液化天然氣
液化天然氣(英文名:Liquefied natural ga:LNG)也就是說,液態天然氣是地球上最清潔的化石能源。天然氣經壓縮、冷卻至-161.5℃后變成液體的液化天然氣。液化天然氣的體積約為等量氣態天然氣體積的1/625液化天然氣的質量只有同體積水的45%大約,它的主要成分是甲烷,無色、無味、無毒且無腐蝕性。液化天然氣可用于發電和作為居民燃料生活、汽車燃料和化工原料。
液化天然氣易燃易爆,人體直接接觸會造成低溫燃燒、凍傷、當體溫下降時,吸入汽化的液化天然氣會損害肺部并逐漸窒息。液化天然氣通常儲存在專用儲罐中,運輸方式主要有兩種海洋運輸和公路運輸。
主要特征 編輯本段
組成成分
LNG的主要成分是甲烷,其次是少量乙烷、丙烷、丁烷以及氮、氫、硫化氫和其他雜質,不同地區生產的液化天然氣具有不同的成分含量。根據歐洲標準EN1160,液化天然氣的甲烷含量應高于75%,氮含量應小于5%物化性質
液化天然氣是無色的、透明、大氣壓下溫度為-162℃時的液體混合物。液化天然氣是清潔的,不含硫和氮,無煙的、無灰、無焦油無臭無毒熱值高易燃易爆。比比重為0的空氣輕.42~0.45,燃點為650℃,發熱量一般為21540MJ/m3,在-162℃時的汽化潛熱約為510kJ/kg。氣化后密度(常壓)為0.688kg/M3,氣液體積比為625,熱值(氣態)為38518.6kJ/M3,爆炸極限是4.7%~15%體積分數)
液化天然氣主要由甲烷組成,因此其物理性質類似于甲烷,但它隨天然氣的組成而變化。對于甲烷含量高的天然氣,可以近似認為是甲烷。液態甲烷的正常沸點是111攝氏度.7K,密度為426千克/m3。
液化天然氣的蒸發
液化天然氣儲存在隔熱儲罐中任何漏入油箱的熱量都會使一定量的液體蒸發成氣體,這種氣體稱為蒸發氣體。蒸發氣體中氮的含量可達液化天然氣的20倍。
液化天然氣的溢出和擴散
當液化天然氣傾倒在地面上時,它首先會沸騰并劇烈蒸發,然后蒸發率會迅速衰減到一個固定值。蒸發的氣體沿地面形成層流,從環境中吸收的熱量逐漸上升并擴散,使周圍環境中的空氣冷卻到露點溫度以下,形成可見的云。
液化天然氣的燃燒和爆炸
液化天然氣具有天然氣的易燃易爆特性-在162℃的低溫下,其燃燒范圍為6%~13%體積百分比)LNG的著火溫度隨組成而變化,純甲烷的著火溫度隨著重烴含量的增加而降低,純甲烷的著火溫度為650℃。甲烷在空氣中的最小著火能量為0.47mJ。
主要應用 編輯本段
城市居民
液化天然氣可以作為城市居民的生活用氣,但管道天然氣一般是城市居民生活用氣的首選,其次是液化天然氣。當城市對天然氣的需求大于長輸氣管道的輸氣能力時,必須將儲存的液化氣重新氣化并供應給城市。
冷能發電
冷能發電裝置(Low temperature power power generation nuclear power plant)可以利用液化天然氣和海水的溫差來發電。發電的介質是丙烷,中間介質丙烷在與海水進行熱交換的蒸發器中吸收熱量,產生的蒸汽具有高焓蒸發器產生的蒸汽輸入汽輪機發電,發電后排出的蒸汽溫度和壓力降低,然后在冷凝器中冷凝,將熱量傳遞給液化天然氣。冷能發電可以回收儲存在液化天然氣中的冷能,但其發電能力有限
燃燒發電
燃燒發電將液化天然氣泵入氣化爐,用海水加熱,再氣化,然后供應給熱電廠的鍋爐進行燃燒發電。使用液化天然氣的火力發電廠具有以下優勢:燃料接收系統簡單,系統主體由輸氣管道和減壓站組成;燃料中沒有雜質和未燃燒的物質,因此無需安裝吹灰器、除塵器和灰處理系統;這種燃料完全不含硫,因此無需擔心排煙造成的低溫腐蝕。但是,由于燃料的主要成分是甲烷,因此煙氣中的水分較多,水分造成的損失會降低鍋爐效率。
汽車燃料
液化天然氣可以用作汽車燃料與汽油相比,它具有高辛烷值、抗爆性好、燃燒完全、降低運輸成本、安全性高等優點;與壓縮天然氣相比,它還具有較高的存儲效率、單次加油距離長,鋼瓶對車輛的壓力小、質量輕等優點。但是,使用液化天然氣的車輛必須具有足夠強度和隔熱性能的氣瓶以及可靠的蒸發和氣化系統。
大馬力發動機
液化天然氣LNG不需要渦輪增壓器,這在要求更高的大馬力發動機中具有獨特的優勢通過使用簡單的熱交換器,可以在極高的壓力下將少量LNG轉化為氣態形式,并且整體效率更高,無需復雜的機械設備。
海上集裝箱船
國際海事組織(IMO)通過《國際防止船舶污染公約》(MARPOL)規定從2020年起,船舶不得使用硫含量大于0.5%的燃料(船用燃料、柴油等)采用相同法規的國家的國際水域和沿海地區。由于低硫液體燃料比液化天然氣更昂貴,因此有必要在海洋運輸領域大規模使用無硫液化天然氣替代高硫船用燃料。在歐洲市場,許多運輸船舶采用了LNG動力裝置,中國的船舶設計和建造單位也采用了LNG動力裝置。
鐵路機車
佛羅里達(Florida)東海岸鐵路有 243356輛以液化天然氣為燃料的機車。
化工原料
液化天然氣中的甲烷也可以用來制造肥料、甲醇溶劑及·合成醋酸等化工產品,而乙烷和丙烷可以裂解生產乙烯和丙烯等塑料原料。
安全事宜 編輯本段
安全風險
1.燃燒爆炸風險:液化天然氣具有一定的爆炸危險。液化天然氣是易燃的,蒸汽會與空氣形成爆炸性混合物室溫下的爆炸極限為5~14%,在-162℃附近的爆炸極限為6~13級%
2.溢出或泄漏風險:設備損壞或誤操作將導致溢流或泄漏,危及現場人員的安全。危害包括低溫燃燒、凍傷、體溫降低、肺部傷害、窒息等。當蒸汽云被點燃并發生火災時,熱輻射也會對人體造成傷害。
毒性與腐蝕性
由于液化天然氣的加工已經經過凈化,無毒無腐蝕性,泄漏后不會對人體造成毒性危害,但過量吸入會導致缺氧窒息和死亡。
泄漏檢測
液化天然氣無色、無味,有氣味的罐頭不能添加,必須使用專用檢漏儀進行檢漏。
消防
當液化天然氣著火時,可以使用化學干粉和噴霧水滅火,但在關閉氣源之前,無法有效控制火勢應首先防止周圍暴露在火中的物品燃燒,然后在泄漏燃料的表面覆蓋一層厚泡沫層以控制和撲滅泄漏燃料。如果在切斷氣源之前滅火,必須特別注意防止泄漏的氣體被再次點燃。
急救
將吸入天然氣的患者送離污染區,休息并保暖。液化天然氣液體接觸到皮膚的病人應該用水清洗如果發生凍傷,他們應該就醫。
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