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能源科普认识天然气

发布时间:2019-08-19 08:54:39 编辑:笔名

能源科普:认识天然气

什么是天然气

天然气是蕴藏在地层中的可燃气体,它是埋藏在地下的生物有机体经过漫长的地质年代和复杂的转化过程生成的。主要成分是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和二氧化碳、硫化氢、氮等气体。与其他化石燃料相比,天然气燃烧时仅排放少量的二氧化碳粉尘和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物,是一种清洁的能源。

天然气的发现和早期应用

在公元前6000年到公元前2000年间,伊朗首先发现了从地表渗出的天然气。许多早期的作家都曾描述过中东有原油从地表渗出的现象,特别是在今日阿塞拜疆的巴库地区。渗出的天然气刚开始可能用作照明,崇拜火的古代波斯人因而有了“永不熄灭的火炬”。中国古人对天然气的利用有十分悠久的历史,特别是通过钻凿油井合并来开采石油和天然气的技术,在世界上也是早的。天然气是石油的共生物。它的发现时间,在开凿盐井的同时或稍后。2000多年以前的秦代就开始凿井取气煮盐了。在晋朝人常璩写的《华阳国志》里,就有描述秦汉时期应用天然气的一段话:“临邛县有火井,夜时光映上昭。民欲其火,先以家火投之。顷许如雷声,火焰出,通耀数十里。以竹筒盛其火藏之,可拽行终日不灭也……取井火煮之,一斛水得五斗盐。家火煮之,得无几也。”由此得知早在2000多年前,人们就用竹筒装着天然气,当火把走夜路。而且用天然气煮盐,火力比普通火力大,出盐也多得多。

“火井沉荧于幽泉,高烟飞煽于天垂。”这是晋代人对四川火井的诗意描写,比这更早些,西汉杨雄在《蜀都赋》中,已把火井列为四川的重要名迹之一,可见火井由来已久。至于利用天然气煮盐,人们在实践中,认识到天然气能自燃而不助燃的性能,汉代就已克服了火井爆炸的困难,并且还用竹筒盛装天然气,类似今天的储存天然气的气罐,创造利用天然气的方法,关于利用火井煮盐更详细的记述,则见于《天工开物》,书中还绘有火井煮盐图。

为了开发石油和天然气,中国劳动人民在生产实践中逐步发明创造了一整套钻井技术。远在2200多年前的战国时代,中国人的祖先就已开凿较深的井,自汉代以来,劳动人民进而推广和改进了钻井机械。到宋代深井钻掘机械已形成一项相当复杂的机械组合。普遍废弃了大口浅井,凿成了筒井。到了明代,钻井机械设备和技术有了更进一步的发展。

与此相对的是,直到1659年在英国发现了天然气,欧洲人才对它有所了解;然而它并没有得到广泛应用。到了1790年,煤气才成为欧洲街道和房屋照明的主要燃料

。在北美,石油产品的次商业应用是1821年纽约弗洛德尼亚地区对天然气的应用,他们通过一根小口径导管将天然气输送至用户,用于照明和烹调。世界天然气的开发利用,则以1925年美国铺设条天然气长输管道作为现代工业利用的标志。

天然气的用途

天然气主要可用于发电,以天然气为燃料的燃气轮机电厂的废物排放水平大大低于燃煤与燃油电厂,而且发电效率高,建设成本低,建设速度快;也可用作化工原料。另外,天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器、采暖及制冷,也用于造纸、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业,还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。

不过需要注意的是,同其他所有燃料一样,天然气的燃烧需要大量氧气(O2);虽然天然气的主要成分是甲烷(CH4),它本身是一种无毒可燃的气体。但是如果居民用户在使用灶具或热水器时不注意通风,室内的氧气会大量减少,就会造成天然气的不完全燃烧不完全燃烧的后果就是产生有毒的一氧化碳(CO)。当空气中一氧化碳含量达到20%至40%时,人就会产生头晕、呼吸困难等现象,严重时甚至死亡。所以使用天然气的房间应保持通风良好,严禁卧室、客厅、卫生间、储藏室等位置使用天然气。

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