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天然气

天然气是指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等)。而人们长期以来通用的“天然气”的定义,是从能量角度出发的狭义定义,是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中,通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主,并含有非烃气体。

天然气
天然气成分

天然气成分主要由甲烷(85%)和少量乙烷(9%)、丙烷(3%)、氮(2%)和丁烷(1%)组成,又称“沼气”。此外一般含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体,如氦和氩等。天然气主要由气态低分子烃和非烃气体混合组成。

  天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称,比重约0.65,比空气轻,具有无色、无味、无毒之特性

  在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。甲烷是最短和最轻的烃分子。

  有机硫化物和硫化氢是常见的杂质,在大多数利用天然气的情况下都必须预先除去。含硫杂质多的天然气用英文的专业术语形容为"sour(酸的)"。天然气在送到最终用户之前,为助于泄漏检测,还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。

  天然气主要用途是作燃料,可制造炭黑、化学药品和液化石油气,由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。也用于制造乙醛、乙炔、氨、碳黑、乙醇、甲醛、烃类燃料、氢化油、甲醇、硝酸、合成气和氯乙烯等化学物的原料。

  天然气被压缩成液体进行贮存和运输。煤矿工人、硝酸制造者、发电厂工人、有机化学合成工、燃气使用者、石油精炼工等有机会接触本品。主要经呼吸道进入人体。属单纯窒息性气体。浓度高时因置换空气而引起缺氧,导致呼吸短促,知觉丧失;严重者可因血氧过低窒息死亡。高压天然气可致冻伤。不完全燃烧可产生一氧化碳。 


天然气优点


  1、绿色环保

天然气是一种洁净环保的优质能源,几乎不含硫、粉尘和其他有害物质,燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料,造成温室效应较低,因而能从根本上改善环境质量。

  2、经济实惠

天然气与人工煤气相比,同比热值价格相当,并且天然气清洁干净,能延长灶具的使用寿命,也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气,供应稳定,能够改善空气质量,因而能为该地区经济发展提供新的动力,带动经济繁荣及改善环境。

  3、安全可靠

天然气无毒、易散发,比重轻于空气,不宜积聚成爆炸性气体,是较为安全的燃气。

  4、改善生活

随着家庭使用安全、可靠的天然气,将会极大改善家居环境,提高生活质量。


天然气成分
天然气热值

燃气热值


  一定体积或质量的燃气所能放出的热量称为燃气的发热量,也称为燃气的热值。其常用单位有千卡/标准立方米(kcal/Nm³)、千焦耳/标准立方米(KJ/Nm³)或兆卡/标准立方米(Mcal/Nm³)、兆焦耳/标准立方米(MJ/Nm³),以兆焦耳/标准立方米(MJ/Nm³)最为常用。

  

燃气热值分为高热值和低热值:


  1.高热值是指单位燃气完全燃烧后,其烟气被冷却到初始温度,其中的水蒸气以凝结水的状态排出时,所放出的全部热量。

  2.低热值是指单位燃气完全燃烧后,其烟气被冷却到初始温度,其中的水蒸气以蒸气的状态排出时,所放出的全部热量。

  完全燃烧是指燃烧产物为二氧化碳和水等不能再进行燃烧的稳定物质。

  

燃气值不是越高越好

  1.地方燃气公司的燃气来源于天然气长输管道中的管输天然气,燃气公司其在供气合同中就对管输天然气的热值作出了一定的要求,从这可以看出不是越高越好。

  2.燃气的热值是决定燃气价格的重要因素,同等热负荷下热值升高,居民耗气量减少。但是燃气公司从管道公司购买热值较高天然气的时候,其购买的气源价格也会比低热值的天然气价格要高。即便是耗气量减少,但是燃气的价格会上涨,居民用起来也不一定是省钱。

  3.热值高了之后,总热负荷不变情况下,所需耗气量减少。但是燃气是直接通过家里的燃气具燃烧的,燃气具都是根据一定的热值有固定的设计值,热值升高太多之后,耗气量减少太多,可能会低于燃气具额定的燃气流量值,这样也就是说会偏离额定工况,可能会影响热效率,燃气燃烧不完全,得不到有效利用,也会造成污染。

  燃气的高、低位热值通常相差为10%左右。燃气燃烧时要产生水蒸气,这些水蒸气要冷却到燃烧前的燃气温度时,不但要放出温差间的热量,而且要放出水蒸气的冷凝热,所以,高位热值减去水蒸气的冷凝热就是低位热值。在实际燃烧时,水蒸气并没有冷凝,冷凝热得不到利用,这是影响通过实验的形式测定热值的重要因素。

  日本和大多数北美国家习惯于使用燃气的高位热值,我国和大多数欧洲国家习惯于用低位热值

  燃气热值理论上可以用于所有的可燃气体,但实际上更多地用于人工煤气、天然气和管道液化石油气领域,是城市燃气分析中的重要指标。随着西气东输工程的快速拓展,燃气热值指标也正在成为重要的民生指标。

  

卡路里和焦耳的换算


  1卡(cal)=4.1868焦耳(J)   1大卡=4186.75焦耳(J)

  1大卡=1000卡=4200焦耳=0.0042兆焦。

  1度=1千瓦时  根据W=Pt=1千瓦*1小时=1000瓦*3600秒=3600000焦耳。


各种能源热值比较


  1.天然气是地下天然形成,主要成分甲烷

  热值为:8000-8500Kcal/m³

  价格:3-4.5元/m³

  燃烧效率:80%-85%


  2.液化石油气 是石油提炼产生,主要成分丙烷,丙烯,丁烷,丁烯

  热值为:25000Kcal/m³

  价格:15-18元/m³

  燃烧效率:80%-85%


  3.焦炉煤气是煤经干馏或汽化产生,主要成分氢气、一氧化碳、甲烷等

  热值为:3600Kcal/m³

  价格:2元/m³

  燃烧效率:70%


  4.煤

热值为:5000-7000Kcal/KG

  价格:1000-1200元/吨

  燃烧效率:不同锅炉间差异很大30%-90%


  5.柴油

  热值为:9600Kcal/m³

  价格:8.5元/Kg

  燃烧效率:80%


  6.电

热值为:860Kcal/KWh

  价格: 民用0.5元/KWh    商用0.87-1.0元/KWh

  电锅炉热效率:90%-95%


天然气密度
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