気体燃料とは? 天然ガス・石炭ガス・発生炉ガス・木炭ガスとは?

私たちは、寒いときや料理をするときなど
物を燃やして温まったり、飲物や食物を熱くしたりしています。

このとき、熱をとるため燃やすのに必要なものが燃料です。




燃料としては、よく炭素や炭素の化合物が使われます。
これは、炭素と酸素が化合するときに
多量の熱をだすからです。

例えば、炭素12グラムと酸素32グラムが化合すると
二酸化炭素44グラムができますが同時にこのとき
約94キロカロリーの熱をだします。

1カロリーというのは、水で1グラムを14.5℃から15.5℃にするのに必要な熱の量です。

また、水素と酸素が化合するときにも熱が発生します。

このように、燃料には、酸化するときに多くの熱をだすものが利用されます。

燃料をその状態で分けると
気体燃料・液体燃料・固体燃料の3つに分けることができます。

気体燃料

気体燃料は、燃える気体を燃料として使うもので
管で配送でき、燃えたあとに固体のかすが残らないことがよい点です。

天然ガス

天然ガスには、いろいろな種類のものがありますが
どれも、メタンという炭素と水素の化合物が主な成分になっています。

天然ガスは、新潟県だと石油のでる地方や
千葉県などに、盛んにでています。

これらの地方では、天然ガスを管で導いて家庭で使ったり
また、ボンベにつめて遠い地方に送ったりしています。

石炭ガス

天然ガスは、でる地方がかぎられ
また、量もそう多くはないので
ふつう使われる気体の燃料は人工のものです。

その一つに石炭ガスがあります。

石炭を燃やすと、炎をあげて燃えますが
これは、熱せられた石炭から燃える気体がでるためです。

それで、石炭を蒸し焼きにすると
この燃える気体を集めることかできます。

これが石炭ガスで、主にメタンと水素などがまざったものです。

私たもの家庭で使う都市ガスは
主にこの石炭カスに、天然ガスやオイルガスを混ぜたものです。

石炭ガスをとったあとには
炭素を主成分とする固体が残ります。

これは、コークスとよばれる固体燃料です。



発生炉ガス

コークスを燃やすと、火の固まりになって燃えますが
コークスの量を多くして下のほうから空気を送り込み
強い火で燃やすと、二酸化炭素が窒素などと混ざって発生します。

これが発生炉ガスとよばれる気体燃料です。
このガスは、工場などで簡単につくれますが最近はほとんど製造しません。

木炭ガス

コークスのかわりに、木炭をたくさん詰めこんで
下から空気を送りながら燃やすと
やはり二酸化炭素と窒素の混ざったガスがでてきます。

これは、木炭ガスとよばれ
第二次大戦中に、日本で石油が不足したとき
自動車の燃料として使われたことがありましたが、今では使われていません。

水性ガス

コークスから発生炉ガスを
つくる場合、コークスの温度が1000℃以上になったときに
高温の水蒸気を吹き込むとコークスの炭素と
水蒸気が化合して一酸化炭素や水素のような、燃える気体がたくさんできます。

この混合気体を水性ガスといいます。

水性ガスは、燃料としても使われますが
水素をつくるときの原料にもなります。

プロパンガス

原油を蒸留したり、分解するときなどに
液化しやすいもえる気体ができます。

この気体の主成分は、プロパンという炭素と水素の化合物(炭化水素)です。

この気体がプロパンガスで、自動車の燃料や
家庭の台所の燃料として、ボンベに詰めて使われています。







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