Технология получения природного газа путем коксования угля и особенности его хранения в газгольдерах
Природный газ получают путем нагревания угля без добавления кислорода. Полученный газ затем хранится в газгольдерах и затем распределяется в город по трубопроводам.
Дистилляция
Природный газ перегоняют из угля путем нагревания его в герметичных закрытых емкостях, также именуемых ретортами, в камерных печах. Реторты заполняются углем через отверстие и снова опорожняются после сгорания. В XIX веке заполнение и опорожнение реторт осуществлялось вручную. В течение XX века эту сложную работу взяли на себя машины. Затем образовавшийся газ выпускают через вертикальные железные трубы.
В конце процесса перегонки сгоревший уголь превращается в кокс, повторно используемый в качестве топлива для нагрева новой партии угля.
После процесса дистилляции полученный газ содержит примеси, в частности соединения аммиака и серы. Эти загрязняющие и вредные компоненты также становятся причиной появления неприятного запаха, повышенного образования дыма и копоти при сжигании газа. Поэтому сырой газ требует очистки. Она выполняется в два этапа: конденсация и химическая очистка.
Конденсация
Конденсация — это процесс охлаждения, при котором газообразные вещества становятся жидкими или твердыми. На первом этапе неочищенный газ протекает через трубчатый конденсатор. Это группа соединенных вертикальных труб, охлаждаемых окружающим воздухом или водой. Она также охлаждает газ в трубах. В процессе конденсации каменноугольная смола, представляющая собой вязкую жидкую массу, отделяется от газа и утекает.
Оставшийся газ затем проходит через промыватели или скрубберы. Это цилиндрические емкости, наполненные пористым материалом, в которые регулярно добавляется вода. Газ течет снизу вверх, охлаждается еще сильнее и тем самым очищается от аммиака, который, по сути, вымывается из газа.
Химическая очистка
Последний этап процесса очистки осуществляется в больших очистительных камерах. Первоначально они заполняются известью, но впоследствии более эффективной оказывается железистая почва. Далее осуществляется очистка газа очищается от серосодержащих веществ.
В ходе процесса очистки газ должен непрерывно перетекать из одной фазы в другую. Первоначально перетекание не всегда происходит гладко. Из-за потери давления газ течет все медленнее, что приводит к образованию газовых пробок. Отличным решением в данном случае является вытяжной вентилятор — всасывающий насос с паровым приводом всасывает газ и подает его на очистные сооружения.
Побочные продукты
В процессе производства природного газа образуется ряд побочных продуктов. У данного явления имеется ряд преимуществ. Газовые заводы нередко осуществляют торговлю такими побочными продуктами как кокс и дегазированный уголь из реторт, поскольку они пользуются большим спросом в качестве топлива для бытовых нужд. В то же время, смола и аммиачная вода, также относящиеся к побочным продуктам, изначально не имели особой ценности, поскольку люди не могли найти для них подходящее применение. Однако цены на смолу значительно выросли, когда в 1860 году из нее начали перегонять ценные химические вещества. Аммиачная вода является приемлемым сырьем для получения сульфата аммония, важного азотсодержащего удобрения.
Хранение газа в газгольдере
После прохождения всех этапов очистки газ подвергается соответствующим измерениям. Впоследствии его хранение осуществляется в газгольдере. Газгольдер является незаменимой промежуточной точкой на пути к потребителю, поскольку он выполняет роль буферного сосуда между сектором производства и сектором потребления. В течение дня расход природного газа, как правило, ниже. Однако вечером, когда люди приходят домой с работы и начинают активно пользоваться газовыми плитами, потребление увеличивается.
Многие современные газгольдеры внешне напоминают бинокли или телескопы. Они состоят из цилиндрического раструба и наружного кольца. Газ внутри колпака и давление воды уравновешивают друг друга. При поступлении газа в газгольдер колпак сдвигается вверх.
Когда наружное кольцо поднимается, водяной затвор предотвращает выход газа. При выходе газа из колпака давление снижается, после чего колпак снова опускается вниз. Из этого следует, что газгольдеры представляют собой движущиеся машины, которые поочередно перемещаются то вверх, то вниз в такт ритму городской жизни.
Управление вертикальным движением раструба и наружного кольца вверх и вниз осуществляется за счет чугунной конструкции. Когда газгольдер пустой, усиление купола гарантирует, что колпак не упадет.
Контроль трубопровода подачи и отвода газа к газгольдерам осуществляется в насосной на газгольдерах. Для этого требуется открыть или закрыть регулирующие клапаны.
