках или в скрубберах.

Наличие водяных паров в газе может привести к ряду нежелательных эффектов. Во – первых, при транспортировке горючего газа по газопроводу в зоне промерзания грунта, наличие влаги может привести к образованию ледяных пробок, которые, в свою очередь, могут привести к частичному или полному закупориванию поперечного сечения газопровода. Во избежание таких явлений прибегают к прокладке влажного газа на глубине ниже зоны промерзания грунта, хотя, с другой стороны, это приводит к увеличению стоимости систем газоснабжения за счет увеличения объема земляных работ. Во-вторых, наличие влаги способствует протеканию коррозионных процессов, особенно, когда в горючем газе присутствуют такие компоненты как кислород, сероводород и углекислый газ. Известно, что наиболее интенсивно процесс коррозии металла протекает при наличии на внутренней поверхности водяной пленки.

Рассмотрим подробнее химические реакции, происходящие в процессе коррозии металла при наличии в горючем газе указанных выше компонентов.

В результате взаимодействия железа с кислородом образуется закись железа:

При наличии паров воды закись железа переходит в гидрат закиси железа:

FeO + H2O = Fe(OH)2 (5.2)

Под действием кислорода происходит дальнейшее окисление гидрата закиси железа до окиси железа:

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 (5.3)

Эта химическая реакция приводит к изменению цвета металла. Из серого он превращается сначала в зеленоватый, а затем в бурый.

Если же в горючем газе присутствует еще и сероводород, то одновременно будет проходить и следующая реакция:

2Fe(OH)3 + 3H2S = Fe2S3 + 6H2O (5.4)

В – третьих, присутствие влаги в горючем газе, который транспортируется по газопроводам под высоким давлением, например 2 Мпа (что имеет место при транспортировке газа в магистральном газопроводе) может стать причиной образования и выпадения кристаллогидратов, которые, в свою очередь, могут частично или полностью перекрыть сечение газопровода. Специальные исследования показали, что кристаллогидраты образуются на границе контакта двух фаз (газ-жидкость).

Кристаллогидраты по внешнему виду похожи на лед и представляют собой белые, твердые, кристаллические вещества. Химическая формула их имеет следующий вид: CH4⋅7H2O, C2H6⋅7H2O, C3H8⋅7H2O, C4H10⋅7H2O и т. д. Иными словами, кристаллогидраты – это сложные соединения, которые состоят из одной молекулы углеводорода и семи молекул воды.

Если говорить о городских системах газоснабжения, где газ находится при значительно более низком давлении, чем в магистральных газопроводах, образование кристаллогидратов наблюдается редко.

Наконец, в – четвертых, присутствие влаги в транспортируемом горючем газе, может привести к конденсации этой влаги и образованию водяных пробок. Во избежание таких явлений газопровод, транспортирующий влажный газ, прокладывают с уклоном, с размещением в самых низших точках его конденсатосборников. При эксплуатации газовой сети периодически осуществляют откачку собравшегося конденсата из конденсатосборника специальными приспособлениями.

5.3. Нафталин, пыль и смола

Нафталин и смола, как правило, содержатся в искусственных газах. Они получаются, главным образом, в процессе высокотемпературной обработки твердого топлива. Количество и состав их зависят от ряда факторов: вида топлива, температуры и способа получения газа, а также эффективности его очистки перед транспортировкой и использованием. Нафталин находится в газе во взвешенном состоянии и имеет вид мельчайших кристалликов. Экспериментально установлено, что при транспортировке газа с температурой от +5 0С и ниже будет происходить выпадение нафталина на внутреннюю поверхность газопровода. Это может привести к частичному или полному закупориванию живого сечения газопровода.

В случае транспортировки по газопроводу газа, насыщенного влагой, может происходить образование пробок, состоящих из нафталина, смолы и снега. Значительно увеличивается вероятность образования таких пробок при транспортировании газа с температурой ниже 0 0С.

Причин появления пыли в газопроводах несколько. Основной причиной является внутренняя коррозия металла. Другой причиной, объясняющей появление пыли в газопроводе, является отсутствие тщательной очистки газа после выполнения строительно-монтажных и ремонтных работ газопровода.

5.4. Балластные примеси

Обычно к балластным примесям относят азот и диоксид углерода. В отдельных случаях к балласту относят также и кислород. Однако кислород совместно с парами воды является вредным компонентом, вызывающим коррозию металла. Величина коррозионной активности диоксида углерода пока точно не установлена, однако с уверенностью можно сказать, что при наличии сконденсированных водяных паров коррозионная активность диоксида углерода возрастает. Кроме указанных, имеется еще ряд вредных воздействий балластных примесей. Во – первых, присутствие в газах балластных примесей приводит к снижению теплоты сгорания топлива. Во – вторых, увеличивается удельный вес топлива. Указанные факторы приводят к увеличению диаметра газопроводов, а, следовательно, и к увеличению стоимости систем газоснабжения. В – третьих, балластные примеси приводят к снижению скорости распространения пламени, а, следовательно, и к снижению теоретической температуры горения газов. Снижение температуры горения газа, в свою очередь, приводит к неполноте горения, а, следовательно, и к снижению к. п.д. газоиспользующего оборудования.

5.5. Влияние газов и продуктов их сгорания на организм человека

Горючие газы, применяемые для газоснабжения городов и промышленных предприятий, содержат некоторое количество токсичных компонентов, которые в той или иной мере отрицательно влияют на организм человека.

К наиболее токсичным компонентам горючего газа относятся: окись углерода, которая является важной составной частью искусственных газов; сероводород, сероуглерод, аммиак и цианистые соединения.

Искусственные горючие газы в наибольшей степени содержат токсичные компоненты. Причем, их количество и состав зависят от вида топлива, из которого производится газ, а также способа его производства.

Следует отметить, что токсичное воздействие на организм человека происходит не только за счет вредных компонентов, содержащихся в горючих газах, но и за счет действия продуктов их горения при сжигании топлива.

5.5.1. Окись углерода

Ранее было отмечено, что окись углерода, с одной стороны, является важным горючим компонентом большинства искусственных газов. Это пиролизные газы, генераторный нефтяной газ, газы газификации бурых углей, водяной газ. С другой стороны, окись углерода образуется при неполном сгорании всех видов углеводородного топлива.

Окись углерода СО (ее еще называют угарным газом) представляет собой бесцветный газ, без вкуса, цвета и запаха. Она плохо растворима в воде и практически не поглощается активированным углем. Молекулярная масса окиси углерода М = 28.01. Плотность ее при нормальных условиях составляет ρ0 = 1.250 кг/м3, близкую к воздуху (ρ0 в = 1.293 кг/м3). Поэтому СО равномерно распространяется по всему помещению. Воспламенение СО происходит в интервале от 12.5% об (нижний предел) до 74.2% об (верхний предел) содержания ее в воздухе. Достаточно обширная область воспламенения окиси углерода в воздухе, одновременно с отсутствием ее запаха, значительно затрудняют возможность ее обнаружения и предотвращения взрыва.

Окись углерода по своим токсичным свойствам является очень сильным отравляющим веществом, оказывающим отрицательное воздействие на организм человека и животных, даже при сравнительно небольших концентрациях. Это воздействие объясняется тем, что окись углерода нарушает питание организма кислородом. Происходит вытеснение кислорода из оксигемоглобина крови (ОНв) и замена на карбоксигемоглобин (СОНв). Вследствие этого, кровь становится неспособной доставлять необходимое количество кислорода из легких к тканям, и как следствие, наступает удушье. Достаточно быстрая замена кислорода окисью углерода происходит потому, что активность СО по вступлению в реакцию с гемоглобином крови, приблизительно в 200…300 раз выше, чем кислорода.

При остром отравлении окисью углерода имеются следующие симптомы. Это потеря сознания, судороги, одышка и удушье. Длительное вдыхание умеренных концентраций окиси углерода приводит к воспалению легких.

В соответствии с санитарными нормами, допускается предельная концентрация СО в рабочей зоне не более 0.03 мг/л. Причем, это значение может быть увеличено до 0.05 мг/л при работе в загазованной атмосфере не более 1 часа и до 0.2 мг/л – при работе не более 20 минут. Кроме того, при необходимости повторной работы в загазованной атмосфере необходимо сделать перерыв не менее чем на 2 часа.

При отравлении окисью углерода необходимо оказать пострадавшему первую медицинскую помощь. Во – первых, необходимо вынести пострадавшего на свежий воздух. Во – вторых, пострадавшему необходимо создать спокойную обстановку и оберегать его от простуды. В – третьих, как можно быстрее отправить пострадавшего в больницу. В – четвертых, в случае остановки дыхания, необходимо проводить искусственное дыхание до восстановления нормального дыхания или до приезда врача.

Выше было отмечено, что окись углерода может находиться как непосредственно в горючем газе, так и в продуктах сгорания. Поэтому для предотвращения отравления окисью углерода и ее образования в продуктах сгорания необходимо соблюсти следующие условия. В первом случае, для предотвращения отравления окисью углерода при использовании искусственных газов, необходимо выполнить следующие мероприятия:

обеспечить герметичность всей системы газоснабжения (газопроводы, арматура, приборы); исключить утечки через неплотности или случайно оставленные газовые приборы или арматуру; исключить утечки окиси углерода при производстве ремонтных работ газопроводов, арматуры, оборудования.

Во втором случае, для предотвращения образования окиси углерода в продуктах сгорания, необходимо выполнить ряд условий. При сжигании углеводородного газа в промышленных и бытовых газогорелочных устройствах установлено, что окись углерода появляется, как правило, при недостаточном содержании воздуха в газовоздушной смеси. Кроме того, на выход окиси углерода влияет и смешение газа с воздухом. Плохое смешение приводит к повышению содержания окиси углерода в продуктах сгорания. Экспериментально установлено, что оптимальные значения коэффициентов избытка воздуха при сжигании заранее подготовленной (смешанной) газовоздушной смеси находятся в интервале 1.05…1.10, т. е. на 5…10% должно превышать теоретически необходимое количество воздуха. Следует учесть также, что увеличение избытка воздуха, по сравнению с оптимальными значениями воздуха, может привести к появлению окиси углерода в продуктах сгорания. Рост содержания СО в этом случае происходит, главным образом, из-за того, что происходит охлаждение зоны горения и как следствие снижение температуры горения.

5.5.2. Сероводород и сернистый газ

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O (5.5)

Высшая теплота сгорания диоксида серы составляет Qв = 25.727 МДж/м3, низшая – 23.715 МДж/м3.

Диоксид серы имеет очень большую область воспламенения. Так, нижний предел составляет 4.3% об., верхний 45.5% об. Температура воспламенения его в воздухе составляет 290…487 0С.

Работа в помещениях с высоким содержанием сернистого газа может привести к бронхиту, одышке и частичной потере сознания. Предельно допустимая концентрация диоксида серы составляет 0.02 мг/м3.

Пострадавшим от отравления сероводородом должна быть оказана первая помощь. Необходимо обеспечить доступ свежего воздуха и, в случае необходимости, провести искусственное дыхание. В случае поражения глаз необходимо перевезти пострадавшего в темную комнату и закапать глаза смесью новокаина с адреналином.

Сероуглерод обычно присутствует в пиролизных газах, относящихся к группе искусственных газов. Он является бесцветной жидкостью со специфическим запахом. Плотность его при 20 0С оставляет 2.263 кг/м3. Пар сероуглерода более чем в 2.5 раза тяжелее воздуха. При горении сероуглерода образуются сернистый и углекислый газы:

CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2 (5.6)

Вдыхание высоких концентраций паров сероуглерода действует на организм человека наркотически. Длительное вдыхание небольших концентраций сероуглерода приводит к заболеваниям нервной системы. Предельно допустимая концентрация сероуглерода в рабочей зоне промышленных помещений составляет 0.01 мг/л.

Первая доврачебная помощь при отравлении сероуглеродом, в основном, такая же, как и при отравлении сероводородом. В особых случаях, при необходимости, применяются также камфора, кофеин.

5.5.5. Цианистый водород

Цианистый водород входит в состав искусственных газов, главным образом, пиролизных газов. Он образуется в результате взаимодействия аммиака с раскаленным коксом. Величина образующегося цианистого водорода зависит от ряда факторов: температуры, влажности каменного угля, а также содержания в нем азота. По своим физико-химическим свойствам цианистый водород представляет собой жидкость, имеющую специфический запах (запах горького миндаля).

5.5.6. Предельные углеводороды

Они являются основными составляющими как природных газов (газовых и нефтяных месторождений), так и сжиженных газов (пропан, бутан).

Ранее отмечалось, что основными компонентами сжиженных углеводородных газов являются пропан и бутан. Пропан (С3Н8) – это тяжелый газ. Он в полтора раза тяжелее воздуха. Пропан также как и другие предельные углеводороды метанового ряда (бутан, пентан) имеет специфический запах бензина.

Бутан (С4Н10) – это также тяжелый газ. Он в два раза тяжелее воздуха, Имеет два изомера (изо-бутан, н-бутан).

Пентан (С5Н12) – газ входящий также в состав сжиженных газов, хотя его содержание в газовой смеси невелико и составляет летом не более 2% об., а зимой не более 1% об. Пентан в 2.5 раза тяжелее воздуха. Он, как правило, находится в жидком остатке.

Предельные углеводороды, входящие в состав сжиженных газов, являются сильными наркотиками. Однако из-за того, что они малорастворимы в крови, наркотическое действие их значительно ослаблено. Поэтому при нормальных условиях указанные предельные углеводороды являются физиологически безвредными.

При использовании сжиженных газов необходимо помнить, что из-за их большой плотности (2…2.5 раза превышающей плотность воздуха), при наличии утечек их из газопроводов, арматуры, оборудования, происходит заполнение ими нижней части помещения с возможностью попадания в подвальное помещение. Кроме того, сжиженные газы имеют очень низкий нижний предел воспламенения, например у пропана он составляет 2.3% об., у н-бутана – 1.7% об., а у пентана –1.4% об. Поэтому, указанные два обстоятельства делают сжиженные газы очень опасными при использовании. Отравиться пропаном или бутаном также как и метаном практически невозможно. Удушье может наступить лишь в том случае, если он вытеснит кислород из помещения.

5.5.7. Азот и водород

Азот и водород являются физиологически инертными газами. При наличии в воздухе достаточного количества кислорода они не оказывают на человека вредного влияния.

5.5.8. Углекислота (диоксид углерода)

Диоксид углерода (СО2) входит как в состав продуктов сгорания всех углеводородных топлив, так и в состав почти всех искусственных газов.

По своим физико-химическим свойствам это бесцветный газ со слабым кисловатым запахом. Диоксид углерода тяжелее воздуха. Плотность его при нормальных условиях составляет 1.977 кг/м3. В этой связи газ скапливается в нижней части помещения, колодцев, подвалов и т. д. При вдыхании воздуха с высоким содержанием диоксида углерода может произойти удушье, главным образом, из-за недостатка кислорода.

Предельно допустимая концентрация диоксида углерода в воздухе жилых и общественных помещений:

при продолжительном пребывании людей – 0.1% об.; при периодическом пребывании – 0.125% об.; при кратковременном – 0.2% об.

5.5.9. Окислы азота (NO и NO2)

Окись азота (NO) – бесцветный газ, который очень быстро окисляется до двуокиси азота (NO2). Окись азота имеет молекулярную массу М = 30 и плотность ρ0 = 1.339 (близкую к воздуху). Окись азота воздействует на нервную систему человека. Она очень быстро вступает в реакцию с гемоглобином крови и образует NО-гемоглобин и как следствие, приводит к кислородному голоданию и отравлению.

Двуокись азота (NО2) – газ желто-бурого цвета. Она оказывает раздражающее действие на органы дыхания и особенно на легкие. Молекулярная масса М = 46, плотность ρ0 = 2.053 кг/м3. Вдыхание больших концентраций окислов азота приводит к отеку легких. Предельно допустимая концентрация окиси азота (в пересчете на NО2) в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 5 мг/м3. Предельно допустимая концентрация для атмосферного воздуха населенных мест принята 0.085 мг/м3.

Окислы азота содержатся в продуктах сгорания всех топлив. Они образуются из воздуха, идущего на горение. Основными источниками загрязнения атмосферы окислами азота являются: транспортные средства, тепловые электростанции, промышленные печи и котлы. Главным фактором, влияющим на интенсивность выхода окислов азота, является температура горения. Значения концентраций оксидов азота очень мало зависят от вида топлива. Кроме того, на выход окислов азота влияет концентрация реагирующих веществ (азота и кислорода), а также время контакта между ними. В свою очередь, температура процесса зависит, главным образом, от метода сжигания газовоздушной смеси, состава смеси и интенсивности теплоотвода из зоны горения. Экспериментальные исследования, проведенные с различными газогорелочными устройствами, позволили определить зависимость содержания окислов азота в продуктах сгорания от коэффициента избытка воздуха. Максимальное значение окиси азота достигается при значении коэффициента избытка воздуха равном 1.2.

В настоящее время существует несколько методов по снижению содержания окислов азота в продуктах сгорания. Суть этих методов сводится к следующему. При конструировании установок для подавления окислов азота предусматриваются решения, способствующие уменьшению локальных максимальных температур в зоне горения, а также времени пребывания в этой зоне реагирующих веществ. Снижение локальных температур достигается удлинением, растягиванием зоны горения. Имеется и метод двухстадийного сжигания топлива, при котором в газогорелочные устройства подается только часть воздуха, необходимого для горения, в то время как другая часть воздуха, необходимого для горения, подается через дополнительные отверстия.

Источник