Gaz naturel et ses produits de combustion. Conditions d'inflammation et de combustion du gaz combustible

La combustion gaz naturel est un processus physique et chimique complexe d'interaction de ses composants combustibles avec un comburant, au cours duquel l'énergie chimique du combustible est convertie en chaleur. La combustion peut être complète ou incomplète. Lorsque le gaz est mélangé à l'air, la température dans le four est suffisamment élevée pour la combustion, et l'alimentation continue en combustible et en air assure une combustion complète du combustible. Une combustion incomplète du carburant se produit lorsque ces règles ne sont pas respectées, ce qui entraîne un moindre dégagement de chaleur (CO), d'hydrogène (H2), de méthane (CH4) et, par conséquent, au dépôt de suie sur les surfaces chauffantes, aggravant le transfert de chaleur. et une perte de chaleur croissante, qui à son tour conduit à une consommation excessive de combustible et à une diminution de l'efficacité de la chaudière et, par conséquent, à une pollution de l'air.

Le coefficient d'excès d'air dépend de la conception brûleur à gaz et les foyers. Le coefficient d'excès d'air doit être d'au moins 1, sinon cela pourrait conduire à une combustion incomplète du gaz. De plus, une augmentation du coefficient d'excès d'air réduit l'efficacité de l'installation utilisant la chaleur en raison des pertes de chaleur importantes avec les gaz d'échappement.

L'intégralité de la combustion est déterminée à l'aide d'un analyseur de gaz ainsi que par la couleur et l'odeur.

Combustion complète du gaz. méthane + oxygène = gaz carbonique+ eau CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O En plus de ces gaz, l'azote et l'oxygène restant pénètrent dans l'atmosphère avec des gaz inflammables. N2 + O2 Si la combustion du gaz ne se produit pas complètement, des substances inflammables sont libérées dans l'atmosphère - monoxyde de carbone, hydrogène, suie.CO + H + C

Une combustion incomplète du gaz se produit en raison d'un manque d'air. Dans le même temps, des langues de suie apparaissent visuellement dans la flamme. Le danger d'une combustion incomplète du gaz est que le monoxyde de carbone peut provoquer une intoxication du personnel de la chaufferie. Une teneur en CO dans l'air de 0,01 à 0,02 % peut provoquer intoxication légère. Une concentration plus élevée peut entraîner de graves intoxications, voire la mort. La suie qui en résulte se dépose sur les parois des chaudières, altérant ainsi le transfert de chaleur vers le liquide de refroidissement et réduisant l'efficacité de la chaufferie. La suie conduit la chaleur 200 fois moins bien que le méthane. Théoriquement, pour brûler 1 m3 de gaz, il faut 9 m3 d’air. En conditions réelles, il faut plus d’air. Autrement dit, une quantité excessive d’air est nécessaire. Cette valeur, désignée alpha, indique combien de fois plus d'air est consommé que théoriquement nécessaire. Le coefficient alpha dépend du type de brûleur spécifique et est généralement prescrit dans le passeport du brûleur ou conformément aux recommandations de l'organisation des travaux de mise en service effectués. . À mesure que la quantité d’air en excès dépasse le niveau recommandé, la perte de chaleur augmente. Avec une augmentation significative de la quantité d'air, une flamme peut s'éteindre, créant une situation d'urgence. Si la quantité d'air est inférieure à celle recommandée, la combustion sera incomplète, créant ainsi un risque d'intoxication pour le personnel de la chaufferie.

Page 1

Les causes d'une combustion incomplète sont associées à une sous-combustion chimique et à un entraînement mécanique du carburant.

L'une des raisons d'une combustion incomplète dans les flammes à l'air libre est la formation de substances difficiles à brûler. Nous avons réalisé des études expérimentales sur les produits condensés formés dans des flammes à l'air libre de différentes classes de combustibles.

Le manque de tirage peut également être à l'origine d'une combustion incomplète du gaz par manque d'air secondaire. Le monoxyde de carbone formé lors d'une combustion incomplète peut lui-même provoquer une explosion de gaz dans les cheminées ou les cheminées si de l'air y pénètre.

Diagramme de brouillon naturel.

Un vide insuffisant dans le four peut provoquer une combustion incomplète du gaz en raison d'un manque d'air secondaire lors de l'utilisation de brûleurs à diffusion ou de brûleurs à injection partielle d'air. Le monoxyde de carbone formé lors d'une combustion incomplète mélangé à l'air peut provoquer une explosion de gaz dans les cheminées ou les porcs.

Une diminution du vide dans le foyer en dessous de la limite admissible provoque une combustion incomplète du gaz et la formation de monoxyde de carbone, qui peut exploser dans les cheminées ou les porcs si de l'air y pénètre.

Présence dans le carburant grande quantité Les substances résineuses peuvent provoquer une combustion incomplète du carburant et la formation de dépôts solides, qui se déposent principalement sur la buse de la buse qui coupe le carburant. Les dépôts d'agar nuisent à l'atomisation du carburant dans la chambre de combustion et peuvent réduire ou arrêter le flux de carburant vers les cylindres du moteur.

La présence d'une grande quantité de substances résineuses dans le carburant peut provoquer une combustion incomplète du carburant et la formation de dépôts solides, qui se déposent principalement sur le gicleur de la buse qui coupe le carburant et dans le système d'échappement du moteur. Les dépôts de carbone altèrent le processus de coupe du carburant dans la chambre de combustion et peuvent réduire ou arrêter l'alimentation en carburant des cylindres du moteur.

La perte de 73 se produit lorsqu'il y a des produits de combustion incomplète dans les gaz d'échappement : monoxyde de carbone CO, hydrogène H2, méthane CH4, etc. La raison d'une combustion incomplète du combustible peut être un manque d'air dans le four, basse température dans celui-ci, mélange insatisfaisant des particules de combustible avec l'air, instabilité du processus de combustion, petit volume de la chambre de combustion.

Le dispositif proposé permet d'effectuer la partie principale et la plus difficile de la combustion sans la surveillance de l'expérimentateur et, surtout, évite la surchauffe de la substance, éliminant ainsi la possibilité d'une évaporation ou d'une décomposition trop rapide, qui sont généralement le cas. cause d'une combustion incomplète ou d'une explosion dans le tube de combustion.

Burlage et Brese ont dressé un tableau des produits de combustion incomplète, en les classant selon les diverses raisons de leur formation, les propriétés des carburants et les conditions du moteur les plus susceptibles de contribuer à leur formation. Il ne faut pas oublier que ces relations sont fortement influencées par la conception du moteur et que si le moteur est mal conçu, de nombreuses causes d'une combustion incomplète peuvent survenir simultanément. Ce tableau (tableau 31) ne peut être considéré comme un guide infaillible.

Le carbone noir peut également être causé par des raisons non liées au choix correct de la bougie d'allumage du moteur. De tels dépôts peuvent se former en conséquence long travail moteur au ralenti ou à faible régime de vilebrequin. La formation de dépôts de carbone noir peut également être provoquée par un mélange carburé trop riche. Parfois causé par une combustion incomplète mélange de carburant et en raison de ces dépôts de carbone noir, le système d'allumage de la batterie fonctionne mal.

La vitesse à laquelle la zone de combustion se déplace dans une direction perpendiculaire à la zone elle-même est appelée vitesse de propagation de la flamme. La vitesse de propagation de la flamme caractérise la vitesse de chauffage du mélange gaz-air jusqu'à la température d'inflammation. La vitesse de propagation la plus élevée est pour la flamme de l'hydrogène et du gaz d'eau (3 m/sec), la plus faible est pour la flamme du gaz naturel et du mélange propane HO-butane. Une vitesse de propagation élevée de la flamme a un effet bénéfique sur la complétude de la combustion du gaz, tandis qu'une faible vitesse, au contraire, est l'une des raisons d'une combustion incomplète du gaz. La vitesse de propagation de la flamme augmente lors de l'utilisation d'un mélange oxygène-gaz au lieu d'un mélange air-gaz.

Lors de la prise en compte du volume total de dioxyde de carbone, la burette de mesure doit en même temps servir de collecteur, et son volume doit être suffisant pour accueillir tous les gaz produits lors de la combustion. Pour éliminer le flux excessif d’oxygène, l’espace dans lequel se produit la combustion doit être aussi petit que possible. Par conséquent, les spirales en maille de cuivre proposées par Kinder oM 2, qui s'insèrent dans le tube de combustion pour absorber les oxydes de soufre et qui réduisent donc l'espace mort, doivent être préférées pour laver les bouteilles avec un mélange d'acides chromique et sulfurique. Cela est également nécessaire lors du processus de gravure. L'injection de gaz ne peut commencer que lorsque l'échantillon introduit s'est suffisamment réchauffé pour que la combustion du fer commence immédiatement. Pendant la combustion, il n’est pas nécessaire de fournir plus d’oxygène que ce qui est consommé. La mesure correcte doit être considérée comme atteinte lorsque le niveau de liquide dans l'expansion de la burette de mesure ne baisse que légèrement pendant la combustion. Le démarrage immédiat de la combustion est facilité par des températures de chauffage élevées ; une combustion rapide et complète est assurée par l'utilisation d'additifs libérant de l'oxygène. Si ces conditions sont remplies, le temps de combustion est considérablement réduit, même pour les matériaux en alliage difficiles à brûler. Quant aux tubes en porcelaine utilisés, les tubes à forte teneur en alumine sont moins cassants ; Assurez-vous toujours que le refroidissement se produit progressivement. Les tubes qui durent le plus longtemps sont ceux qui chauffent tout le temps, comme c'est le cas par exemple en production continue. La réduction des scories dans un flux d'hydrogène permet d'éviter un scorification excessive des tubes. Le métal restauré dans ce cas est mou lorsqu'il est chauffé et se retire facilement du tube. Couvrir les bateaux empêche en partie l'accès de l'oxygène, ce qui peut provoquer une combustion incomplète. Bien que les additifs eux-mêmes interfèrent également avec la formation de scories, ils ont un effet très corrosif sur la porcelaine. Perméabilité aux gaz à hautes températures non observé même dans les tubes non vitrés des deux côtés ; Par conséquent, les tubes vitrés et non vitrés peuvent être utilisés pour la combustion.

Informations générales. Une autre source importante pollution interne, un facteur de sensibilisation important pour l'homme est le gaz naturel et ses produits de combustion. Le gaz est un système à plusieurs composants composé de dizaines de composés différents, y compris ceux spécialement ajoutés (Tableau.

Il existe des preuves directes que l'utilisation d'appareils brûlant du gaz naturel (cuisinières et chaudières à gaz) a un effet négatif sur Santé humaine. De plus, les individus présentant une sensibilité accrue aux facteurs environnementaux réagissent de manière inadéquate aux composants du gaz naturel et à ses produits de combustion.

Le gaz naturel domestique est une source de nombreux polluants différents. Il s'agit notamment de composés directement présents dans le gaz (agents odorants, hydrocarbures gazeux, complexes organométalliques toxiques et gaz radioactif radon), de produits de combustion incomplète (monoxyde de carbone, dioxyde d'azote, particules organiques en aérosol, hydrocarbures aromatiques polycycliques et de petites quantités de composés organiques volatils). ). Tous ces composants peuvent agir seuls ou en combinaison les uns avec les autres sur le corps humain (effet de synergie).

Tableau 12.3

Composition du combustible gazeux

Odorants. Les odorants sont des composés aromatiques organiques soufrés (mercaptans, thioéthers et composés thio-aromatiques). Ajouté au gaz naturel pour détecter les fuites. Bien que ces composés soient présents en très faibles concentrations, inférieures au seuil, qui ne sont pas considérées comme toxiques pour la plupart des individus, leur odeur peut provoquer des nausées et des maux de tête chez les individus en bonne santé.

L'expérience clinique et les données épidémiologiques indiquent que les personnes chimiquement sensibles réagissent de manière inappropriée aux composés chimiques présents, même à des concentrations inférieures au seuil. Les personnes asthmatiques identifient souvent les odeurs comme un promoteur (déclencheur) des crises d'asthme.

Les odorants comprennent, par exemple, le méthanethiol. Le méthanethiol, également connu sous le nom de méthylmercaptan (mercaptométhane, alcool thiométhylique), est un composé gazeux couramment utilisé comme additif aromatique du gaz naturel. Odeur désagréable est ressenti par la plupart des gens à une concentration de 1 partie pour 140 ppm, cependant ce composé peut être détecté à des concentrations nettement inférieures par des individus très sensibles. Des études toxicologiques chez l'animal ont montré que 0,16 % de méthanethiol, 3,3 % d'éthanethiol ou 9,6 % de sulfure de diméthyle sont capables d'induire le coma chez 50 % des rats exposés à ces composés pendant 15 minutes.

Un autre mercaptan, également utilisé comme additif aromatique du gaz naturel, est le mercaptoéthanol (C2H6OS), également connu sous le nom de 2-thioéthanol, éthylmercaptan. Fort irritant pour les yeux et la peau, capable de provoquer des effets toxiques à travers la peau. Il est inflammable et se décompose lorsqu'il est chauffé pour former des vapeurs de SOx hautement toxiques.

Les mercaptans, polluants de l’air intérieur, contiennent du soufre et sont capables de capter le mercure élémentaire. À des concentrations élevées, les mercaptans peuvent provoquer une altération de la circulation périphérique et une augmentation de la fréquence cardiaque, et peuvent stimuler la perte de conscience, le développement d'une cyanose, voire la mort.

Aérosols. La combustion du gaz naturel produit de petites particules organiques (aérosols), notamment des hydrocarbures aromatiques cancérigènes, ainsi que certains composés organiques volatils. Les DOS sont des agents sensibilisants suspectés qui, avec d'autres composants, peuvent induire le syndrome du « bâtiment malsain », ainsi qu'une sensibilité chimique multiple (MCS).

Le DOS comprend également du formaldéhyde, qui se forme en petites quantités lors de la combustion du gaz. Usage appareils à gaz dans une maison où vivent des personnes sensibles, l'exposition à ces irritants augmente, augmentant ainsi les symptômes de maladie et favorisant également une sensibilisation accrue.

Les aérosols formés lors de la combustion du gaz naturel peuvent devenir des centres d'adsorption pour divers composants chimiques, présent dans l'air. Ainsi, les polluants atmosphériques peuvent se concentrer en microvolumes et réagir entre eux, notamment lorsque les métaux agissent comme catalyseurs de réaction. Plus la particule est petite, plus l’activité de concentration de ce processus est élevée.

De plus, la vapeur d’eau générée lors de la combustion du gaz naturel constitue un lien de transport pour les particules d’aérosols et les polluants lors de leur transfert vers les alvéoles pulmonaires.

La combustion du gaz naturel produit également des aérosols contenant des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Ils ont un effet néfaste sur système respiratoire et sont des cancérigènes connus. De plus, les hydrocarbures peuvent entraîner une intoxication chronique chez les personnes sensibles.

La formation de benzène, de toluène, d'éthylbenzène et de xylène lors de la combustion du gaz naturel est également défavorable à la santé humaine. Le benzène est connu pour être cancérigène à des doses bien inférieures aux seuils. L'exposition au benzène est corrélée à un risque accru de cancer, notamment de leucémie. Les effets sensibilisants du benzène ne sont pas connus.

Composés organométalliques. Certains composants du gaz naturel peuvent contenir de fortes concentrations de métaux lourds toxiques, notamment le plomb, le cuivre, le mercure, l'argent et l'arsenic. Selon toute vraisemblance, ces métaux sont présents dans le gaz naturel sous forme de complexes organométalliques comme le triméthylarsénite (CH3)3As. L'association de ces métaux toxiques à la matrice organique les rend liposolubles. Cela conduit à des niveaux élevés d’absorption et à une tendance à la bioaccumulation dans le tissu adipeux humain. La forte toxicité du tétraméthylplumbite (CH3)4Pb et du diméthylmercure (CH3)2Hg suggère un impact sur la santé humaine, puisque les composés méthylés de ces métaux sont plus toxiques que les métaux eux-mêmes. Ces composés présentent un danger particulier pendant l’allaitement chez la femme, car dans ce cas les lipides migrent des réserves graisseuses du corps.

Le diméthylmercure (CH3)2Hg est un composé organométallique particulièrement dangereux en raison de sa forte lipophilie. Le méthylmercure peut être incorporé dans l’organisme par inhalation et également par la peau. L'absorption de ce composé dans le tractus gastro-intestinal est presque de 100 %. Le mercure a un effet neurotoxique prononcé et la capacité d'influencer la fonction reproductrice humaine. La toxicologie ne dispose pas de données sur les niveaux de mercure sans danger pour les organismes vivants.

Les composés organiques de l'arsenic sont également très toxiques, notamment lorsqu'ils sont détruits métaboliquement (activation métabolique), entraînant la formation de formes inorganiques hautement toxiques.

Produits de combustion du gaz naturel. Le dioxyde d'azote est capable d'agir sur le système pulmonaire, ce qui facilite le développement réactions allergiquesà d'autres substances, réduit la fonction pulmonaire, la susceptibilité aux maladies pulmonaires infectieuses, potentialise l'asthme bronchique et d'autres maladies respiratoires. Ceci est particulièrement prononcé chez les enfants.

Il est prouvé que le NO2 produit par la combustion du gaz naturel peut induire :

• inflammation du système pulmonaire et diminution de la fonction vitale des poumons ;
• risque accru de symptômes de type asthmatique, notamment une respiration sifflante, un essoufflement et des crises. Ceci est particulièrement fréquent chez les femmes qui cuisinent sur des cuisinières à gaz, ainsi que chez les enfants ;
• diminution de la résistance aux maladies pulmonaires bactériennes en raison d'une diminution des mécanismes immunologiques de défense pulmonaire ;
• provoquant des effets néfastes en général sur système immunitaire les humains et les animaux ;
• influence en tant qu'adjuvant sur le développement de réactions allergiques à d'autres composants ;
• sensibilité accrue et réponse allergique accrue aux allergènes indésirables.

Les produits de combustion du gaz naturel contiennent une concentration assez élevée de sulfure d'hydrogène (H2S), qui pollue environnement. Il est toxique à des concentrations inférieures à 50 ppm et à des concentrations de 0,1 à 0,2 %, il est mortel même en cas d'exposition de courte durée. Étant donné que le corps dispose d’un mécanisme pour détoxifier ce composé, la toxicité du sulfure d’hydrogène est davantage liée à la concentration d’exposition qu’à la durée de l’exposition.

Bien que le sulfure d'hydrogène ait une odeur forte, une exposition continue à de faibles concentrations entraîne une perte de l'odorat. Cela permet que des effets toxiques se produisent chez des personnes susceptibles d'être exposées sans le savoir à des niveaux dangereux de ce gaz. De légères concentrations dans l'air des locaux d'habitation entraînent une irritation des yeux et du nasopharynx. Des niveaux modérés provoquent mal de tête, des étourdissements, ainsi que de la toux et des difficultés respiratoires. Niveaux élevés conduire à un choc, des convulsions, un coma, qui aboutit à la mort. Les survivants d’une intoxication aiguë au sulfure d’hydrogène souffrent de dysfonctionnements neurologiques tels que l’amnésie, des tremblements, un déséquilibre et parfois des lésions cérébrales plus graves.

La toxicité aiguë de concentrations relativement élevées de sulfure d'hydrogène est bien connue, mais malheureusement peu d'informations sont disponibles sur l'exposition chronique à FAIBLE DOSE à ce composant.

Radon. Le radon (222Rn) est également présent dans le gaz naturel et peut être transporté par des pipelines jusqu'aux cuisinières à gaz, qui deviennent des sources de pollution. Puisque le radon se désintègre en plomb (le 210Pb a une demi-vie de 3,8 jours), il crée une fine couche de plomb radioactif (d'une épaisseur moyenne de 0,01 cm) qui recouvre surfaces internes tuyaux et équipements. La formation d'une couche de plomb radioactif augmente la valeur de fond de radioactivité de plusieurs milliers de désintégrations par minute (sur une superficie de 100 cm2). Son retrait est très difficile et nécessite le remplacement des canalisations.

Il convient de garder à l’esprit qu’il ne suffit pas d’éteindre simplement l’équipement à gaz pour éliminer les effets toxiques et soulager les patients chimiquement sensibles. Équipement à gaz doit être complètement éloigné des locaux, car même ceux qui ne fonctionnent pas cuisinière à gaz continue de libérer les composés aromatiques qu’il a absorbés au fil des années d’utilisation.

Les effets cumulatifs du gaz naturel, l’influence des composés aromatiques et des produits de combustion sur la santé humaine ne sont pas connus avec précision. On suppose que les effets de plusieurs composés pourraient se multiplier et que la réponse à l’exposition à plusieurs polluants pourrait être supérieure à la somme des effets individuels.

En résumé, les caractéristiques du gaz naturel qui suscitent des inquiétudes pour la santé humaine et animale sont :

• caractère inflammable et explosif ;
• propriétés asphyxiantes;
• pollution de l'air intérieur par les produits de combustion ;
• présence éléments radioactifs(radon);
• teneur en composés hautement toxiques dans les produits de combustion ;
• la présence de traces de métaux toxiques ;
• composés aromatiques toxiques ajoutés au gaz naturel (en particulier pour les personnes présentant de multiples sensibilités chimiques) ;
• la capacité des composants gazeux à sensibiliser.

Informations générales. Une autre source importante de pollution interne, fort facteur de sensibilisation pour l’homme, est le gaz naturel et ses produits de combustion. Le gaz est un système à plusieurs composants composé de dizaines de composés différents, y compris ceux spécialement ajoutés (tableau 12.3).
Il existe des preuves directes que l'utilisation d'appareils brûlant du gaz naturel (cuisinières et chaudières à gaz) a un effet néfaste sur la santé humaine. De plus, les individus présentant une sensibilité accrue aux facteurs environnementaux réagissent de manière inadéquate aux composants du gaz naturel et à ses produits de combustion.
Le gaz naturel domestique est une source de nombreux polluants différents. Il s'agit notamment de composés directement présents dans le gaz (agents odorants, hydrocarbures gazeux, complexes organométalliques toxiques et gaz radioactif radon), de produits de combustion incomplète (monoxyde de carbone, dioxyde d'azote, particules organiques en aérosol, hydrocarbures aromatiques polycycliques et de petites quantités de composés organiques volatils). ). Tous ces composants peuvent agir seuls ou en combinaison les uns avec les autres sur le corps humain (effet de synergie).
Tableau 12.3
Composition du combustible gazeux Teneur en composants, % Méthane 75-99 Éthane 0,2-6,0 Propane 0,1-4,0 Butane 0,1-2,0 Pentane Jusqu'à 0,5 Éthylène Contenu dans des dépôts individuels Propylène Butylène Benzène Dioxyde de soufre Sulfure d'hydrogène Dioxyde de carbone 0,1-0,7 Monoxyde de carbone 0,001 Hydrogène Up à 0,001
Odorants. Les odorants sont des composés aromatiques organiques soufrés (mercaptans, thioéthers et composés thio-aromatiques). Ajouté au gaz naturel pour détecter les fuites. Bien que ces composés soient présents en très faibles concentrations, inférieures au seuil, qui ne sont pas considérées comme toxiques pour la plupart des individus, leur odeur peut provoquer des nausées et des maux de tête chez les personnes en bonne santé.
L'expérience clinique et les données épidémiologiques indiquent que les personnes chimiquement sensibles réagissent de manière inappropriée aux composés chimiques présents, même à des concentrations inférieures au seuil. Les personnes asthmatiques identifient souvent les odeurs comme un promoteur (déclencheur) des crises d'asthme.
Les odorants comprennent, par exemple, le méthanethiol. Le méthanethiol, également connu sous le nom de méthylmercaptan (mercaptométhane, alcool thiométhylique), est un composé gazeux couramment utilisé comme additif aromatique du gaz naturel. L'odeur désagréable est ressentie par la plupart des gens à une concentration de 1 partie pour 140 ppm, mais ce composé peut être détecté à des concentrations nettement inférieures par des individus très sensibles. Des études toxicologiques chez l'animal ont montré que 0,16 % de méthanethiol, 3,3 % d'éthanethiol ou 9,6 % de sulfure de diméthyle sont capables d'induire le coma chez 50 % des rats exposés à ces composés pendant 15 minutes.
Un autre mercaptan, également utilisé comme additif aromatique du gaz naturel, est le mercaptoéthanol (C2H6OS), également connu sous le nom de 2-thioéthanol, éthylmercaptan. Fort irritant pour les yeux et la peau, capable de provoquer des effets toxiques à travers la peau. Il est inflammable et se décompose lorsqu'il est chauffé pour former des vapeurs de SOx hautement toxiques.
Les mercaptans, polluants de l’air intérieur, contiennent du soufre et sont capables de capter le mercure élémentaire. À des concentrations élevées, les mercaptans peuvent provoquer une altération de la circulation périphérique et une augmentation de la fréquence cardiaque, et peuvent stimuler la perte de conscience, le développement d'une cyanose, voire la mort.
Aérosols. La combustion du gaz naturel produit de petites particules organiques (aérosols), notamment des hydrocarbures aromatiques cancérigènes, ainsi que certains composés organiques volatils. Les DOS sont des agents sensibilisants suspectés qui, avec d'autres composants, peuvent induire le syndrome du « bâtiment malsain », ainsi qu'une sensibilité chimique multiple (MCS).
Le JIOC comprend également du formaldéhyde, qui se forme en petites quantités lors de la combustion du gaz. L'utilisation d'appareils à gaz dans une maison occupée par des personnes sensibles augmente l'exposition à ces irritants, augmentant ainsi les symptômes de maladie et favorisant également une sensibilisation accrue.
Les aérosols générés lors de la combustion du gaz naturel peuvent devenir des sites d’adsorption pour divers composés chimiques présents dans l’air. Ainsi, les polluants atmosphériques peuvent se concentrer en microvolumes et réagir entre eux, notamment lorsque les métaux agissent comme catalyseurs de réaction. Plus la particule est petite, plus l’activité de concentration de ce processus est élevée.
De plus, la vapeur d’eau générée lors de la combustion du gaz naturel constitue un lien de transport pour les particules d’aérosols et les polluants lors de leur transfert vers les alvéoles pulmonaires.
La combustion du gaz naturel produit également des aérosols contenant des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Ils ont des effets néfastes sur le système respiratoire et sont reconnus comme cancérigènes. De plus, les hydrocarbures peuvent entraîner une intoxication chronique chez les personnes sensibles.
La formation de benzène, de toluène, d'éthylbenzène et de xylène lors de la combustion du gaz naturel est également défavorable à la santé humaine. Le benzène est connu pour être cancérigène à des doses bien inférieures aux seuils. L'exposition au benzène est corrélée à un risque accru de cancer, notamment de leucémie. Les effets sensibilisants du benzène ne sont pas connus.
Composés organométalliques. Certains composants du gaz naturel peuvent contenir de fortes concentrations de métaux lourds toxiques, notamment le plomb, le cuivre, le mercure, l'argent et l'arsenic. Selon toute vraisemblance, ces métaux sont présents dans le gaz naturel sous forme de complexes organométalliques comme le triméthylarsénite (CH3)3As. L'association de ces métaux toxiques à la matrice organique les rend liposolubles. Cela conduit à des niveaux élevés d’absorption et à une tendance à la bioaccumulation dans le tissu adipeux humain. La forte toxicité du tétraméthylplumbite (CH3)4Pb et du diméthylmercure (CH3)2Hg suggère un impact sur la santé humaine, puisque les composés méthylés de ces métaux sont plus toxiques que les métaux eux-mêmes. Ces composés présentent un danger particulier pendant l’allaitement chez la femme, car dans ce cas les lipides migrent des réserves graisseuses du corps.
Le diméthylmercure (CH3)2Hg est un composé organométallique particulièrement dangereux en raison de sa forte lipophilie. Le méthylmercure peut être incorporé dans l’organisme par inhalation et également par la peau. L'absorption de ce composé dans le tractus gastro-intestinal est presque de 100 %. Le mercure a un effet neurotoxique prononcé et la capacité d'influencer la fonction reproductrice humaine. La toxicologie ne dispose pas de données sur les niveaux de mercure sans danger pour les organismes vivants.
Les composés organiques de l'arsenic sont également très toxiques, notamment lors de leur destruction métabolique (activation métabolique), entraînant la formation de formes inorganiques hautement toxiques.
Produits de combustion du gaz naturel. Le dioxyde d'azote peut agir sur le système pulmonaire, ce qui facilite le développement de réactions allergiques à d'autres substances, réduit la fonction pulmonaire, la susceptibilité aux maladies pulmonaires infectieuses, potentialise l'asthme bronchique et d'autres maladies respiratoires. Ceci est particulièrement prononcé chez les enfants.
Il est prouvé que le NO2 produit par la combustion du gaz naturel peut induire :
inflammation du système pulmonaire et diminution de la fonction vitale des poumons ;
risque accru de symptômes de type asthmatique, notamment une respiration sifflante, un essoufflement et des crises. Ceci est particulièrement fréquent chez les femmes qui cuisinent sur des cuisinières à gaz, ainsi que chez les enfants ;
diminution de la résistance aux maladies pulmonaires bactériennes en raison d'une diminution des mécanismes immunologiques de défense pulmonaire ;
Provoquant des effets néfastes en général sur le système immunitaire des humains et des animaux ;
influence en tant qu'adjuvant sur le développement de réactions allergiques à d'autres composants ;
sensibilité accrue et réponse allergique accrue aux allergènes secondaires.
Les produits de combustion du gaz naturel contiennent une concentration assez élevée de sulfure d'hydrogène (H2S), qui pollue l'environnement. Il est toxique à des concentrations inférieures à 50 ppm et à une concentration de 0,1 à 0,2 %, il est mortel même en cas d'exposition de courte durée. Étant donné que le corps dispose d’un mécanisme pour détoxifier ce composé, la toxicité du sulfure d’hydrogène est davantage liée à la concentration d’exposition qu’à la durée de l’exposition.
Bien que le sulfure d'hydrogène ait une odeur forte, une exposition continue à de faibles concentrations entraîne une perte de l'odorat. Cela permet que des effets toxiques se produisent chez des personnes susceptibles d'être exposées sans le savoir à des niveaux dangereux de ce gaz. De légères concentrations dans l'air des locaux d'habitation entraînent une irritation des yeux et du nasopharynx. Des niveaux modérés provoquent des maux de tête, des étourdissements, ainsi que de la toux et des difficultés respiratoires. Des niveaux élevés entraînent un choc, des convulsions, un coma qui aboutit à la mort. Les survivants d’une intoxication aiguë au sulfure d’hydrogène souffrent de dysfonctionnements neurologiques tels que l’amnésie, des tremblements, un déséquilibre et parfois des lésions cérébrales plus graves.
La toxicité aiguë de concentrations relativement élevées de sulfure d'hydrogène est bien connue, mais malheureusement peu d'informations sont disponibles sur l'exposition chronique à de faibles doses de ce composant.
Radon. Le radon (222Rn) est également présent dans le gaz naturel et peut être transporté par des pipelines jusqu'aux cuisinières à gaz, qui deviennent des sources de pollution. À mesure que le radon se désintègre en plomb (le 210Pb a une demi-vie de 3,8 jours), il crée une fine couche de plomb radioactif (d'une épaisseur moyenne de 0,01 cm) qui recouvre les surfaces intérieures des tuyaux et des équipements. La formation d'une couche de plomb radioactif augmente la valeur de fond de radioactivité de plusieurs milliers de désintégrations par minute (sur une superficie de 100 cm2). Son retrait est très difficile et nécessite le remplacement des canalisations.
Il convient de garder à l’esprit qu’il ne suffit pas d’éteindre simplement l’équipement à gaz pour éliminer les effets toxiques et soulager les patients chimiquement sensibles. Les équipements à gaz doivent être complètement éloignés de la pièce, car même une cuisinière à gaz qui ne fonctionne pas continue de libérer des composés aromatiques qu'elle a absorbés au fil des années d'utilisation.
Les effets cumulatifs du gaz naturel, l’influence des composés aromatiques et des produits de combustion sur la santé humaine ne sont pas connus avec précision. On suppose que les effets de plusieurs composés pourraient se multiplier et que la réponse à l’exposition à plusieurs polluants pourrait être supérieure à la somme des effets individuels.
En résumé, les caractéristiques du gaz naturel qui suscitent des inquiétudes pour la santé humaine et animale sont : son inflammabilité et sa nature explosive ;
propriétés asphyxiantes;
pollution de l'air intérieur par les produits de combustion ;
présence d'éléments radioactifs (radon) ;
teneur en composés hautement toxiques dans les produits de combustion ;
la présence de traces de métaux toxiques ;
la teneur en composés aromatiques toxiques ajoutés au gaz naturel (notamment pour les personnes présentant de multiples sensibilités chimiques) ;
la capacité des composants gazeux à sensibiliser.

La combustion est une réaction qui convertit l'énergie chimique d'un combustible en chaleur.

La combustion peut être complète ou incomplète. Combustion complète se produit lorsqu’il y a suffisamment d’oxygène. Son absence provoque une combustion incomplète, au cours de laquelle moins de chaleur est dégagée que lors d'une combustion complète, et du monoxyde de carbone (CO), qui a un effet toxique sur le personnel d'exploitation, des suies se forment, se déposent sur la surface chauffante de la chaudière et augmentent les pertes de chaleur, ce qui entraîne une consommation excessive de carburant et une diminution du rendement de la chaudière, une pollution de l'air.

Pour brûler 1 m 3 de méthane, il faut 10 m 3 d'air, qui contient 2 m 3 d'oxygène. Pour assurer une combustion complète du gaz naturel, l'air est fourni au four avec un léger excès. Le rapport entre le volume d'air réellement consommé V d et le V t théoriquement requis est appelé coefficient d'excès d'air = V d / V t. Cet indicateur dépend de la conception du brûleur à gaz et du four : plus ils sont parfaits, plus petit . Il est nécessaire de s'assurer que le coefficient d'excès d'air n'est pas inférieur à 1, car cela conduit à une combustion incomplète du gaz. Une augmentation du taux d'excès d'air réduit l'efficacité de la chaudière.

L'exhaustivité de la combustion du carburant peut être déterminée à l'aide d'un analyseur de gaz et visuellement - par la couleur et la nature de la flamme :

bleuâtre transparent - combustion complète;

rouge ou jaune - la combustion est incomplète.

La combustion est régulée en augmentant l'alimentation en air du four de la chaudière ou en diminuant l'alimentation en gaz. Ce processus utilise de l'air primaire (mélangé avec du gaz dans le brûleur - avant la combustion) et secondaire (combiné avec du gaz ou un mélange gaz-air dans le four de la chaudière pendant la combustion).

Dans les chaudières équipées de brûleurs à diffusion (sans alimentation en air pulsé), l'air secondaire, sous l'influence du vide, pénètre dans le four par les portes de purge.

Dans les chaudières équipées de brûleurs à injection : l'air primaire entre dans le brûleur par injection et est régulé par une rondelle de réglage, et l'air secondaire entre par les portes de purge.

Dans les chaudières équipées de brûleurs mélangeurs, l'air primaire et secondaire est fourni au brûleur par un ventilateur et contrôlé par des vannes d'air.

La violation de la relation entre la vitesse du mélange gaz-air à la sortie du brûleur et la vitesse de propagation de la flamme entraîne un décollement ou un saut de flamme sur les brûleurs.

Si la vitesse du mélange gaz-air à la sortie du brûleur est supérieure à la vitesse de propagation de la flamme, il y a séparation, et si elle est inférieure, il y a percée.

Si la flamme éclate et perce, le personnel d'entretien doit éteindre la chaudière, aérer le foyer et les conduits de fumée et rallumer la chaudière.

Les combustibles gazeux sont de plus en plus utilisés chaque année dans diverses industries économie nationale. Dans la production agricole, le combustible gazeux est largement utilisé à des fins technologiques (pour chauffer les serres, les serres, les séchoirs, les complexes d'élevage et de volaille) et domestiques. DANS Dernièrement il est de plus en plus utilisé pour les moteurs combustion interne.

Par rapport aux autres types, les combustibles gazeux présentent les avantages suivants :

brûle dans une quantité théorique d'air, ce qui garantit un rendement thermique et une température de combustion élevés ;

lors de la combustion, il ne forme pas de produits indésirables de distillation sèche ni de composés soufrés, de suie et de fumée ;

il est relativement facilement acheminé par gazoduc jusqu'à des installations de consommation éloignées et peut être stocké de manière centralisée ;

s'enflamme facilement à n'importe quelle température ambiante ;

nécessite des coûts de production relativement faibles, ce qui signifie qu'il s'agit d'un type de carburant moins cher que les autres types ;

peut être utilisé sous forme comprimée ou liquéfiée pour les moteurs à combustion interne ;

possède des propriétés anti-choc élevées;

ne forme pas de condensat lors de la combustion, ce qui assure une réduction significative de l'usure des pièces du moteur, etc.

Cependant, le carburant gazeux présente également certains propriétés négatives, qui comprennent : un effet toxique, la formation de mélanges explosifs lorsqu'ils sont mélangés à l'air, un écoulement facile à travers les fuites dans les connexions, etc. Par conséquent, lorsque vous travaillez avec du carburant gazeux, le respect scrupuleux des règles de sécurité en vigueur est requis.

L'utilisation de combustibles gazeux est déterminée par leur composition et les propriétés de la partie hydrocarbure. Les plus utilisés sont le gaz naturel ou associé provenant de gisements de pétrole ou de gaz, ainsi que les gaz industriels provenant des raffineries de pétrole et d'autres usines. Les principaux composants de ces gaz sont des hydrocarbures dont le nombre d'atomes de carbone dans une molécule est compris entre un et quatre (méthane, éthane, propane, butane et leurs dérivés).

Les gaz naturels issus des gisements de gaz sont presque entièrement constitués de méthane (82...98 %), avec une faible utilisation de carburant gazeux pour les moteurs à combustion interne. plus carburant. Résoudre les problèmes économiques nationaux les plus importants d'approvisionnement stable en moteurs automobiles avec des ressources énergétiques efficaces et une réduction de la consommation carburant liquide l'origine pétrolière est possible grâce à l'utilisation de combustibles gazeux - pétrole liquéfié et gaz naturels.

Pour les voitures, seuls des gaz riches ou moyennement caloriques sont utilisés. Lorsqu'il fonctionne avec du gaz hypocalorique, le moteur ne développe pas puissance requise, et l’autonomie du véhicule est également réduite, ce qui n’est pas rentable économiquement. Pennsylvanie). Libérer les types suivants gaz comprimés : coke naturel, mécanisé et coke enrichi

Le principal composant inflammable de ces gaz est le méthane. Comme pour les combustibles liquides, la disponibilité en combustible gazeux Le sulfure d'hydrogène n'est pas souhaitable en raison de son effet corrosif sur les équipements à gaz et les pièces du moteur. L'indice d'octane des gaz permet de booster les moteurs des voitures en termes de taux de compression (jusqu'à 10...12).

La présence de cyanogène CN dans l’essence automobile est extrêmement indésirable. Lorsqu'il est combiné avec de l'eau, il forme de l'acide cyanhydrique, sous l'influence duquel de minuscules fissures se forment dans les parois des cylindres. La présence de substances résineuses et d'impuretés mécaniques dans le gaz entraîne la formation de dépôts et de contaminants sur les équipements à gaz et les pièces du moteur.