Zemný plyn a UHLIE

1. Zemný plynaUHLIE R.Kovaľ 9.C

2. Zemný plyn • Zemný plyn je prírodný horľavý plyn využívaný ako významné plynné fosílne palivo. Je to zmes uhľovodíkov, z ktorých 50 až 98 % objemu tvorí metán. Okrem metánu obsahuje aj propán, bután a ďalšie látky. Je ľahší ako vzduch, nie je otravný, ale je nedýchateľný a dusivý. Je bezfarebný a bez zápachu, preto sa pri úprave odorizuje tetrahydrotiofénom, aby bol identifikovateľný.Plyn objavil roku 1918 na naftovom poli v Texase. Nazvali ho zemný plyn. Nahradil plyn, ktorý sa vyrábal z uhliaNiekedy sa v zemnom plyne nachádza aj trochu hélia. R.Kovaľ 9.C

3. Zemný plyn • Dalšie vlastnosti • Hustota v kvapalnom stave: 400 kg/m³ • Hutnosť: 0,6 % • Výbušná koncentrácia so vzduchom: 5 až 15 % plynu vo vzduchu. • Vlastnosti pri spaľovaní  • Zápalná teplota: 650 °C až 750 °C samovznietenie. • Oktánové číslo pri použití v spaľovacích motoroch: 120 – 130 • Spaľovacia rýchlosť: 30 až 50 cm.s-1. Pri explózii vzrastá na 2000 m.s-1 • Vďaka tomu, že obsahuje predovšetkým metán, má v porovnaní s ostatnými fosílnymi palivami pri spaľovaní najmenší podiel CO2 na jednotku uvoľnenej energie. Ako plynné palivo má všeobecnú schopnosť dobre vytvárať zápalnú zmes, spaľovanie preto prebieha s vysokým využitím kyslíka aj paliva. Spaľovanie je čisté a bezzápachové. Je preto považovaný za ekologické palivonapriek tomu, že v atmosfére taktiež prispieva k spôsobovaniu skleníkového efektu. R.Kovaľ 9.C

4. TAŽBA • Zemný plyn sa nachádza v podzemných náleziskách buď samostatne, alebo spoločne s ropou a vodou. Vložisku sa nachádza v jeho vrchnej časti kde tvorí tzv. plynovú čapicu. Ložiská zemného plynu sú rozložené nerovnomerne. Medzi najväčších producentov patria USA, Rusko a Kanada. Na mape sú farebne vyznačené štáty podľa ročnej produkcie zemného plynu v metroch kubických. R.Kovaľ 9.C

5. Zemný plyn • Zemný plyn sa môže spracovať priamo tzv. parciálnou oxidáciou na metanol alebo parciálnou dehydrogenáciou na ľahké alkény a aromáty alebo nepriamo cez syntézny plyn na metanol a celý rad chemikálií cez metanol, alebo priamo zo syntézneho plynu. Vodík získaný zo zemného plynu sa používa na syntézu amoniaku. • Zo zemného plynu sa vyrábajú sadze, ktoré sú potrebné v polygrafickom a gumárenskom priemysle (zlepšuje kvalitu gumy, ako farbivo do tušu, do tlačovej černe a krému na topánky), acetylén, kyanovodík a sírouhlík, formaldehyd, metanol, halogénderiváty uhľovodíkov a iné. • CH4 + H2O  3 H2 + CO (katalytický rozklad metánu) • CH4 + ½O2 2H2 + CO R.Kovaľ 9.C

6. Zemný plyn • Dôkazom toho, že ropa a zemný plyn sú dôležité suroviny, je aj to, že vzniklo samostatné vedné odvetvie petrochémia, zaoberajúca sa syntézami chemikálií vyrobených z ropy a zemného plynu. V USA sa 10% zemného plynu spracováva na petrochemikálie. Zemný plyn je lacnejší než ropa, ale ich cena sa postupne približuje cene ropy. Cenu zemného plynu zdražuje doprava. • Doprava plynu plynovodom je viac ako dvakrát drahšia než doprava ropy. Doprava plynu loďou je asi päťkrát drahšia než preprava ropy. Preto sa spracovanie premiestňuje do produkčných krajín. Isté zásoby plynov sú temer rovnaké ako ropy. Pravdepodobné zásoby sú oveľa väčšie, ale sú vo veľkých hĺbkach. Dnes sa petrochemicky vyrábajú aj také organické zlúčeniny, ktoré ešte nedávno pripravovali len z produktov karbonizácie uhlia. R.Kovaľ 9.C

7. Zemný plyn • Do budúcnosti sa predpokladá, že chemické spracovanie uhlia bude znovu nadobúdať na význame tak, ako budú ubúdať zásoby uhlia. • Zemný plyn väčšinou doprevádza ropu, ale môžeme nájsť aj samostatné náleziská. Spotreba ropy a zemného plynu stále stúpajú a preto je dôležité hľadať stále nové a nové náleziská. Najnovšia metóda zisťovania nálezísk ropy a zemného plynu je pomocou družíc. Na Slovensku sú len nepatrné náleziska ropy a zemného plynu – na Záhorí. R.Kovaľ 9.C

8. Zemný plyn • Zo systému diaľkovej prepravy sa zemný plyn cez odovzdávacie stanice dostáva do systému vnútroštátnej prepravy. Súčasťou odovzdávacích staníc sú i regulačné stanice, ktorými sa znižuje tlak plynu na hodnoty, pod ktorými sú v jednotlivých krajinách vnútroštátne plynovodné systémy prevádzkované. Vnútroštátnym systémom je zemný plyn dopravovaný k jednotlivým priamym odberateľom alebo do jednotlivých plynofikovaných miest a obcí. Priami odberatelia sú tí, ktorí odoberajú zemný plyn priamo z vysokotlakovej siete. • Tranzitný plynovod SR je súčasťou medzinárodnej plynárenskej siete. Slovenský dopravný systém medzinárodnej prepravy zemného plynu je prepojený s hlavnými európskymi dopravnými systémami a poskytuje spoľahlivú službu významným plynárenským spoločnostiam. Slovensko má plynofikovaných 70 % z celkového počtu obcí , čím sa zaraďuje medzi najviac plynofikované krajiny v Európe. SPP a.s. dodáva zemný plyn viac ako 1 300 000 odberateľom. R.Kovaľ 9.C

9. Transport R.Kovaľ 9.C

10. Uhlie • Uhlie je čierna alebo hnedočierna (tzv. hnedé uhlie — lignit) horľavá hornina. Získava sa z povrchových alebo hlbinných dolov a používa sa predovšetkým ako palivo. Od dôb priemyselnej revolúcie je uhlie veľmi dôležitou energetickou surovinou. Väčšina svetovej výroby elektrickej energie sa uskutočňuje práve v uhoľných (t.j. tepelných) elektrárňach. Uhlie je zložené predovšetkým z uhlíka, obsahuje však rozmanité zložky vrátane sírnych zlúčenín. Uhlie je celosvetovo najdôležitejší zdroj pre výrobu elektrickej energie (približne 40 %). R.Kovaľ 9.C

11. VZNIK • Uhlie vzniklo z rastlinných a živočíšnych zvyškov, ktoré boli uložené v anaeróbnom vodnom prostredí, kde nízky obsah kyslíka zabraňoval ich úplnému rozkladu a oxidácii (t.j. hnitiu). R.Kovaľ 9.C

12. Typy uhlia • Lignit — tiež označovaný ako hnedé uhlie je najmenej kvalitný druh uhlia. Používa sa len na parnú výrobu elektrickej energie. Leštený lignit sa od doby železnej používal ako ozdobný kameň. • Briketa z hnedého uhlia. • Hnedo-čierne — jeho vlastnosti sú kombináciou vlastností čierneho a hnedého uhlia, použitie má rovnaké ako lignit • Čierne uhlie — je charakteristické vysokou hustotou, jeho farba je obvykle hnedočierna až čierna • Antracit — najkvalitnejšie uhlie, používa sa na vykurovanie R.Kovaľ 9.C

13. Uhlie ako palivo • Uhlie je najčastejšie používané tuhé palivo na výrobu tepla spaľovaním. Svetová spotreba uhlia je 5 200 miliónov ton ročne, z toho je 75 % využívaných na výrobu elektrickej energie. V oblasti Číny a Indie sa ročne spotrebuje 16 miliónov ton uhlia a predpokladá sa, že v roku 2025 narastie táto spotreba na 2 700 miliónov ton ročne. V USA sa každoročne spotrebuje miliarda ton uhlia, z toho až 90 % na výrobu elektrickej energie. • Pri výrobe elektrickej energie sa spaľuje uhlie rozomleté na prach v špeciálnom horáku, ohrieva vodu na vodnú paru, ktorá roztáča turbíny a generátory. Pri udržaní súčasnej spotreby vystačia zásoby uhlia na približne 120 rokov. R.Kovaľ 9.C

14. Splyňovanie • Vysoké ceny vykurovacích olejov a zemného plynu vedú k zvýšenému záujmu o tzv. BTU konverziu — technológie ako splyňovanie, skvapalňovanie a tuhnutie. V minulosti bolo uhlie používané na výrobu svietiplynu, ktorý bol dopravovaný k spotrebiteľom potrubím a bol využívaný na svietenie, varenie a kúrenie. Dnes je namiesto svietiplynu používaný bezpečnejší zemný plyn. V južnej Afrikesa ešte stále využíva splyňovanie uhlia pre potreby petrochemického priemyslu. Splyňovanie je tiež možnosť výroby energie, ktorá je všeobecne čistejšia než energia získaná konvenčne z uhlia, môžu sa vyrábať nové plynové turbíny s vyššou účinnosťou než súčasné parné turbíny. Vznikajúci oxid uhličitý je možné v prípade potreby zachytávať. R.Kovaľ 9.C

15. Skvapalňovanie • Uhlie možno previesť na kvapalné palivá ako napríklad benzín či nafta niekoľkými rôznymi spôsobmi. Fischerov—Tropschov proces spočíva v syntéze kvapalných uhľovodíkovbol použitý v nacistickom Nemecku a južnej Afrike, pretože tieto krajiny boli politicky izolované a nemali dostatočné zdroje surovej ropy.Uhlie môže byť skvapalňované na tzv. syngas (syntézny plyn) a syngas skvapalnený Fischerovou—Tropschovou metódou na ľahké uhľovodíky, ktoré sú ďalej spracúvané na benzín a naftu. Syngas môže byť tiež prevedený na metanol, ktorý sa používa ako palivo alebo ako aditívum do palív. Priame skvapalňovanie Bergiusovým procesom (hydrogenačné skvapalňovanie) je možné, ale nie je vo svete zaužívané, len v Nemecku za prvej a druhej svetovej vojny. • Ďalším spôsobom používaným na skvapalňovanie uhlia je nízkoteplotná karbonizácia (LTC). Uhlie je pri LTC karbonizované pri teplotách 450–700 °C (pre porovnanie, pri kokse je to 800–1000 °C). Tieto teploty sú optimálne na výrobu kamennouhoľných dechtov. Na rozdiel od klasického dechtu má väčší obsah ľahkých uhľovodíkov. Kamennouhoľný decht je potom ďalej spracúvaný na palivá. Tento proces vyvinul Lewis Karrick v roku 1920. Všetky tieto procesy uvoľňujú oxid uhličitý. Ak je potrebné ho zachytávať, je to pri použití týchto procesov jednoduchšie než jeho zachytávanie zo spalín produkovaných pri spaľovaní uhlia. R.Kovaľ 9.C

16. Koksovanie a použitie koksu • Koks je pevný uhlíkový zvyšok odvodený od nízkopopolového nízkosírneho čierneho uhlia, z ktorého sú odstránené prchavé zložky v peci s obmedzeným prístupom kyslíka pri teplotách 1000 °C. Ďalšími produktmi koksovania je kamennouhoľný decht, amoniak, ľahké oleje a svietiplyn. Petrolejový koks  • Petrolejový koks je pevný zvyšok získaný rafináciou ropy, obsahuje však veľké množstvo nečistôt na to, aby mohol byť použitý v metalurgii. Koks sa používa ako palivo a redukčné činidlo, okrem iného aj vo vysokej peci. Koks pripravený z uhlia je sivý, tvrdý, pórovitý a jeho výhrevnosť je 29,3 MJ/kg. R.Kovaľ 9.C

17. Škodlivé účinky spaľovania uhlia • Pri spaľovaní uhlia vzniká oxid uhličitý spolu s premenlivých množstvom oxidu siričitého v závislosti od kvality spracovávaného uhlia. Oxid siričitý reaguje s vodou za vzniku kyseliny siričitej. Ak sa dostane do atmosféry, reaguje s vodnou parou a vznikajú kyslé dažde. Emisie z uhoľných elektrární predstavujú najväčší umelý zdroj oxidu uhličitého, čím výrazne prispievajú ku globálnemu otepľovaniu. Moderné elektrárne využívajú mnohé techniky na obmedzenie škodlivosti odpadných látok. Napriek tomu, že sú tieto techniky v niektorých krajinách už široko využívané, sú stále pomerne drahé. Uhlie obsahuje aj mnoho toxických prvkov vrátane arzénua ortuti, ktoré sú veľmi nebezpečné v prípade, že sa dostanú do ovzdušia. Uhlie obsahuje stopové množstvo uránu, tória a iných prirodzene sa vyskytujúcich rádioaktívnych nuklidov. Aj keď sú tieto prvky v uhlí len stopovými nečistotami, tak spôsobujú, že v okolí uhoľných elektrární je úroveň rádioaktívneho žiarenia často vyššia než v okolí atómovýc elektrární. R.Kovaľ 9.C

18. Požiare uhlia • Vo svete existuje mnoho požiarov uhlia, ktoré nie je možné zahasiť, pretože uhlie horí pod zemským povrchom. Požiare uhlia môžu spôsobiť prepady pôdy a vznikajúce spaliny sú životunebezpečné. Okrem toho môžu požiare prestupovať prasklinami na povrch a vytvárať tak povrchové. Požiare uhlia spália v Číne ročne 120 miliónov ton uhlia, z ktorého vznikne 360 miliónov ton oxidu uhličitého, čo predstavuje 2–3 % jeho ročnej svetovej produkcie z fosílnych palív. • V minulosti sa verilo, že austrálska Horiaca hora (Burning Mountain) je činná sopka, až neskôr sa zistilo, že ide o uhoľný požiar, ktorý horí už viac ako 5000 rokov. R.Kovaľ 9.C

19. Náleziská v SR • Na Slovensku sa najväčšie náleziská uhlia nachádzajú v okolí Prievidze, Novák, Handlovej a Veľkého Krtíša (baňa Dolina). Lignit sa ťaží na Záhorí. Malé výskyty antracitu sú v Zemplínskych vrchoch. Čierne uhlie sa na Slovensku nevyskytuje, ale ťaží sa v Českej republike napr. v Ostrave[. R.Kovaľ 9.C

20. ZDROJE • http://wikimedia.org/ • http://google.com/ • http://spp.sk/ • http://referaty.sk/ R.Kovaľ 9.C

21. Ďakujem za pozornosť. R.Kovaľ 9.C R.Kovaľ 9.C