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2019-09-20 07:59 来源:宜宾新闻网

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    中文名
    瓦斯
    英文名
    gas
    化学式
    CH4

    1成份

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    主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。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。 如遇明火,即可燃烧,发生“瓦斯”爆炸,直接威胁着矿工的生命安全。因此,矿井工作对“瓦斯”十分重视,除去采取一些必要的安全措施外,有的矿工会提着一个装有金丝雀的鸟笼下到矿井,把鸟笼挂在工作区内。原来,金丝雀对“瓦斯”或其他毒气特别敏感,只要有非常淡薄的“瓦斯”产生,对人体还远不能有致命作用时,金丝雀就已经失去知觉而昏倒。矿工们察觉到达种情景后,可立即撤出矿井,避免伤亡事故的发生。点燃瓦斯爆炸即为CH4燃烧,化学方程式为CH4+2O2 = CO2+2H2O。

    2分类

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    瓦斯是一般民众对气体燃料的通称,可分为液化石油气与天然气、煤气三大类。

    煤气

    一般把煤气又称瓦斯(gas),从字面意思上讲,是与煤有关的气体,但是在不同的使用环境下,煤气具有不同的解释:在石油化工中,指干馏煤炭所得到的作为燃料的气体,其主要成分是氢、甲烷、乙烯、一氧化碳、石脑油,另外还有少量的氮和二氧化碳等不可燃烧的杂质。现在多称为“煤制气”。

    俗语中一般所说的“煤气”,指的是煤炭不完全燃烧所产生的气体,主要成分是一氧化碳,如煤气中毒,也有的时候指的是含硫量过高的煤燃烧后产生的含有二氧化硫等硫化物的混合气体,如口语中的“煤气味”,而实际上一氧化碳是没有气味的。 有时也指液化石油气,如煤气罐即是装液化石油气的钢瓶。

    液化石油气

    液化石油气(Liquid Petroleum Gas )是由原油炼制或天然气处理过程中所析出的丙烷与丁烷混合而成,在常温常压下为气体,经加压或冷却即可液化,通常是加压装入钢瓶中供用户使用,故又称之为液化瓦斯或桶装瓦斯液化石油气无色、无味、无毒、易燃、易爆,基于安全上的考量,供应家庭使用之液化石油气皆添加臭味剂,一有漏气即可察觉。 液化石油气经加压灌装入钢瓶内是液体,但流出容器就会变成气体,气化后之体积较液体体积扩增二百七十倍;热值每公斤约10720千卡。液化石油气气化后之重量约为空气的1.5倍,因此漏气时,易滞留在低处或角落。空气混入1.8至9.5% 的液化石油气,遇到火源便会产生燃烧或爆炸。 

    天然气

    天然气(Natural Gas )俗称天然瓦斯,由瓦斯公司敷设管线供应用户使用,故又称之为导管瓦斯或自来瓦斯。天然瓦斯是古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物,其主要成份为甲烷,并含有少量之乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物及少量之不燃性气体。台湾地区瓦斯公司所供应之天然气热值约为每立方公尺8900千卡至9900千卡之间。

    天然气与液化石油气一样,皆具无色、无味、无毒、易燃、易爆之特性,同样基于安全考量,瓦斯公司供应之天然气皆遵照政府之法令规定,添加臭味剂,以防止天然气意外洩漏而造成危险。天然气比重较空气轻,漏气时,易往上飘散。空气中之天然气含量达五至十五% 之间,遇到火源即会引起燃烧或爆炸。液化石油气与天然气是极为乾淨、方便之能源,完全燃烧时,均是产生无毒之二氧化碳,不完全燃烧时,则会产生有毒之一氧化碳。

    3家庭瓦斯

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    瓦斯,在人类的日常生活中,可说扮演了非常重要的角色;像食物烹调,要用瓦斯炉;洗澡用热水,要用瓦斯热水器;甚至连汽车都可用瓦斯当燃炓;另外像盖房子用的漂亮磁砖,都是用瓦斯烧出来的。

    “我们只有一个地球”,这是大家耳熟能详的环保口号,也因此,目前已经极力在推广汽车使用瓦斯,以代替会造成污染的汽油。由于瓦斯燃烧係气体与空气溷合,较为均匀,进入汽车汽缸之数量亦较为平均,故非常容易燃烧,而且又没有杂质,可说是一种最不会污染的燃料,值得大家努力来推广。除了上面所说的用途外,在较为先进的欧美国家和日本等,还把瓦斯拿来用在瓦斯烤箱、瓦斯饭锅、瓦斯冰箱、瓦斯冷暖气机....等,瓦斯的功能实在太多、太大了。

    瓦斯器具装设安全

    一、瓦斯器具均应装设在空气流通之场所。瓦斯燃烧时,如果空气不够,非常容易产生一氧化碳,而一氧化碳是非常容易在不知不觉中使人中毒的气体。一般人所说的瓦斯中毒,其实就是吸入一氧化碳中毒所致。因此瓦斯器具一定要装在空气畅通的地方。

    二、各式瓦斯炉具与周围强壁、天花板等可燃性材料或不可燃性材料应保持之安全距离。

    三、密闭空间内应严禁设置瓦斯器具,若特殊情况需求时,其装置方法请洽当地瓦斯服务站或公司。

    使用安全

    瓦斯,容易点燃,使用很方便;相对的,如果不小心漏出来,也很容易引起火灾。但是只要我们防范得宜,这些危险事故,都可以避免。下面就告诉你防范的方法。

    一、慎防漏气:瓦斯灾害之罪魁祸首就是漏气,只要做好防漏的工作,灾害便不会发生。

    二、恪遵『人离火灭』安全守则:使用瓦斯时,人不可远离;夜间睡觉时,应关闭瓦斯开关;外出时,应将瓦斯总开关关闭。

    检查漏气

    不使用瓦斯时,检视瓦斯表末位数字如有转动,表示漏气 ;以肥皂泡涂于检查处,如有漏气,会形成气泡;绝不可用火测漏;不可点火,不可打开电灯和一切电器开关;不可用电扇、抽风机、排油烟机来排除瓦斯。

    4事故处理

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    漏气处理

    1.闻到瓦斯味,先打开门窗。

    2.关闭炉具及龙头开关

    3.关闭瓦斯表及热水器开关,不可启闭电器开关。

    4.通知瓦斯公司处理。

    中毒处理

    1.中毒时,迅速将中毒者移到通风处,松解衣物,呼吸新鲜空气。

    2尽量使中毒者安静休息,并使下额向上抬高。

    3.如呼吸微弱或停止时,请即时作人工呼吸。

    4.症状严重时,送医院急救。

    火灾处理

    1.关闭瓦斯表前及热水器开关。

    2.关闭炉具及龙头开关。

    3.用灭火器、水、砂土、湿毛巾或棉被灭火。

    4.发生火灾,请之即通知119及瓦斯公司。

    5.火灾后,不可擅自开启瓦斯,须经瓦斯公司安全检查合格才可通气使用,以免造成二次灾害。

    5煤矿瓦斯

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    煤矿瓦斯煤矿瓦斯则是指的天然气。主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。

    植物在成煤过程中生成的大量气体,又称煤层气。腐植型的有机质,被细菌分解,可生成瓦斯;其后随着沉积物埋藏深度增加,在漫长的地质年代中,由于煤层经受高温、高压的作用,进入煤的碳化变质阶段,煤中挥发分减少,固定碳增加,又生成大量瓦斯,保存在煤层或岩层的孔隙和裂隙内。

    中国煤矿术语中的瓦斯是从英语gas译音转化而来,往往单指CH4(甲烷,也称沼气)。地下开采时,瓦斯由煤层或岩层内涌出,污染矿内空气。每吨煤、岩含有的瓦斯量称煤、岩的瓦斯含量,主要决定于煤的变质程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造和水文地质等因素。一般情况下,同一煤层的瓦斯含量随深度而递增。

    瓦斯从煤、岩层涌出的形式有:

    ①缓慢、均匀、持久地从煤、岩暴露面和采落的煤炭中涌出,是矿内瓦斯的经常来源。

    ②在压力状态下的瓦斯,大量、迅速地从裂隙中喷出,即瓦斯喷出。

    ③短时间内煤、岩与瓦斯一起突然由煤层或岩层内喷出,即煤、岩和瓦斯突出。单位时间涌出的瓦斯量称绝对涌出量 (m3/min);平均日产一吨煤涌出的瓦斯量称相对涌出量(m3/t)。

    6爆炸

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    瓦斯爆炸瓦斯爆炸是一种热一链式反应(也叫链锁反应)。当爆炸混合物吸收一定能量(通常是引火源给予的热能)后,反应分子的链即行断裂,离解成两个或两个以上的游离基(也叫自由基)。这类游离基具有很大的化学活性,成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下,每一个游离基又可以进一步分解,再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已,游离基越来越多,化学反应速度也越来越快,最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以,瓦斯爆炸就其本质来说,是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。

    当其在空气中的浓度超过55%时,能使人很快窒息死亡,是煤矿生产中的主要危害因素。防止瓦斯集聚的基本方法是以足够的风量将瓦斯冲淡,排出地面。当瓦斯涌出量很大时,还须用专门措施控制瓦斯的涌出,最有效而广泛使用的方法是用管道将瓦斯抽到地面(见瓦斯抽放)。抽出的 CH4可做工业、民用燃料和化工原料。CH4燃烧热为8540~9500kcal/m3,1m3约相当于1.5kg烟煤。

    瓦斯爆炸即为CH4燃烧,化学方程式为CH4+2O2 = CO2+2H2O

    在煤矿里它从煤岩裂缝中喷出。矿井瓦斯爆炸是一种热一链式反应(也叫链锁反应)。当爆炸混合物吸收一定能量(通常是引火源给予的热能)后,反应分子的链即行断裂,离解成两个或两个以上的游离基(也叫自由基)。这类游离基具有很大的化学活性,成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下,每一个游离基又可以进一步分解,再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已,游离基越来越多,化学反应速度也越来越快,最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以,瓦斯爆炸就其本质来说,是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。

    瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。另外,爆炸后生成大量的有害气体,造成人员中毒死亡。

    爆炸条件

    瓦斯爆炸事故瓦斯爆炸的条件是:一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。

    瓦斯浓度

    瓦斯爆炸有一定的浓度范围,把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5%~16%。

    当瓦斯浓度低于5%时,遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层,当瓦斯浓度为9.5%时,其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应);瓦斯浓度在16%以上时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。

    瓦斯爆炸界限并不是固定不变的,它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。

    引火温度

    瓦斯的引火温度,即点燃瓦斯的最低温度。一般认为,瓦斯的引火温度为650℃~750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7%一8%时,最易引燃;当混合气体的压力增高时,引燃温度即降低;在引火温度相同时,火源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。

    高温火源的存在,是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以,在有瓦斯的矿井中作业,必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。

    氧的浓度

    实践证明,空气中的氧气浓度降低时,瓦斯爆炸界限随之缩小,当氧气浓度减少到12%以下时,瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响,在密闭的火区内往往积存大量瓦斯,且有火源存在,但因氧的浓度低,并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入,氧气浓度达到12%以上,就可能发生爆炸。因此,对火区应严加管理,在启封火区时更应格外慎重,必须在火熄灭后才能启封。

    瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。另外,爆炸后生成大量的有害气体,造成人员中毒死亡。

    7预防

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    预防瓦斯爆炸的有效措施,主要从防止瓦斯积聚和消除火源两方面着手。

    防止瓦斯积聚的措施

    (1)加强通风。使瓦斯浓度降低到《煤矿安全规程》规定的浓度以下,即采掘工作面的进风风流中不超过0.5%,回风风流不超过1%,矿井总回风流中不超过0.75%。

    (2)加强检查工作。及时检查各用风地点的通风状况和瓦斯浓度,查明隐患进行处理,是日常进行瓦斯管理的重要内容。中国20世纪80年代所用的甲烷检查仪器有:光学甲烷检定器、热放式甲烷检定器、甲烷警报器和甲烷遥测警报仪等。90年代以后使用比较先进的TX系列智能便携式气体监测仪和遥测仪器等。

    (3)对瓦斯含量大的煤层,进行瓦斯抽放,降低煤层及采空区的瓦斯涌出量。

    防止瓦斯引燃的措施

    (1)井口房、瓦斯抽放站及主要通风机房周围20m内禁止使用明火。

    (2)瓦斯矿井要使用安全照明灯,井下禁止打开矿灯,禁止携带烟草及点火工具下井。

    (3)严格管理井下火区。

    (4)严格执行放炮制度。

    (5)严格掘进工作面的局部通风机管理工作,局部通风机要设有风电闭锁装置。

    (6)瓦斯矿井的电气设备要符合《煤矿安全规程》关于防爆性能的规定。

    (7)随采矿机械化程度的提高,防止机械摩擦火花引燃瓦斯显得日益重要。煤矿井下由于摩擦火花而引起的瓦斯爆炸事故占有相当的比例,因此不少国家对这个问题进行了研究,并提出,在摩擦部件的金属表面溶敷一层活性小的金属(如铬),使形成的摩擦火花不能引燃瓦斯;在铝合金的表面涂各种涂料,以防止摩擦火花的发生和金属中加入少量的铍,降低摩擦火花的点燃性等。

    8利用

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    矿难杀手“煤矿瓦斯”综合利用将成为安全高效清洁能源,列入国家“十一五”科技支撑计划的“煤矿瓦斯气脱氧制压缩天然气/液化天然气”项目,已在2010年通过四川省科技厅组织的专家鉴定。目前该项目已在国内20多家煤矿企业完成了方案设计,并与山西一家企业签订建设工业化装置的合同。我国抽排的煤层气一般甲烷浓度为30%至80%,每年因采煤向大气排放的甲烷达200亿立方米而利用率不足10%,该项技术未来将是实现煤层气综合利用产业化的关键。[3]

    参考资料

    [添加]
    [1].煤矿瓦斯将成为安全高效清洁能源
    下一步,工信部将积极推动相关工作,加快推动标委会成立,更好地服务区块链技术产业发展。

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