ГЛАВА 2. Построение материального баланса веществ, образующихся при сжигании природного газа

Природный газ – один из видов топлива распространённый в настоящее время повсеместно. В последнее время именно газообразное топливо позиционируется как самое экологически безопасное, так как при его сгорании выделяется меньшее количество опасных соединений. Природный газ представляет собой смесь горючих газов, при смешивании которых с воздухом процессы окисления идут практически до конца. Поэтому доля токсичных веществ в выбросах в разы меньше, чем при сжигании жидкого топлива.

Однако, газообразное топливо также воздействует на окружающую среду негативно, поэтому необходимо учитывать, какую антропогенную нагрузку оказывает этот вид топлива.

Одним из методов оценки антропогенной нагрузки является метод материального баланса. Зная реакции горения и их соотношения, а также состав газовой смеси, можно рассчитать потребление кислорода и воздуха, выделение углекислого газа и паров воды и построить материальный баланс веществ при сжигании газообразного топлива. При расчётах были использованы следующие формулы:

;

;

;

;

.

Уравнение материального баланса в этом случае имеет вид:

Оно является проверкой правильности результатов, полученных по выше приведённым формулам.

Необходимо построить материальный баланс веществ при сжигании 1 тыс. тонн природного газа со следующим составом.

Вариант	Метан(CH4),%	Пропан(C3H8),%	Бутан(C4H10),%	CO2,%

Вариант №1:

;

;

;

;

;

Уравнение материального баланса для Варианта №1 будет иметь вид:

1+14,9=2,678+1,772+11,452

или 15,9=15,9

Вариант №2:

;

;

;

;

;

Уравнение материального баланса для Варианта №2 будет иметь вид:

1+16,17=2,7468+1,996+12,428

или 17,17=17,17

Вариант №3:

;

;

;

;

;

Уравнение материального баланса для Варианта №3 будет иметь вид:

1+15,9=2,742+1,941+12,22

или 16,9=16,9 Таблица 1.

Полученные результаты расчетов сгорания 1 тыс.т. природного газа

Вариант
	3,45	14,9	2,678	1,772	11,452
	3,7428	16,17	2,7468	1,996	12,428
	3,683	15,9	2,742	1,941	12,22

На основе полученных данных можно судить о степени воздействия на окружающую среду газов с таким соотношением компонентов, так как рассчитано сколько сжигается кислорода, сколько тратится воздуха и сколько выделяется углекислого газа при сжигании 1 тысячи тонн.

Из таблицы 1 хорошо видно, что больше всего кислорода и воздуха при горении тратится, если газовая смесь имеет состав варианта №2. Также при таком составе выделяется чуть больше углекислого газа, чем при других соотношениях газов в смеси.

Таким образом, можно говорить о том, что газовая смесь с большим процентным содержанием метана (Вариант №2) оказывает большее негативное воздействие на окружающую среду, чем с меньшим его количеством. Следовательно, именно метан обуславливает степень воздействия на окружающую среду природного газа, так как является основным компонентом.