Glavne vrste plinov

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-02 14:02

Narava pozna tri osnovna stanja katere koli snovi: trdno, tekoče in plinasto. Skoraj vsaka tekočina lahko pridobi vsako od preostalih dveh. Številne trdne snovi, ko se stopijo, izhlapijo ali sežgejo, lahko napolnijo vsebino zraka. Vendar ne more vsak plin postati sestavni del trdnih materialov ali tekočin. Poznane so različne vrste plinov, ki se razlikujejo po svojih lastnostih, izvoru in lastnostih uporabe.

Definicija in lastnosti

Plin je snov, za katero je značilna odsotnost ali minimalna vrednost medmolekularnih vezi, pa tudi aktivna mobilnost delcev. Osnovne lastnosti, ki jih imajo vse vrste plinov:

1. Fluidnost, deformabilnost, hlapnost, težnja po največjem volumnu, reakcija atomov in molekul na znižanje ali zvišanje temperature, kar se kaže v spremembi intenzivnosti njihovega gibanja.
2. Obstajajo pri temperaturi, pri kateri se povečanje tlaka ne utekočini.
3. Enostavnokrči, zmanjšuje obseg. To omogoča enostaven transport in uporabo.
4. Večina se utekočini s stiskanjem v določenih mejah tlakov in kritičnih toplotnih vrednosti.

Zaradi nedostopnosti raziskav so opisani z naslednjimi osnovnimi parametri: temperatura, tlak, prostornina, molska masa.

Razvrstitev z depozitom

V naravnem okolju se vse vrste plinov nahajajo v zraku, zemlji in vodi.

1. Sestavine zraka: kisik, dušik, ogljikov dioksid, argon, dušikov oksid z nečistočami neona, kriptona, vodika, metana.
2. V zemeljski skorji so dušik, vodik, metan in drugi ogljikovodiki, ogljikov dioksid, žveplov oksid_{in drugi v plinastem in tekočem stanju. V trdni frakciji so tudi usedline plina, pomešane z vodnimi plastmi pri tlakih okoli 250 atm. pri relativno nizkih temperaturah (do 20˚С).}
3. Rezervoarji vsebujejo topne pline - vodikov klorid, amoniak in slabo topne pline - kisik, dušik, vodik, ogljikov dioksid _itd.

Naravne rezerve daleč presegajo možno količino umetno ustvarjenih.

Razvrstitev po stopnji vnetljivosti

Vse vrste plinov glede na vedenjske značilnosti v procesih vžiga in zgorevanja delimo na oksidatorje, inertne in gorljive.

1. Oksidanti spodbujajo in podpirajo izgorevanje, vendar se ne izgorevajo: zrak, kisik, fluor, klor, dušikov oksid in dioksid.
2. Inert ne sodelujpri zgorevanju pa težijo k izpodrivanju kisika in vplivajo na zmanjšanje intenzivnosti procesa: helij, neon, ksenon, dušik, argon, ogljikov dioksid.
3. Vnetljivi materiali se vžgejo ali eksplodirajo v kombinaciji s kisikom: metan, amoniak, vodik, acetilen, propan, butan, ogljikov monoksid, etan, etilen. Za večino od njih je značilno zgorevanje le pod pogoji določene sestave mešanice plinov. Zaradi te lastnosti je plin vrsta goriva, daleč najpogostejša. V tej vlogi se uporabljajo metan, propan, butan.

Ogljikov dioksid in njegova vloga

Je eden najpogostejših plinov v ozračju (0,04%). Pri normalni temperaturi in atmosferskem tlaku ima gostoto 1,98 kg/m³. Lahko je v trdnem ali tekočem stanju. Trdna faza se pojavi pri negativni toploti in konstantnem atmosferskem tlaku, imenujemo jo "suhi led". Tekoča faza CO_{2 je možna z naraščajočim tlakom. Ta lastnost se uporablja za shranjevanje, transport in tehnološke aplikacije. Sublimacija (prehod v plinasto stanje iz trdnega, brez vmesne tekoče faze) je možna pri -77 - -79˚С. Topnost v vodi v razmerju 1:1 se doseže pri t=14-16˚С.}

Vrste ogljikovega dioksida se razlikujejo glede na izvor:

1. Odpadni produkti rastlin in živali, izpusti iz vulkanov, izpusti plinov iz zemeljskega črevesa, izhlapevanje s površine vodnih teles.
2. Človeška proizvodnja, vključno z emisijami iz zgorevanja vseh vrstgorivo.

Kot uporabna snov se uporablja:

1. V gasilnih aparatih z ogljikovim dioksidom.
2. V cilindrih za obločno varjenje v ustreznem okolju CO_2.
3. V živilski industriji kot konzervans in za karbonizacijo vode.
4. Kot hladilno sredstvo za začasno hlajenje.
5. V kemični industriji.
6. V metalurgiji.

Ogljikov dioksid se kot nepogrešljiva sestavina življenja planeta, človeka, delovanja strojev in celotnih tovarn kopiči v spodnjih in zgornjih plasteh atmosfere, zavira sproščanje toplote in ustvarja "učinek tople grede" ".

Utekočinjeni plin in njegova vloga

Med snovmi naravnega izvora in tehnološke namene so tiste, ki imajo visoko stopnjo vnetljivosti in kalorične vrednosti. Za shranjevanje, transport in uporabo se uporabljajo naslednje vrste utekočinjenega plina: metan, propan, butan, pa tudi mešanice propan-butan.

Butan (C₄H₁₀₎ in propan sta sestavini naftnih plinov. Prvi se utekočini pri -1 - -0, 5˚С. Prevoz in uporaba čistega butana v zmrzovalnem vremenu se zaradi zmrzovanja ne izvaja. Temperatura utekočinjenja za propan (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, kritični tlak – 4,27 MPa.}

Metan (CH_{4) je glavna sestavina zemeljskega plina. Vrste vira plina - nahajališča nafte, produkti biogenih procesov. Utekočinjanje poteka s postopnim stiskanjem in zmanjšanjem toplote na -160 - -161˚С. Na vsakemstopnja se stisne 5-10-krat.}

Utekočinjanje se izvaja v posebnih obratih. Propan, butan, pa tudi njihova mešanica za domačo in industrijsko uporabo se proizvajajo ločeno. Metan se uporablja v industriji in kot gorivo za transport. Slednje je mogoče izdati tudi v stisnjeni obliki.

Stisnjen plin in njegova vloga

V zadnjem času je stisnjen zemeljski plin postal priljubljen. Če se za propan in butan uporablja samo utekočinjanje, se lahko metan proizvaja tako v utekočinjenem kot v stisnjenem stanju. Plin v jeklenkah pod visokim tlakom 20 MPa ima številne prednosti pred dobro znanim utekočinjenim plinom.

1. Visoka hitrost izhlapevanja, tudi pri negativnih temperaturah zraka, brez negativnih pojavov kopičenja.
2. Manjša strupenost.
3. Popolno zgorevanje, visok izkoristek, brez negativnega vpliva na opremo in ozračje.

Vse bolj se uporablja ne samo za tovornjake, ampak tudi za avtomobile, pa tudi za kotlovsko opremo.

Plin je neopazna, a nepogrešljiva snov za človeško življenje. Visoka kalorična vrednost nekaterih od njih upravičuje široko uporabo različnih sestavin zemeljskega plina kot goriva za industrijo in transport.