[科普中国]-天然气体燃料

气体燃料是由多种可燃与不可燃单一气体成分组成的混合气体。可燃成分包括碳氢化合物、氢气、一氧化碳等，不可燃成分包括氧气、氮气、二氧化碳等。按燃气的获得方式可分为天然气体燃料和人工气体燃料两大类。天然气体燃料是指从自然界直接收集和开采得到的，不需经过再加工，即可投入使用的气体燃料。这些气体燃料按其贮藏特点可分为气田气、油田气和煤田气三种。1

气田气气田气通常称为天然气，是储集在地下岩石孔隙和裂缝中的纯气藏。气田天然气的主要成分是甲烷，体积分数大于90%，还含有少量的乙烷、丙烷、丁烷和非烃气体。气田气的热值较高，标态下低位热值约为35000～39000 kJ/m。同时也因甲烷含量高，影响了火焰的传播，是常用燃气中燃烧速度最低的几种之一。气田气中还含有一些不利于运输和使用的有害杂质，如H2S和H2O。H2S有毒且有很强的腐蚀性，对钢材起氢脆作用。CO2与H2S作用生成COS(羰基硫)，对金属有腐蚀性，含量高会降低天然气的热值并影响管道输送能力。H2O在一定的温度和压力下，能与烃生成水合物，若温度低于露点还会结冰，堵塞输运管道。因此，这些杂质含量高时应进行净化处理。1

以气相贮存在地层中的还有一种凝析气田天然气。凝析气田气开采出来后，在降压减温的作用下，部分气体会凝结成液相。这表明凝析气田气的组成中除含有与纯气田气相同的成分外，还含有一定数量临界温度较高的化合物，如丙烷、丁烷及戊烷以上烃类气体、天然气汽油、柴油等。我国四川气田气甲烷的体积分数一般大于90%，标态下低位热值为34800～36800 kJ/m。陕西长庆气田气甲烷体积分数高达98%，标态下低位热值约36590 kJ/m。

油田气油田气是与原油共存或是石油开采过程中压力降低析出的气体，因此，又称为油田伴生气。它的组成与分离凝析油以后的凝析气田天然气相类似，主要成分甲烷的体积分数为80%左右，另外还含有一些其它烃类。伴生气标态下低位热值约39000～44000 kJ/m，一般高于气田气，其燃烧速度与气田气相差不多。我国四川南充的油田气甲烷的体积分数为88．6%，乙烷、丙烷、正丁烷等体积分数约为9.5%，标态下低位热值约39300 kJ/m。大港油田气甲烷体积分数约为80%，乙烷、丙烷、丁烷等体积分数约为15%，标态下低位热值约41900 kJ/m。1

煤田气煤田气是在采煤过程中从煤层或岩层内释放出的可燃气体，通常称为矿井瓦斯或矿井气。这种气体不仅有爆炸的危险，而且对人体有窒息作用。因此，为保证安全生产，煤田在采掘过程中，若采用通风方法仍不能达到安全要求时，就要采取抽吸法将井下瓦斯排至地面。煤田气可燃成分甲烷的体积分数为50%左右，其余为氢气，氧气和二氧碳。它的热值较低标态下低位热值约为13000～19000 kJ/m，燃烧速度也比气田气和油田气低。我国山西阳泉煤矿煤田气甲烷的体积分数约42%，标态下低值热值为15200 kJ/m。1

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郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学