A expressão gás combustível define qualquer gás capaz de liberar energia térmica por meio de combustão .
Na linguagem cotidiana, o termo “ combustível ” é muitas vezes reservado para produtos usados para aquecimento ( madeira , carvão , produtos petrolíferos , etc.).
Na verdade, esse qualificador se aplica a qualquer composto capaz de se unir a um oxidante (quase sempre o oxigênio do ar) e de ser consumido.
No primeiro sentido , “ combustíveis são produtos cuja combustão na presença de ar em queimadores , lareiras , fornalhas ou caldeiras fornece energia térmica ” . É usado no setor doméstico e comercial ( aquecimento , cozinha , às vezes iluminação ), na indústria (aporte de calor em reações químicas endotérmicas, produção de vapor e eletricidade ) ou na agricultura ( secagem de safras ).
Os combustíveis distinguem-se dos combustíveis que se destinam à produção de energia mecânica no motor .
Os combustíveis se enquadram em três categorias principais, de acordo com seu estado físico usual. Assim, distinguimos:
A cada estado corresponde:
O segundo significado mais amplo abrange obviamente um maior número de substâncias, cuja vocação na indústria não é necessariamente ser queimada para produzir energia. Neste caso, o nome combustível refere-se às propriedades químicas, precauções de manuseio e armazenamento.
Os chineses começaram a usar gás natural como combustível e fonte de luz para IV ª século aC. AD . Furo sistemática para a extracção da salmoura para o I r século aC. AD ( Dinastia Han ) levou à descoberta de muitos "poços de fogo" em Sichuan que produziam gás natural. Conforme relatado, este resultou da II ª século aC. AD , uma busca sistemática por gás natural. A salmoura e o gás natural foram conduzidos juntos por tubos de bambu . De pequenos poços, o gás podia ser canalizado diretamente para os queimadores ou a salmoura era despejada nos tanques do evaporador de ferro fundido para ferver e produzir sal. Mas o gás denso e acre retirado de profundidades de cerca de 2.000 pés teve que ser misturado com o ar primeiro, por medo de uma explosão. Para remediar isso, os chineses primeiro conduziram o gás para um grande tanque de madeira de formato cônico, colocado 3 m abaixo do nível do solo, de onde outro duto trazia o ar. O que transformou o tanque em um grande carburador. Para evitar incêndios causados por uma onda repentina de gás, um "Sky Push Pipe" adicional foi usado como sistema de exaustão.
Na EuropaO primeiro cientista conhecido a descrever a produção de hidrogênio foi o suíço Paracelsus ( 1493 - 1541 ). Ele fez essa descoberta derramando vitríolo sobre o pó de ferro , mas não entendeu a natureza exata do gás liberado durante o experimento .
Em 1610 , Jean-Baptiste Van Helmont , cientificamente demonstrou a existência de "gases", como ele os chamou, e reconheceu vários deles. Ele identifica um deles, o "gás selvagem" ( dióxido de carbono ) que resultava da combustão do carvão , ou da ação do vinagre sobre certas pedras, ou da fermentação do suco de uva . Para Van Helmont, o gás constitui o conjunto de “exalações” das quais o ar é o receptáculo.
Em 1766 , Henry Cavendish , o primeiro, determinou a natureza do gás hidrogênio que designou com o nome de "gás inflamável" e que produziu com zinco , ácido e água . Priestley continuou os estudos de Cavendish e foi Antoine Lavoisier quem finalmente deu ao novo corpo o nome de hidrogênio .
Em 1776 , Alessandro Volta descobriu o metano ao se interessar pelo " gás do pântano "
Em 1784 , Jan Pieter Minckelers (um dos descobridores do gás de iluminação ) publicou uma obra intitulada “ Memória sobre o ar inflamável extraído de diferentes substâncias ”. Pesquisa de Jean-Pierre Minckelers sobre o gás , o gás para os balões de gás cresce para implementar os seguintes materiais em experimentos de destilação em um cano aquecido de uma arma em uma forja:
Substâncias minerais : Carvão - Succina - Óleo de succina - Asfalto ou betume judaico - Ferro misturado com álcool de sal amoniacal - Flor de enxofre - Molibdênio ou chumbo preto - Limalha de ferro. Substâncias vegetais : Cânfora - Carvão de padeiro - Gengibre - Grãos de café não queimados - Breu - Terebintina - Óleo de calafetagem - Algodão - Carvão vegetal ou falso - Resina - Açúcar - Turfa holandesa - Madeira de faia, Azeite, Carvalho - Fuligem de chaminé, Turfa de brabante, Canudo. Substâncias animais : Gordura de ovelha - Óleo de baleia, Lã lavada, Lã oleosa - Cera branca - Azul da Prússia - Chifre de veado - Osso de ovelha
A extremidade do XVIII th leva século, cedo XIX th século na descoberta de iluminação a gás , a primeira aplicação prática dos gases combustíveis .
O gás manufaturado é aquele que foi fabricado a partir de 1785 , data de sua invenção em usinas de gás e coqueria , principalmente a partir do carvão . Eles são usados primeiro como gás de iluminação , depois como combustível para turbinas e motores , para aquecimento e também para cozinhar .
A maioria dos gases manufaturados conterá principalmente hidrogênio , metano e monóxido de carbono .
A história do gás manufaturado está ligada à história de nossas cidades e dos grandes grupos modernos de energia . O surgimento do gás iluminador e do gás manufaturado é o resultado da combinação de pesquisas e invenções do francês Philippe Lebon , do inglês William Murdoch e do alemão Frederick Albert Winsor .
Os gases manufaturados foram principalmente gás de carvão .
Experimentos foram tentados, muitas vezes com aplicações industriais, com os seguintes gases:
Em 1923 , o processo Fischer-Tropsch, patenteado pelos alemães Franz Fischer e Hans Tropsch , destinava-se na época ao aprimoramento do carvão . O processo é baseado na redução catalítica de óxidos de carbono pelo hidrogênio para convertê-los em hidrocarbonetos. Seu interesse é produzir uma mistura de hidrocarbonetos que é então hidrocracked ( hidroisomerizado ) para fornecer combustível líquido sintético (sinfuel) e gás, a partir do carvão.
Ocasionalmente, o termo gás de síntese ou gás de síntese (abreviação de gás sintético ) apareceu, o que inclui gases manufaturados e experiências modernas para criar gás sintético principalmente dos quatro elementos mais difundidos na natureza: carbono , oxigênio , hidrogênio e nitrogênio :
O uso do carvão, após o renovado interesse em meados da década de 1980, permanece totalmente marginal.
Contemporâneo dos gases manufaturados, o acetileno (a lâmpada de acetileno ) foi aplicado como iluminação pública em competição direta com o gás de carvão . Descoberto em 1836 por Edmund Davy , produzido industrialmente a partir de 1892 , o acetileno é usado cada vez mais marginal em lâmpadas de acetileno (ou lâmpadas de carboneto), na maioria das vezes meio de iluminação portátil. Também foi usado em aplicações de iluminação pública .
A luz de oxi-hidrogênio, também chamada de luz Drummond , é emitida por um bloco de material refratário levado à incandescência pela chama de uma tocha de oxi - hidrogênio (combinação do oxigênio e do hidrogênio ). A suavidade da luz de oxidrogênio e seu bom índice de reprodução de cor tornaram -na um meio de iluminação preferido em teatros e outros locais a partir de 1830 , mas a possibilidade disso foi discutida em 1868. uso de oxigênio em vez de gás de carvão como meio de iluminação pública .
Por volta de 1960 , o gás manufaturado enfrentou concorrência de outros combustíveis:
O gás está, portanto, atacando o mercado de aquecimento central , no qual o consumo de gás depende das variações sazonais e diárias de temperatura.
As empresas de gás agora são abastecidas com gás petroquímico , que é misturado ao gás de carvão :
No entanto, a disponibilidade de gás continua ligada à atividade de outras indústrias ( ferro e aço , petroquímica e carvão . A própria indústria do petróleo comercializa o GLP na forma líquida, sendo importante para a indústria do gás garantir seus serviços para manter o monopólio da distribuição do gás.
Em 1878 , a chegada da eletricidade ( lâmpada de arco e lâmpada incandescente ) Bell Tolls gás em suas aplicações de gás iluminante . A indústria do gás, que se formou em grandes grupos de energia, está se reorientando para outras aplicações de gás combustível .
De 1920 nos Estados Unidos e 1960 na Europa , o gás natural substituiu o gás manufaturado na maioria de suas aplicações. O gás de carvão ainda é usado como combustível no aço . Na França, a última planta de gás , a de Belfort , em Franche-Comté, será fechada em 1971
Os primeiros usos modernos do gás natural foram no nordeste dos Estados Unidos por volta de 1820 para iluminação pública .
Se o petróleo foi objeto de ampla exploração e uso industrial a partir da década de 1850 , o gás natural teria que esperar até a década de 1950 para despertar o interesse mundial. Pouco se sabia sobre suas reservas e recursos e mesmo sua produção fora dos Estados Unidos até o final da década de 1960 . O gás natural apareceu por muito tempo como uma fonte de energia de difícil aproveitamento. Seu comércio na forma liquefeita ( GNL ) só começou em 1964 em volumes muito modestos.
O uso de gás natural está, portanto, se espalhando por todo o mundo e gradualmente suplantando o gás de carvão . No entanto, muito raramente será usado para fins de iluminação , o gás manufaturado foi destronado a partir de 1880 pela eletricidade .
O gás natural exigirá ajustes especiais em toda a sua rede de distribuição, dispositivos de aquecimento e outros, método de armazenamento e transporte: dutos , gasodutos , navios e porto de GNL .
Na Europa, foi a descoberta das primeiras jazidas na França e na Holanda ( Lista de campos de gás (en) ) bem como o desenvolvimento de métodos de transporte de longa distância que permitiram a expansão do gás natural:
Pensamos muito rapidamente em transportar o gás de Hassi R'Mel para o Saara de barco .
O gás natural ainda é composto principalmente por metano e resultante da desintegração de antigos organismos vivos.
A distinção é feita de acordo com sua origem, sua composição e o tipo de reservatórios em que se encontram:
A amônia é relativamente não inflamável; além disso, forma misturas explosivas com o ar. No entanto, os dados experimentais mostram características específicas desta substância: seu LEL (18% em volume no ar) e seu LSE (25% em volume no ar) são muito semelhantes, a energia necessária para o início de uma explosão é alta e a a violência é menor do que a explosão de outros gases combustíveis. Como tal, alguns autores consideram-no “incombustível”.