天然气的原理

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1、天然气的原理天然气的原理我国居民管道燃气价格约我国居民管道燃气价格约 3.5 元元/立方米，因每立方米约等于立方米，因每立方米约等于 0.5548kg，因此天然气的价格约等于，因此天然气的价格约等于 6.3086 元元/kg。 常温、常压下甲烷的密度为 0.7174kg/m3，相对密度为 0.5548。天然气的密度一般为 0.75 kg/m30.8kg/m3，相对密度一般为 0.580.62。天然气的密度与温度、压力及天然气的组成有关， 通常情况下，其密度变化范围为 0.550.90kgm3。天然气的相对密度是天然气的密度与标准状 态(0，101.325kPa)下的空气密度的比值. 一、天然气

2、 天然气是指动、植物遗体通过生物、化学及地质变化作用，在不同条件下生成、转移，并在一定 压力下储集，埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体。其主要成分是饱和烃，以甲烷为主，乙 烷、丙烷、丁烷、戊烷含量不多，也含有少量非烃类气体，如一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、 硫化氢、水蒸气及微量的惰性气体氦、氩等。 1. 密度和相对密度 常温、常压下甲烷的密度为 0.7174kg/m3，相对密度为 0.5548。 天然气的密度一般为 0.75 kg/m30.8kg/m3，相对密度一般为 0.580.62。 2. 着火温度 甲烷的着火温度为 540。 3. 燃烧温度 甲烷的理论燃烧温度为 1970。 天然气的

3、理论燃烧温度可达到 2030。 4. 热值 热值是指 1 标准立方米某种气体完全燃烧放出的热量，属于物质的特性，符号是 q，单位是焦耳 每立方米，符号是 J/m3。热值有高位热值和低位热值两种。 高位热值是指一标准立方米气体完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水 状态排出时所放出的热量。 低位热值是指一标准立方米气体完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸 气状态时所放出的热量。燃气的高位热值在数值上大于其低位热值，差值为水蒸气的气化潜热。 由于天然气是混合气体，不同的组分以及组分的不同比例，都会有不同的热值， 5. 爆炸极限 可燃气体和空气的混合物遇明火而引

4、起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。在这种混合物 中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的含量，称为可燃气体的爆炸下限，而当可 燃气体含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为爆炸上限。 由于天然气的组分不同，爆炸极限存在差异。大庆石油伴生气是 4.2%14.2%、大港石油伴生气 是 4.4%14.2%。通常将甲烷的爆炸极限视为天然气爆炸极限，因此天然气的爆炸极限约为 5%15%。 二、压缩天然气 压缩天然气（Compressed Natural Gas 简称 CNG）通常是指经净化后压缩到 20MPa25MPa 的天 然气。 CNG 的用途：压缩天然气在 20MPa 时体积约

5、为标准状态下同质量天然气的 1/200。由于 CNG 生产 工艺、技术、设备比较简单，运输装卸方便，而且在环境保护方面有明显优势，因此是值得大力 推行的车用燃料及城镇居民用气。 CNG 的特点：CNG 作为一种理想的车用替代能源，其应用技术比较成熟。它具有成本低、效益高、 污染少及使用安全便捷等特点，CNG 作为城镇居民的替代气源，具有便携的特点，尤其在难觅优 质民用燃料的城镇应用尤为显著。 三、液化天然气 天然气在常压下，当冷却至约-162时，则由气态变成液态，称为液化天然气（英文 Liquefied Natural Gas, 简称 LNG） 。LNG 的主要成份为甲烷，还有少量的乙烷、丙烷

6、以及氮等。天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷纯度更高，几乎不含二氧化碳和硫化物，且无色、无味、无毒。 LNG 的密度取决于其组分和温度，通常在 430 kgm3470 kgm3 之间，但是在某些情况下可高 达 520kgm3。密度随温度的变化梯度约为 135 kg（m3） 。LNG 的体积约为同量气态天然 气体积的 1/600。 四、液化石油气 液化石油气（Liquefied Petroleum Gas，简称 LPG）是开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得 的一部分碳氢化合物。其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷，习惯上又称 C3、C4，即只用烃的碳原子 （C）数表示。这些碳氢化合物在常温、常压

7、下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变 为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小为气态时的 1/250。 1. 密度 液化石油气的密度有气体密度和液体密度之分。 对于气体密度，由于液化石油气密度随着温度和压力而变化，表示时必须注明温度和压力条件。 气态液化石油气的密度随着温度及相应饱和蒸气压的升高而增加。在压力不变的情况下，气态物 质的密度随着温度的升高而减小。标况下液化石油气的气态密度约为 1.9 kg/Nm32.5 kg/Nm3。 对于液体密度，液态液化石油气的密度受温度影响较大，温度升高，密度减小，同时体积膨胀。 液化石油气的液态密度一般为 500 kg/m3600 kg/m3。 2

8、. 着火温度：液态液化石油气中的着火温度约为 426537。 3. 燃烧温度：当液化石油气利用空气作助燃剂，其理论燃烧温度可达到 1900。 4. 热值：由于液化石油气是混合气体，以 C3、C4 为主，组分比例不同，会造成不同的热值。 5. 爆炸极限 由于液化石油气的组分比例不同，爆炸极限存在差异。大庆液化石油气是 1.7%9.7%，北京液化 石油气是 1.6%9.7%。通常所采用的液化石油气的爆炸极限是 1.5%9.5%。 五、人工煤气 由固体燃料（煤、焦炭等）或液体燃料（重油等）经干馏、汽化或裂解等过程所制得的气体，统 称为人工煤气（或人工燃气） 。人工煤气的主要成分为烷烃、烯烃、芳烃、一

9、氧化碳和氢等可燃气 体，并含有少量的二氧化碳和氮等不可燃气体。人工燃气中含有无色、无味、有剧毒的一氧化碳， 尽管在城镇燃气质量要求中限制了一氧化碳的含量，但出现泄漏时，会导致中毒。 1. 密度：焦炉煤气主要由碳氢化合物和氢气组成，常压下焦炉煤气密度为 0.4686 kg/m3，相 对密度为 0.3623。 2. 着火温度：焦炉煤气的着火温度为 600-650。 3. 燃烧温度：焦炉煤气的理论燃烧温度为 1998。 4. 热值：焦炉煤气其低热值为 17.9MJ/m3。 5. 爆炸极限 六、沼气 沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来， 如果我们划着火

10、柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。沼气，是各种有机物质，在隔 绝空气（还原条件） ，并在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。 沼气是混合气体，主要成分是甲烷，其性质与天然气相似。 沼气由 5080甲烷(CH4)、2040二氧化碳(CO2)、05氮气(N2)、小于 1的氢气 (H2)、小于 0.4的氧气(O2)与 013硫化氢(H2S)等气体组成 。由于沼气含有少量硫化氢， 所以略带臭味。沼气的爆炸极限约 8.620.8。沼气的热值约 20.823.6 MJ/m3。 我国的天然气分很多种的，有我国的天然气分很多种的，有 4T、6T、10T、12T，每一种的密度

11、都不一样，四种类别天然气的相，每一种的密度都不一样，四种类别天然气的相 对密度分别为：对密度分别为： 4T：0.8175 6T：1.2379 10T：0.6125 12T：0.5548 一吨一吨 LNG 等于多少标方天然气等于多少标方天然气 LNG 简介 液化天然气密度是标准状态下甲烷的 625 倍。也就是说，1m3 液化天然气可气化成 625 m3 天然气，由此可见贮存和运输的方便性。LNG 是一种清洁能源，排放 可以达到欧 IIII 标准。 LNG 密度：042046 gcm3 根据单位换算 1 立方米等于 0.45 吨 液化天然气气化比是 1 吨 1495 标方。 LNG 重量仅为同体积

12、水重量的 45% 据一些资料可得这些燃料的典型热值及产生的 CO2： 天然气 8300 千卡m3，产生的 CO2 为 1.885kg； 标准煤 7000 千卡kg，产生的 CO2 为 3.6kg； 原油 9200 千卡kg 原油的碳含量按 85，产生的 CO2 为 3.1kg， 各发 10000 千卡热量，需 天然气 1.20 m3，产生 CO2，2.26 kg； 原油 1.09kg，产生 CO2，3.37 kg； （天然气比石油 CO2 排放减少 33%） 标准煤 1.73kg，产生 CO2，5.14 kg。 （天然气比石油 CO2 排放减少 56%） 天然气与煤炭和石油相比，确实减少了 C

13、 排 放。而且幅度很明显。政府推动使用 LNG 和天然气的动力就会很足，因为减少温室气体排放，现 在减少 C 排放是一种政治。 天然气汽车分类 按天然气燃料状态分类 按照所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可以分为： 压缩天然气（CNG）汽车。 压缩天然气是指压缩到 20.724.8 MPa 的天然气，储存在车载高压气瓶中。压缩天然气（CNG） 是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体，主要成分是甲烷，由于组分简单，易于完全 燃烧，加上燃料含碳少，抗爆性好，不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。 液化天然气 （LNG）汽车。 液化天然气是指常压下、温度为-162 度的液体天然气，储存于车

14、载绝热气瓶中。液化天然气 （LNG）燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。 压缩天然气（CNG）体积能量密度约为汽 油的 26%，而液化天然气（LNG）体积能量密度约为汽油的 72%，是压缩天然气（CNG）的 2.77 倍，因而使用 LNG 的汽车行程远，相对可大大减少汽车加气站的建设数量。 与同功率的燃油车相 比，天然气汽车尾气中 HC（碳氢化合物）可下降 90%，CO 降低 80%，NOX 下降 40%；天然气在 温室气体减排方面具有显著的优势。国外研究结果表明，天然气汽车的 CO2 排放量与传统车相比 可降低 20%以上；天然气的其他属性介绍天然气的其他属性介绍 一：天然气的热值： 天

15、燃气每立方燃烧热值为 8000 大卡至 8500 大卡。 每公斤液化气燃烧热值为 11000 大卡。 气态液化气的比重为 2.5 公斤/立方米。每立方液化气燃烧热值为 25200 大卡。这样可看出一立方 液化气燃烧热值是天然气的三倍，但还有报道说液化气热值是天然气的 7 倍。 每瓶液化气重 14.5 公斤,总计燃烧热值 159500 大卡,相当于 20 立方天然气的燃烧热值。 二：天 然气的应用领域 一、民用燃料：天然气价格低廉、热值高、安全性能、环境性能好，是民用燃气的首选燃料。 二、工业燃料：以天然气代替煤，用于工厂采暖，生产用锅炉以及热电厂燃气轮机锅炉。 三、工艺生产：如烤漆生产线，烟叶烘干、沥青加热保温等。 四、化工原料：如以天然气中甲 烷为原料生产氰化钠，黄血盐钾，赤血盐钾等。 五、压缩天然气汽车：用以解决汽车尾气污染问题。 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。 天然气耗氧情况计算：天然气耗氧情况计算： 1 立方米天然气（纯度按立方米天然气（纯度按 100%计算）完全燃烧约需计算）完全燃烧约需 2.0 立方米氧气，大约需要立方米氧气，大约需要 10 立方米的空气。立方米的空气。