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阅读 11276 次 历史版本 1个 创建者:cooljine (2011/3/12 13:38:44)  最新编辑:旭日东升 (2011/4/13 17:42:21)
瓦斯
拼音:Wasi
英文:gas,firedamp
同义词条:煤气,天然气

瓦斯
瓦斯
  
  瓦斯主要成分是烷烃,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,如等。



简介


  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。矿工们察觉到这种情景后,可立即撤出矿井,避免伤亡事故的发生。

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

  当空气中氧气浓度达到10%时,若瓦斯浓度在5-16%之间,就会发生爆炸,浓度在30%左右时,就能安静的燃烧。
  
    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。

分类 

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,以防止天然气意外泄漏而造成危险。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5%至15% 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干净、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。

矿井瓦斯


  矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷(沼气)。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生
矿井瓦斯
        矿井瓦斯
的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期,纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外,在高温、高压的环境中,在成煤的同时,由于物理和化学作用,继续生成瓦斯。

  瓦斯是无色、无味、无臭的气体,但有时可以闻到类似苹果的香味,这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554,在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg,所以,它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的1.6 倍,难溶于水,不助燃也不能维持呼吸,达到一定浓度时,能使人因缺氧而窒息,并能发生燃烧或爆炸。瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。

  瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态吸着状态存在的。

  游离状态也称为自由状态,这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中,其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。

  吸着状态又称结合状态,其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体,不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用,使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层;吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。

  几种状态的瓦斯处于不断变化的动平衡之中,在一定条件下会互相转化。当压力、温度变化时,游离瓦斯转化为吸着瓦斯称为吸附,吸附瓦斯转化为游离瓦斯称解吸。

瓦斯从煤、岩层涌出的形式

  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)。

  根据中国《煤矿安全规程》的规定,按照CH4(瓦斯)相对涌出量和涌出形式将矿井分为三类:

  ①相对涌出量等于或小于10m3/t为低沼气矿井;

  ②大于10m3/t为高沼气矿井;

  ③煤与沼气突出矿井。瓦斯涌出量的大小决定于煤、岩层瓦斯含量和开采技术因素。瓦斯涌出量在同一矿井内随开采深度的增加、开采规模的扩大和机械化程度的提高而增大。1981年中国主要煤矿中高沼气矿占29%;煤与沼气突出矿井占16%,大部分位于辽宁、四川、贵州和湖南等省。

瓦斯爆炸

  瓦斯爆炸是一种热链式反应(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。

爆炸条件 

    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。

  (1)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。

  (2)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。

  (3)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。

预防瓦斯爆炸

    ①用矿井通风和控制瓦斯涌出等方法,防止瓦斯浓度超过规定(如瓦斯抽放、加强通风等);
预防瓦斯爆炸
       预防瓦斯爆炸


  ②控制火源,消灭电器失爆,杜绝非生产需要的火源,如井下严禁吸烟、携带如火柴、打火机等点火物品入井、明火照明等。对生产中不可避免的高温热源,采用专门措施严加控制,如只准使用特制的矿用安全炸药和电气设备,加强井下火区的管理,禁止井下拆开矿灯等;

  ③配备足够数量专职瓦斯检查工加强检查,配备矿井瓦斯在线监测系统自动连续检查工作地点的CH4浓度和通风状况。

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