Gaz - rodzaje, historia

W roku 1618 francuski chemik Jean Tardier zademonstrował, jak można użyć do oświetlenia pomieszczeń gazu wyprodukowanego przy suchej destylacji węgla. Lecz okazało się niestety, że jest to sposób zbyt niebezpieczny i upłynęło jeszcze sporo czasu, nim pod koniec XVIII wieku rozpoczęto wreszcie przemysłową produkcję gazu. Pierwszą wykorzystywaną instalacją gazową na gaz węglowy był system oświetlenia gazowego biur kopalni węgla kamiennego w angielskim hrabstwie Cumberland, oddany do użytku w 1765r. Gaz pochodził z płonącego pokładu węgla.

Wielkim postępem było wprowadzenie w 1792 roku przez angielskiego inżyniera Wiliama Murdocka metody otrzymywania gazu przez grzanie węgla w retorcie. Tak uzyskany gaz Murdock magazynował w zbiorniku umieszczonym w ogrodzie swego domu. Gaz ze zbiornika był dostarczany do lamp zainstalowanych wewnątrz. Później Murdock zbudował podobną instalację dla firmy Boulton i Watt produkującej między innymi maszyny parowe, w której to firmie był zatrudniony. Instalacja była na tyle udana, że wkrótce Boulton i Watt zaczęli produkować urządzenia do produkcji gazu i sprzedawać je wszystkim, którzy chcieli sami wytwarzać gaz dla celów oświetleniowych.

Człowiekiem, który najbardziej przyczynił się do stworzenia nowoczesnego systemu dystrybucji gazu był angielski biznesmen F.A. Winsor, nie mający właściwie pojęcia o gazownictwie. Winsor uważał, że znaczenie sensowniejsze jest sprzedawać gaz niż instalacje do jego produkcji. Pomysł ten leżał u podstaw powstania gazowni oraz nowoczesnego systemu gazociągowego. Założona przez niego kompania gazownicza w 1813 roku oświetliła ulice Londynu. Sukces tego przedsięwzięcia spowodował budowę podobnych instalacji na całym świecie. Kiedy sieć gazowa zapewniła gaz do oświetlenia, nie istniały już wówczas przeszkody do wykorzystania go w innych celach. Już w 1840 roku powstały pierwsze kuchenki gazowe. Trzy lata później ruszyła w USA pierwsza nowoczesna instalacja wydobywająca gaz ziemny. Obecnie większość odbiorców jest zaopatrywana w gaz ziemny, choć w niektórych rejonach dalej używany jest gaz koksowniczy. Gaz bywa również wytwarzany z ropy naftowej.

Możemy wyróżnić następujące rodzaje gazu:

1. Gaz koksowniczy - składa się w przybliżeniu w 50% objętościowo z wodoru i 30% z metanu, oraz azotu, tlenku węgla i mniejszych ilości cięższych węglowodorów, dwutlenku węgla oraz tlenu. Gaz ten jest z reguły produkowany w procesie ogrzewania węgla kamiennego w temperaturze 1350 stopni Celsjusza bez dostępu powietrza. Grzanie powoduje wydostawanie się z węgla lotnych składników tworzących gaz. Surowy gaz koksowniczy zawiera gazy amonowe oraz siarkowodór. Wszystkie te niepożądane domieszki są usuwane w serii procesów oczyszczania. Oprócz gazu w procesie tym, zwanym destylacją węgla, powstaje koks. W procesie Lurgiego strumienie sprężonej pary i tlenu przepuszczane przez pokład rozżarzonego węgla przekształcają go w gaz generatorowy. Jest to stosunkowo niskokaloryczny gaz, składający się głównie z azotu, tlenku węgla i wodoru, wykorzystywany jako paliwo w przemyśle.

2. Gaz olejowy - pierwotnie gaz olejowy był wytwarzany z surowej ropy naftowej, lecz później stworzono metody pozyskiwania gazu z innych olejów. Gaz ten składa się z kilku węglowodorów, w tym metanu, acetylenu oraz benzenu. Jest dość czysty i bywa niekiedy mieszany z gazem koksowniczym.

3. Gaz ziemny - wiele państw posiada cenne złoża gazu ziemnego, z reguły występujące wraz z pokładami ropy naftowej. Od lat 40-tych XX wieku są one głównym źródłem gazu w USA. Niedługo potem także Europa, dzięki złożom pod powierzchnią Morza Północnego oraz Rosja, przeszły głównie na ten rodzaj gazu. Gaz ziemny składa się z metanu wraz z etanem oraz niewielkich ilości propanu, butanu i azotu (choć zawartość tego ostatniego może być stosunkowo duża, zależnie od złoża). Jego wartość opałowa jest znacznie wyższa niż gazu koksowniczego, co oznacza że spalenie danej masy gazu ziemnego da więcej energii niż spalenie tej samej masy gazu koksowniczego. Prowadzi to do komplikacji przy przestrajaniu sieci z gazu koksowniczego na ziemny. Jednym z rozwiązań jest zaazotowanie gazu tak, aby jego wartość opałowa zbliżyła się do wartości opałowej gazu koksowniczego. Inne polega na wymianie dysz palników gazowych we wszystkich urządzeniach u wszystkich odbiorców. Wiele rodzajów gazów oraz ich pochodne są używane nie tylko w celach opałowych i oświetleniowych, ale i jako surowiec do produkcji nawozów, tworzyw sztucznych i innych.

Dodatkowa uwaga - pierwszymi ludźmi, którzy użyli gazu do oświetlenia byli Chińczycy. Jednak na szerszą skalę wykorzystano gaz dopiero w dziewiętnastym wieku. Gaz wydobywany z dna morskiego jest przysyłany rurociągami z platform wiertniczych na wybrzeże. Tam oczyszcza się go i dodaje doń środki zapachowe (gaz ziemny jest bezwonny), aby można było wyczuć, kiedy się ulatnia.