Как и из чего делают газировку? описание, фото и видео

Добыча — метан

Добыча метана как полезного ископаемого осуществляется двояко.
 

Возможна ли рентабельная добыча метана угольных месторождений.
 

Такой рост добычи метана даже при отмене налоговых льгот в 1994 г. объясняется уникальностью месторождений и совершенствованием технологий, резко повышающих продуктивность скважин.
 

В США стоимость добычи метана из угольных пластов составляет 40 — 65 долл. При этом велики затраты на проведение гидроразрыва угольного пласта и кавитацию в забое скважины; по американским данным, они достигают 30 — 35 долл.
 

Практика США показала, что добыча метана на угольных месторождениях является прежде всего инженерной задачей, решение которой в значительной степени зависит от свойств угле-породных толщ как резервуаров газа.
 

По состоянию на 1988 г. добыча метана из угольных пластов в промышленных количествах зафиксирована во всех приведенных в табл. 28 бассейнах.
 

Остановимся более детально на результатах промысловой ( заблаговременной) добычи метана.
 

Лио Рэнни добычи метана из пластов каменного угля горизонтальными скважинами, проводимыми из шахт и штреков. Для извлечения метана из угля Рэнни применяет вакуум на пласт.
 

В значительных количествах метан также содержится в коксовом, крекинг-газе и других искусственных газах. Вопрос об увеличении добычи метана из этих газов, по-видимому, должен получить промышленное решение в ближайшее время.
 

Большой интерес представляет взаимосвязь между числом метанодобывающих скважин и объемами извлеченного метана. При этом характерно то, что добыча метана в угольных бассейнах Сан-Хуан ( штаты Колорадо и Нью-Мексико) и Блэк Ворриор ( штат Алабама) составила в 1994 г. 95 % общей добычи угольного метана в США, а в 1996 г. — 90 %, что подчеркивает уникальность месторождения в бассейне Сан-Хуан.
 

Существует ряд методов, когда углекислый газ закачивается в продуктивный пласт ( нефтяной или газовый) для повышения нефтегазо-отдачи. Углекислый газ идеален для повышения дебитов газа, нефти, а также при добыче метана из угольных пластов.
 

Были исследованы четыре типа прогрессивных технологий производства нефти и газа. Разработка технологий повышения нефтеотдачи пластов, получения топлива из нефтеносных сланцев и битуминозных пород, повышения газоотдачи пластов и добычи метана из зон геодавления проводится главным образом странами Северной Америки в связи с тем, что такие ресурсы размещены в основном в этом регионе.
 

Следующая ступень повышения энергетической эффективности процесса огневой отработки пласта состоит в обогащении очищенного генераторного газа ( ОГГ) угольным метаном. В работе обоснованы пропорции смешения ОГГ с угольным метаном. Ограничением потока угольного метана являются максимальные дебиты скважин по добыче метана.
 

Темпы бурения ГС в США остаются высокими — около 1000 скважин в год. Остальные 14 % ГС пробурены в различных формациях для предотвращения образования конусов воды и газа ( Аляска, Калифорния, побережье Мексиканского залива), для разработки месторождений, приуроченных к ниагарским рифам, для добычи метана из тонких угольных пропластков ( Колорадо, Нью-Мексико, Пенсильвания) и др. Около 90 % всех ГС США пробурено в карбонатных породах.
 

Процесс добычи голубого топлива

Предшествующим добыче газа, является процесс геологоразведочных работ. Они позволяют точно определить объем и характер залегания месторождения. В настоящее время применяется несколько методов разведки.

Гравитационный – основывается на вычислении массы горных пород. Для газосодержащих слоев характерна значительно меньшая плотность.

Магнитный – учитывает магнитную проницаемость породы. Посредством проведения аэромагнитной съемки возможно получить полную картину залежей глубиной до 7 км.

Цель данной методики

Сейсмический – используются излучения, отражающиеся при проходе сквозь недра. Это эхо способны уловить специальные измерительные приборы.

Геохимический – изучаются состав подземных вод с определением содержания в них веществ, сопутствующих газовым месторождениям.

Бурение – наиболее эффективный метод, но в то же время самый дорогостоящий из перечисленных. Поэтому до его использования требуется предварительное изучение горных пород.

Способы бурения скважин для добычи природного газа

После того как месторождение определено и оценены предварительные объемы залежей, приступают непосредственно к процессу добычи газа. Производят бурение скважин на глубину размещения яруса полезного ископаемого. Чтобы равномерно распределить давление поднимающегося голубого топлива, скважину выполняют лесенкой либо телескопически (как подзорная труба).

Скважина укрепляется посредством обсадных труб и цементируется. Для равномерного снижения давления и ускорения процесса добычи газа, бурится сразу несколько скважин на одном месторождении. Подъем газа через скважину осуществляется естественным образом – газ перемещается к зоне меньшего давления.

Поскольку после добычи газ содержит различные примеси, следующим этапом является его очистка. Для обеспечения этого процесса вблизи месторождений строят соответствующие промышленные мощности по очистке и переработке газа.

Система очистки природного газа

Добыча с использованием угольных шахт

Угольные пласты содержат большое количество метана, добыча которого не только позволяет получить голубое топливо, но и обеспечить безопасную эксплуатацию предприятий по угледобыче. Подобный способ повсеместно применяется в США.

Основные направления использования и переработки метана

Метод гидроразрыва

При добыче газа данным методом по скважине нагнетается поток воды или воздуха. Таким образом, происходит вытеснение газа.

Этот способ может вызвать сейсмическую неустойчивость разрушенных пород, поэтому он запрещен в некоторых государствах.

Особенности подводной добычи

Добыча газа на Киринском месторождении впервые в России осуществляется с помощью подводного добычного комплекса

Газовые запасы присутствуют, кроме суши, и под водой. В нашей стране обширные подводные месторождения. Подводная добыча выполняется с применением тяжелых гравитационных платформ. Они располагаются на основании, опирающемся на морское дно. Бурение скважин производится колоннами, располагаемыми на основании. На платформах размещаются емкости для хранения извлеченного газа. Далее он транспортируется на сушу через трубопровод.

Данные платформы предусматривают постоянное нахождение людей, выполняющих обслуживание комплекса. Численность может составлять до 100 человек. Эти объекты оборудуются автономным энергоснабжением, площадкой для вертолетов, помещениями персонала.

При расположении залежей вблизи берега, скважины выполняются наклонно. Они начинаются на суше, уходя основанием под шельф моря. Добыча газа и его транспортирование выполняется стандартным порядком.

Технологический процесс добычи природного газа

Основное оборудование для добычи природного газа – это буровой станок. Он представляет собой долото, подвешенное на канате, который то опускали, то поднимали благодаря вороту. Их называли ударно-канатными машинами. Но сейчас такие машины уже практически не используются: они медленно пробивают отверстие в камне, при этом много энергии расходуется впустую.

Более выгодный и быстрый другой метод бурения — роторный, при нем скважина высверливается. К специальной ажурной четырехногой вышке из металла высотой 20-30 метров подвешена стальная толстая труба. Она вращается с помощью ротора. На нижнем конце этой трубы находится бур. Постепенно, по мере увеличения глубины скважины, трубу удлиняют. Для того чтобы разрушенная порода не забивала скважину, то в нее через трубу с помощью насоса нагнетают специальный глинистый раствор. И этот раствор промывает скважину, удаляет из нее вверх по щели между стенами и трубой скважины разрушенные песчаник, глину, известняк. Плотная жидкость одновременно поддерживает стенки скважины, и не дает им обрушиться.

Но у роторного бурения есть свои минусы. Чем глубже будет скважина, тем труднее работать двигателю ротора, и тем медленнее будет происходить бурение. Но со временем та вода, которая лишь вымывала разрушенную породу из скважины, начала и вращать бур. Сейчас до того как достигается дно скважины, этот глинистый раствор вращает турбину, которая прикреплена к буровому оборудованию.

Этот инструмент назвали турбобуром, усовершенствовали, и сейчас опускают в скважину несколько турбин, которые насажены на один общий вал. Природный газ на поверхность земли поднимается благодаря естественной энергии — стремления в зону с самым меньшим давлением. Так как газ, который получен из скважины, имеет большое количество примесей, то сначала он отправляется на обработку. Возле некоторых месторождений сооружаются установки комплексной подготовки газа, и тогда газ из скважин сразу же отправляется на газоперерабатывающий завод.

Бурение – это основная работа при добыче газа. Газ не требует отделения от окружающего массива взрывчаткой или машинами, не требует поднятия на поверхность земли в вагонетках или конвейером.

Кроме бурения скважин, газ можно получить и методом добычи «вслепую». Газ заключен в очень мелкие поры, ими обладают некоторые горные породы. Природный газ находится на глубине от 1000 метров до нескольких километров. После того, как проведены геологоразведочные работы, когда известно, где расположены залежи, начинается процесс добычи газа, извлечение его из недр, сбор и подготовка к транспортировке.

Транспортировка природного газа на нефтеперерабатывающие заводы и электростанции осуществляется по автомобильным и железным дорогам, газ перевозят в танкерах или в цистернах. Но часто газ можно подавать по трубам на любые расстояния. Газопроводы, представляющие собой магистрали из стальных труб, которые уложены не очень глубоко в земле, могут протягиваться на тысячи километров.

Теория «Шипучки»

Перед тем, как пытаться сделать газированную воду в домашних условиях, необходимо разобраться с ее составом. Из чего делают привычные для нас «Фанту», «Спрайт» или напиток «Байкал»? Если выкинуть из списка все вещества со страшной приставкой «Е» — консерванты, красители, усилители вкуса и канцерогены, то останется не так уж много ингредиентов: обычная фильтрованная вода и углекислый газ. Последний как раз и несет ответственность за создание шипучки. СО2 не растворяется и не тонет в воде, более того, он способен придать напитку характерный кисловатый привкус.

Именно по такому принципу работы были построены небезызвестные автоматы газированной воды в Советском Союзе. Помните эти примечательные устройства, где стаканчик минералки или воды с сиропом можно было купить всего лишь за 3 копейки? Внутри этих машин стоял обычный баллон с углекислородом.

Сегодня приготовить шипучий напиток можно при помощи стационарных домашних устройств — сифонов. Строятся они из трех компонентов: пластикового корпуса, баллона с СО2 и емкости для воды. Наливаешь в бутылку обычную отфильтрованную воду, ввинчиваешь ее в прибор, нажимаешь на старт — и минеральная вода с газом готова! Что удивительно — количество пузырьков также контролируется вами.

Как правильно разбавить спирт?

Но даже если такого устройства у вас нет, а деньги на его покупку тратить жалко, не переживайте — есть несколько вариантов приготовления газированного напитка. И о них пойдет речь далее.

Первый и самый доступный из вариантов — сделать шипучку при помощи химической реакции уксуса и соды. Кстати, таким способом народные умельцы в домашних условиях делают летающие шарики, которые в магазинном варианте наполнены гелием. Хотя, по правде сказать, перед тем как насладиться газированным напитком, придется немного потрудиться, а то и призвать на помощь мужа.

Состав и необходимые материалы:

• 2 пластиковые бутылки с крышкой;
• прозрачная трубка;
• ножницы;
• бумажные полотенца;
• уксус;
• сода для выпечки;
• немного воды;
• дрель.

Описание процесса приготовления:

При помощи дрели сделайте по центру каждой крышки отверстия под трубочку.

Возьмите трубку и срежьте под углом кончики с каждой стороны, чтобы ее легче было просунуть в бутылку.

Придерживая конец трубочки, аккуратно просуньте ее в отверстие крышки. Один конец опустите на несколько сантиметров в бутылку, второй — практически до самого дна.

Налейте напиток, который хотите загазировать, в одну из бутылок. Вторую емкость на 1/3 наполните уксусом.

Оторвите кусочек бумажного полотенца и насыпьте по центру 1 ст. л. соды. Заверните бумагу в конвертик и опустите в бутылку с уксусом.

Плотно закрутите крышки на обеих бутылках и подождите, пока закончится реакция.

Затем бутылку с уксусом можно выкинуть, а газированный напиток налить в стакан и наслаждаться его вкусом.

Этот всемирно известный напиток, вопреки бытующему мнению, был изобретен вовсе не в США, а в Германии в военный период. Тогда из-за наложенного Гитлером эмбарго ввоз сиропа для приготовления «Кока-колы» стал невозможным и ученый-химик Макс Кайт придумал новый напиток, который состоял из яблочных отходов и сыворотки. Прошло время, сменились технологии, и сегодня «Фанта» поставляется покупателям уже с апельсиновым вкусом.

Если ваши дети очень любят подобное лакомство, предлагаем немного побаловать их. Как сделать апельсиновую шипучку в домашних условиях, вы узнаете из рецепта ниже.

Приготовление:

Заранее подготовьте все необходимые ингредиенты плюс небольшую эмалированную кастрюльку.

На мелкой терке снимите цедру с одного апельсина и добавьте ее к другим ингредиентам в сотейник.

• На медленном огне отварите из полученной смеси густой сироп и остудите его.
• Выжмите в стакан сок из оставшихся апельсинов и процедите туда же готовый остывший сахарный сироп.

• Наберите в двухлитровую бутылку чистую отфильтрованную воду так, чтобы она была заполнена примерно на 2/3.
• Тоненькой струйкой всыпьте в бутылку дрожжи, предназначенные для производства сидра. Купить такие можно в отделах кулинарии.

Теперь туда же добавьте сахарный сироп, смешанный с соком апельсина.

• Закройте крышку и энергично потрусите бутылку. Оставьте емкость настаиваться при комнатной температуре сроком от 12 до 48 часов.
• По истечении указанного времени напиток можно слегка охладить и разлить по стаканам, украсив долькой апельсина.

Способ получения

СПГ получают из природного газа путём сжатия с последующим охлаждением. При сжижении природный газ уменьшается в объёме примерно в 600 раз. Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5—12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень. Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия. Процесс сжижения, таким образом, требует значительного расхода энергии, до 25 % от её количества, содержащегося в сжиженном газе.

В процессе сжижения используются различные виды установок — дроссельные, турбодетандерные, турбинно-вихревые и пр.

Устройство завода по производству СПГ

Как правило, завод по сжижению природного газа состоит из:

• установки предварительной очистки и сжижения газа;
• технологических линий производства СПГ;
• резервуаров для хранения;
• оборудования для загрузки на танкеры;
• дополнительных служб для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения.

Технология сжижения

Процессы сжижения больших заводов СПГ:

• AP-C3MR — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• AP-X — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• AP-SMR (Single Mixed Refrigerant) — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• Cascade — ConocoPhillips
• MFC (mixed fluid cascade) — Linde
• PRICO (SMR) — Black & Veatch
• DMR (Dual Mixed Refrigerant)
• Liquefin — Air Liquide