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          燃氣分類


             燃氣可分為天然氣、液化石油氣、人工煤氣、沼氣等。其中,天然氣一般可分為氣田氣、油田伴生氣、凝析氣田氣、煤層氣、礦井氣;人工煤氣可分為固體燃料干餾煤氣、固體燃料氣化煤氣、油制氣等。國內作為城市燃氣的有天然氣、液化石油氣、人工煤氣。

             一、天然氣


             天然氣無色、無味、無毒且無腐蝕性,主要成分以甲烷為主。天然氣是指天然蘊藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物(從能量角度出發的狹義定義),主要存在于油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中。天然氣是非常與煤炭、石油等能源相比,天然氣在燃燒過程中產生的能影響人類呼吸系統健康的物質極少,產生的二氧化碳僅為煤的40%左右,產生的二氧化硫也很少。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產生,具有使用安全、熱值高、潔凈等優勢。

             1、天然氣的主要成分

             天然氣的主要成分以飽和烴為主,主要是甲烷,乙烷、丙烷、丁烷、戊烷含量不多,庚烷以上含量極少。另外還有少量非烴類氣體一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氫氣、硫化氫、水蒸氣及微量的惰性氣體氦(He)、氬(Ar)。

             2、天然氣的沸點
             天然氣中主要成分甲烷的沸點是-162.6oC,天然氣的沸點是-162.49 oC。由于天然氣的沸點很低,天然氣很難被液化。天然氣一般以氣態儲存和運輸。

             小提示:沸點是指101,325Pa壓力下液體沸騰時的溫度。


             3、天然氣的分類

             天然氣一般可分為五種:

             ①純天然氣:從地下開采出來的氣田氣為純天然氣;
             ②石油伴生氣:伴隨石油開采一塊出來的氣體稱為石油伴生氣;
             ③礦井瓦斯:開采煤炭時采集的礦井氣;
             ④煤層氣:從井下煤層抽出的礦井氣;
             ⑤凝析氣田氣:含石油輕質餾分的氣體。

             4、天然氣的用途

             天然氣作為一種清潔的能源,被廣泛應用于社會的各行各業:

             主要可用于發電,以天然氣燃料的燃氣輪機電廠的廢物排放量大大低于燃煤與燃油電廠,而且發電效率高,建設成本低,建設速度快;另外,燃氣輪機啟停速度快,調峰能力強,耗水量少,占地省。


             天然氣也可用作化工原料。以天然氣為原料的化工生產裝置投資省、能耗低、占地少、人員少、環保性好、運營成本低。


             天然氣廣泛用于民用及商業燃氣灶具、熱水器、采暖及制冷,也可用于造紙、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行業,還可用于廢料焚燒及干燥脫水處理。


             天然氣汽車的廢氣排放量大大低于汽油、柴油發動機汽車,不積碳,不磨損,運營費用低,是一種環保型汽車。

             5、液化天然氣(LNG)
             天然氣在1標準大氣壓下,冷卻至約-162℃時,天然氣由氣態轉變成液態,稱為液化天然氣(Liquefied Natural Gas,縮寫為LNG)。LNG無色、無味、無毒且無腐蝕性,其體積約為同量氣態天然氣體積的1/600,LNG的重量僅為同體積水的45%左右。

             6、壓縮天然氣(CNG)
             壓縮天然氣(Compressed Natural Gas,簡稱CNG)是天然氣加壓到20MPa (超過3,600磅/平方英寸)以上并以氣態儲存在容器中。CNG與管道天然氣的組分相同。CNG可作為車輛燃料使用,以CNG為燃料的車輛叫做NGV(Natural Gas Vehicle)。


             二、液化石油氣(LPG)  

             液化石油氣(Liquefied Petroleum Gas,簡稱LPG)是以凝析氣田氣、石油伴生氣或煉廠氣為原料,經加工而得的可燃物。主要組分為丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。此外尚有少量戊烷及其它雜質。氣態液化石油氣熱值為93MJ/Nm3左右;液態液化石油氣熱值為46MJ/Nm3左右。
               
           1、液化石油氣的特性
           (1)易揮發性
            鋼瓶內的液化石油氣,若以液體狀態流出,則會變成約250~300倍的氣體而擴散。
           (2)氣體狀態的比重大
            液化石油氣的氣體比空氣重1.5~2.0倍。在空氣中象水一樣,流向低洼處而存滯下來,可隨風吹散。
           (3)火焰顏色
            液化石油氣正常燃燒時是淺藍色的無煙火焰。若火焰發黃有煙,說明一次空氣量不足。此時液化石油氣沒有完全燃燒,燃燒生成的一氧化碳會使人中毒。所以,使用液化石油氣時必須注意調節進氣量,觀察火焰的顏色。
           (4)溶解性
            液化石油氣會使橡膠軟化,使石油產品溶解。所以軟管要求用特制的耐油膠管,不能使用一般膠管。
           (5)燃燒產物
           液化石油氣燃燒后產生大量的二氧化碳和水蒸氣。燃燒不充分時產生有毒的一氧化碳。所以在燃氣具使用時要保證適當的通風換氣。
           (6)易燃易爆性
            液化石油氣的爆炸極限約為1.5~9.5%,泄漏時較容易達到下限濃度,容易引起爆燃、爆炸。
           (7)汽化潛熱較大
            液化石油氣的汽化潛熱較大,氣化時吸收大量熱量,液態接觸到皮膚容易引起凍傷。所以,工作時要穿好工作服、做好勞動保護。
            2、液化石油氣的危險特性
           (1)易燃
           液化石油氣液體為甲A類火災危險性液體,液化石油氣氣體為甲類火災危險性氣體。該物質閃點低,極易燃,在空氣中只需要很小的點火能量(約0.4J,即鞋釘與地面摩擦所產生的能量)即可被引燃。一經點燃,將產生迅猛的混合燃燒。
           (2)易爆
           丙烷、丁烷的氣體與空氣混合物的爆炸下限均較低,在2%左右,發生爆炸的危險性最大。另外,1m3的液化石油氣液體可氣化為約250 m3的液化石油氣氣體,這些氣體若擴散到大氣中,又可形成2500~12500 m3的爆炸性混合氣體,如果遇到火源,將在較大空間內發生強烈的爆炸,爆炸速度可達到2000~3000m/s。
          (3)易蒸發
          液化石油氣液體,屬于液化烴,它的沸點很低,在常溫下具有較大的蒸氣壓,容易通過蒸發產生引起燃燒所需的最低限度的蒸氣量,從而增大了火災危險性。
          此外,液化石油氣液體的蒸氣壓,隨溫度上升時增加得很快,例如,當溫度從15℃上升到50℃時,純液化丙烷的蒸氣壓從740kpa增加到了1760kpa,大大超出一般可燃液體的增長速度。這就要求保證儲罐、鋼瓶具有合理的充裝系數,嚴禁超量充裝。否則,當氣溫突變、急劇上升時,有可能發生設備脹裂和物料泄漏事故。
          (4)易泄漏、擴散
           液化石油氣的裝卸、儲運作業都是在壓力狀態下進行的,加之上述物質具有粘度小、易流淌的特點,在生產過程中,容易發生泄漏事故。液化石油氣一旦泄漏,在環境溫度下,將迅速氣化、體積急劇膨脹、與空氣混合、向周圍擴散,遇明火爆炸。
          (5)易積聚
           液化石油氣氣體比重比空氣大,容易滯留在地表、水溝、下水道、電纜溝及凹坑低洼處,并貼著地面沿下風向擴散到遠處,延綿不斷,往往在預想不到的地方遇火而引起大面積的爆炸或火災事故。
          (6)易產生靜電
           液化石油氣在管道、泵、閥門等設備內流動時,易產生和積聚靜電。液化石油氣氣體發生小孔徑噴射時,因流速極快,可以產生高電位靜電。特別是當氣體中含有其他微粒物質時,其靜電危險性更大。靜電放電是導致火災爆炸事故的一個重要原因。
          (7)受熱易膨脹
           液化石油氣的膨脹系數很大。在15℃時,液化丙烷和液化丁烷的體積膨脹系數分別是水的16和11倍。因此,如果容器或者管道內的該類液體盛裝的過多,在溫度升高到一定程度時,就有可能因液體膨脹造成設備破裂和液體泄漏,進而引發火災爆炸事故。
          (8)雜質的危害
           液化石油氣中常含有硫化氫及水分等雜質,這些雜質對儲罐、管道產生腐蝕作用,降低儲罐、管道的安全性能,埋下事故隱患。
          (9)毒性
           液化石油氣雖然屬于微毒類物質,但當空氣中液化石油氣的濃度較高時,仍可能使暴露人員出現頭暈、頭痛、嗜睡、惡心、嘔吐等癥狀,尤其在H2S含量超標時,除表現為麻醉、昏迷狀態外甚至發生意識喪
          失,以致死亡。

           3、液化石油氣的運輸
          液化石油氣的運輸可分為管道運輸、鐵路罐車運輸和汽車槽車運輸以及槽船運輸等。

           4、液化石油氣的供應形式
          液化石油氣可通過瓶裝供應方式、管道供應方式等方式進行供應。其中提供給用戶也有兩種方式:方式一,液化氣通過自然氣化或強制氣化后通過管道供應用戶;方式二,液化氣經強制氣化并與空氣混全后通過管道供應用戶。

            三、人工燃氣
            人工燃氣又分為煤制氣和油制氣兩種。
            1、煤制氣
            氣化煤氣:將其原料煤或焦碳放入工業爐(發生爐、水煤氣爐等)里燃燒,并通入空氣、水蒸氣,使其生成以一氧化碳和氫為主的可燃氣體。
           干餾煤氣:把煤放在工業爐(焦爐和武德爐等)里隔絕空氣加熱,使之煤發生物理化學變化的過程叫干餾。加熱后提出可燃氣經凈化處理還可得到焦油、氨、粗苯等化工產品,爐內存有的是焦碳。
            2、油制氣
            重油制氣:也可稱油制氣,將原料重油放入工業爐內經壓力、溫度及催化劑的作用,重油即裂解,生成可燃氣體,副產品有粗苯和堿渣等。
             
           四、沼氣(生物氣)  
           沼氣各種有機物質在隔絕空氣的條件下發酵,在微生物作用下經生化作用產生的可燃氣體,亦稱生物
          氣。其主要由甲烷和二氧化碳,還有少量氮和一氧化碳。熱值約為22MJ/Nm3。

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