Технология использования сжатых газов (стр. 14 )

Основной процесс при переработке микроорганизмами органических соединений, растворенных в сточной воде, является окисление их. Поэтому в воде должно содержаться необходимое количество кислорода. Это достигается принудительным вдуванием воздуха в воду (рис. 4.22).

В качестве дутьевых машин применяются многоступенчатые центробежные воздуходувки или крупные водокольцевые компрессоры, которые не загрязняют дополнительно воздух смазочными маслами.

Рисунок 4.22 – Биофильтр для очистки сточных вод:

1-водораспределительное устройство;

2-загрузка; 3-гидравлический затвор

4.7 Применение сжатого воздуха на транспорте

Разнообразное применение получил сжатый воздух и в других областях техники, особенно на транспорте. Вот лишь часть устройств, использующих сжатый воздух:

- летальные аппараты легче воздуха;

- суда на воздушной подушке;

- пневмошины подвижного состава;

- пневмотормоза;

- подводные лодки и др.

Использование сжатого воздуха в воде и под водой:

- надувные плавсредства;

- пантоны;

- кессоны;

- подводные дыхательные аппараты и др.

Широко применяется сжатый воздух для пневмоиспытаний сосудов, устройств, трубопроводов, в технологических процессах машиностроения (пескоструйная и дробеструйная обработка изделий, покраска поверхностей) и во многих других случаях.

Контрольные вопросы к теме 4

1 Состав воздуха, его основные свойства.

2 Что означает влажность воздуха, от чего она зависит и какими величинами измеряется?

3 Что такое «точка росы» и как она применяется на практике?

4 Сделайте классификацию влагосодержания.

5 Что означает понятие «технически чистый воздух» и чем регламентируется его состав?

6 Перечислите основные применения сжатого воздуха.

7 Для чего и как применяется сжатый воздух в металлургической промышленности и укажите основное оборудование для этих целей.

8 Что такое пневмотранспорт? Перечислите применения его и основные схемы.

9 В чем особенности пневмотранспорта сыпучих сред?

10 Приведите схему и опишите основное оборудование пневмотранспортных установок для перемещения сыпучих веществ.

11 Опишите устройство и принцип действия эрлифта.

12 Опишите устройство и принцип действия систем аэрации сточных вод.

13 Перечислите применения сжатого воздуха для транспортных установок.

Список литературы

1. Левин сжатого воздуха и вакуума/ –М.,1989.

2. Карабин воздух. –М.: Машиностроение,1964.

3. Воскобойников металлургия/ и др.–М.: Металлургия, 1985. – 480с.

4. Вайсман пневмотранспортные установки/ – М.: Колос,1969. – 256с.

5. Островский транспорт сыпучих материалов в химической промышленности/ . – Л.: Химия, 1984.– 104с.

Тема 5 ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

5.1 Общие сведения

Природные горючие газы – газообразные углеводороды, образующиеся в земной коре. Природные газы состоят в основном из смеси метана, этана, пропана, бутана, иногда содержат примеси СО, N2, SH4, легкокипящих жидкостей, пентана, гексана и др.

Природные газы встречаются в виде газонефтяных месторождений и газоконденсатных месторождений. Соответственно добыча и подготовка газа имеет свои отличия.

В газонефтяных месторождениях газ находится либо в свободном состоянии, либо полностью или частично растворен в нефти. В газоконденсатных месторождениях газ обогащен жидкими, низкокипящими углеводородами. Поэтому в пласте содержится одновременно и газ, и конденсат.

Состав природных газов различных месторождений отличаются друг от друга, иногда и значительно. Например, изменение молекулярного веса газа одного бассейна – Западносибирского лежит в пределах от 15 до 22 единиц.

Состав газа Диканьского промысла: метан – 88,35%, этан – 5,26%, пропан – 2,29%, изобутан – 0,19%, бутан – 0,33%, пентан – 0,09%, гексан – 0,05%, азот – 1,96%, СО2 – 1,48%. Плотность газа 0,782 кг/м3. Теплотворная способность 8470 ккал/м3.

Залегает природный газ обычно на глубине не более 1,5 км и содержит в основном метан. С увеличением глубины до 3 км содержание гомологов (этан, пропан, бутан) растет. В газоконденсатных месторождениях содержание гомологов метана значительно выше, чем метана.

Количество добываемого газа (дебет) зависит от газоносности и газопроницаемости горных пород данного месторождения.

Газоносность – количество газа, содержащегося в единице массы или объема горных пород в природных условиях.

Газопроницаемость – свойство твердых пород пропускать газ при существующей разнице давлений.

Попутный нефтяной газ – это углеводородный газ, сопутствующий нефти и выделяющийся из нее при сепарации. Количество содержащегося в нефти газа характеризуется газовым фактором – отношением .

В отличии от природного газа попутные газы содержат значительное количество гомологов, кроме того, в нем содержатся пары воды, азот, сероводород, т. е он как бы «грязнее» природного газа и требует более тщательной очистки и обработки перед применением.

Мировые запасы газа континентальные, на шельфе и мелководных морях составляют 1015 м3, что эквивалентно 1012 т нефти.

В Украине разведаны и разрабатываются три месторождения газа: Прикарпатская впадина, Донецко – Днепропетровская впадина и Азово – Черноморский шельф.

Интенсивная разведка нефти и газа началась в Украине лишь в конце 30-х годов прошлого века. Сначала газ был найден в районе нефтяных промыслов в Прикарпатье. Уже в начале
50-х ХХ в. годов вступил в эксплуатацию первый в Украине газопровод Дашава – Киев.

В конце 50-х годов ХХ в. началась эксплуатация крупнейшего в Европе Шебелинского месторождения. В силу свойств газа и геологических условий коэффициент извлечения газа не превосходил 25-30%. Затем был разведан ряд месторождений Полтавско – Ахтырского региона. Здесь оказались запасы и нефти, и газа, и газового конденсата. Перспективы этого месторождения считаются хорошими. Разведана лишь часть района впадины.

В последние десятилетия проводятся работы по бурению скважин и добычи нефти и газа на континентальном шельфе Черного моря от Румынии до России. Запасы газа здесь оцениваются в 1 . Пока добыто лишь около 3%.

На сегодня добыча газа в Украине составляет около 18(в 1995г. – 40 ), это равно около
¼ потребности Украины в газе (около 80). Заметим, что природный газ составляет 45% от всех энергоносителей, потребляемых в Украине. Транзит газа через Украину равен около 120, общая емкость подземных хранилищ природного газа составляет 35.

5.2 Технологии добычи природного газа

5.2.1 Разработка газовых месторождений

Весь «жизненный цикл» природного газа – от места добычи до места потребления – связан с применением компрессорных технологий – сжатия и перемещения, поэтому мы рассмотрим вкратце весь этот цикл.

Добыча – это извлечение газа из недр земли, его сбор и подготовка к транспортированию. Особенность добычи природных газов – необходимость герметизации его на всем сложном пути, иначе возможны пожары, взрывы, жертвы.

В начале газодобычи скважины были не глубокие и из них извлекалось только часть свободного газа, что составляло 10 – 20% от общего дебета. Газ выходил под собственным естественным давлением.

В 30-е годы ХХ в. освоили глубокое бурение 1,5 – 3 км. Открыли новый тип залежей – газоконденсатные. Но при их разработке было загублено много месторождений: газ взяли, но с падением давления происходит парафинизация скважин и безвозвратно потеряны остатки газа и конденсата.

Обычно эксплуатация месторождения происходит в три этапа: бурят скважины и 2-3 года производят опытно – промышленную эксплуатацию, определяют по производительности, скорости падения давления в пласте мощность месторождения. Затем промышленная эксплуатация в три периода: нарастающей, постоянной, падающей добычи
10-15 лет. Когда давление в пласте понижается до 50 и менее атмосфер, вводится дожимная компрессорная станция. Эксплуатация промысла считается экономически нецелесообразной при падении пластового давления ниже15-20 атм. Обычно за полный цикл извлекается 80-90% запасов газа.

Схема газового промысла представлена на рис. 5.1. Газ, поступающий из скважины, дросселируется на вентилях до необходимого давления. Газовые скважины объединяются в кусты. От каждого куста газ отправляется на газосборочный пункт, где происходит очистка и осушка газа. Затем через головную компрессорную станцию газ направляется в магистральный газопровод.

При длительной эксплуатации месторождения дебет газа уменьшается как из-за падения давления вследствие отбора газа, так и из-за купирования газоносных каналов.

а	б

Рисунок 5.1 – Схема кустового газового промысла (а)

и скважина (б)

Применяются различные способы интенсификации добычи газа: в забой вводят соляную кислоту – в известняке поры и каналы увеличиваются, в твердых грунтах торпедируют взрывом для образования трещин.

5.2.2 Разработка газоконденсатных месторождений

Разработка газоконденсатных месторождений осуществляется тремя способами: