什么是甲烷的性质、来源和利用?

   2023-04-18 02:56:39 网络570
核心提示:甲烷甲烷是最简单的烃(碳氢化合物),化学式。在标准状态下甲烷是无色气体,密度是0.717克/升,极难溶于水。通常情况下,甲烷稳定,如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应,如可以燃烧和发生取代反

什么是甲烷的性质、来源和利用?

甲烷

甲烷是最简单的烃(碳氢化合物),化学式。在标准状态下甲烷是无色气体,密度是0.717克/升,极难溶于水。通常情况下,甲烷稳定,如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应,如可以燃烧和发生取代反应等。甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用作燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。它主要的来源有:有机废物的分解、天然源头(如沼泽)、化石燃料、动物(如牛)的消化过程、稻田之中的细菌、生物物质缺氧加热或燃烧等。

甲烷是一种可燃性气体,而且可以人工制造,所以,在石油用完之后,甲烷将会成为重要的能源。

首先,沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成的一种可燃性气体。沼气的用途广泛,首先可作为能源,用于人类的生产和生活;其次是帮助净化环境,用于处理城乡生活污水、垃圾和工农业废水、废物以及人畜粪便;再次是作为有机肥料,将沼发酵残余物用于农牧渔业生产;此外,还可从沼气及其发酵残余物制取很多化工产品。

太阳沼气池主要是靠收集太阳光的热量,来提高沼气池发酵温度,从而更好实现产气。下面是一种采用聚光凸透镜的太阳能沼气池。它是一种新型太阳能沼气池,包括发酵集料箱、复合凸透镜、防护罩、太阳能集热板、保温容器、电热转换器、温度传感器、保温控制器盒、快速发酵集料箱和支撑座。复合凸透镜由多个以曲面为基面的凸透镜组成,复合凸透镜上的多个凸透镜所集聚光线的焦点都在太阳能集热板 上,太阳能集热板位于保温容器的顶部,保温容器安装在快速发酵集料箱的上部,快速发酵集料箱上开设有与发酵集料箱连通的通气口 ,其通过支撑座安装在发酵集料箱内的上部。本实用新型能将太阳能热量聚集在沼气池中心部位,提供并控制甲烷菌等所需或最佳生存温度或繁殖温度,并将产气原料适当分类处置,保证有机物废物和沼气池充分使用。

寒地太阳能沼气装置

天然气是一种多组分的混合气体,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数。与煤炭、石油等能源相比,天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少,产生的二氧化碳仅为煤的40%左右,产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生,具有使用安全、热值高、洁净等优势。目前人们的环保意识提高,世界需求干净能源的呼声高涨,各国政府也透过立法程序来传达这种意愿。天然气曾被视为最干净的能源之一,再加上世界的石油危机,能源紧张加深美国及主要石油消耗国家研发替代能源的决心,因此,在还未发现真正的替代能源前,天然气需求量自然会增加。

(1)天然气发电。是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环境污染的有效途径。且从经济效益看,天然气发电的单位装机容量所需投资少,建设工期短,上网电价较低,具有较强的竞争力。

(2)天然气化工工业。天然气是制造氮肥的最佳原料,具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重,世界平均为80%左右。

(3)城市燃气事业。特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强,大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。

(4)压缩天然气汽车。以天然气代替汽车用油,具有价格低、污染少、安全等优点。

天然气化工是以天然气为原料生产化学产品的工业,是燃料化工的组成部分。由于天然气与石油同属埋藏地下的烃类资源,有时且为共生矿藏,其加工工艺及产品相互有密切的关系,故也可将天然气化工归属于石油化工。天然气化工一般包括天然气的净化分离、化学加工(所含甲烷、乙烷、丙烷等烷烃的加工利用)。世界上约有50个国家不同程度地发展了天然气化工。天然气化工比较发达的国家有美国、俄罗斯、加拿大等。美国发展天然气化工最早,产品品种和产量目前仍居首位。消耗于化学工业的天然气,占该国化工行业所消耗原料和燃料总量的1/2以上。20世纪70年代中期前苏联调整了化学工业政策,加速发展天然气化工生产,在西伯利亚天然气产区新建生产装置,大规模应用于合成氨、甲醇和乙烯、二硫化碳。目前,其天然气化工产品产量仅次于美国。加拿大有丰富的天然气资源,用于合成氨、尿素、甲醇和乙烯的生产。

我国的能源结构以煤炭为主,石油、天然气所占比例远远低于世界平均水平。随着国家对能源需求的不断增长,提高天然气在能源结构中的比重和引进LNG,将对优化我国的能源结构,有效解决能源供应安全和生态环境保护,实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。

随着天然气的普遍应用,天然气供应已经成为国家能源安全中越来越重要的组成部分。未来中国天然气需求增长速度将明显超过煤炭和石油。

与此同时,甲烷也是一种温室气体:其全球变暖潜能为22(即它的暖化能力比二氧化碳高22倍)。

北冰洋

世界八成甲烷的产生皆来自人为活动(主要是畜牧业)。在过去200年,地球大气中的甲烷浓度升了1倍多,由0.8毫克/千克上升至1.7毫克/千克。甲烷并非毒气;然而,其具有高度的易燃性,和空气混合时也可能造成爆炸。甲烷和氧化剂、卤素或部分含卤素之化合物接触会有极为猛烈地反应。甲烷同时也是一种窒息剂,在密闭空间内可能会取代氧气。若氧气被甲烷取代后含量低于19.5%时可能导致窒息。当有建筑物位于垃圾掩埋场附近时,甲烷可能会渗透入建筑物内部,让建筑物内的居民暴露在高含量的甲烷之中。某些建筑物在地下室设有特别的回复系统,会主动捕捉甲烷,并将之排出至建筑物外。

研究发现,气候变暖导致海洋释放出更多甲烷。

气候变暖不但表现为人类排放的温室气体增多,还会导致地球自身释放出更多的温室气体。据美国最新一期《地球物理通讯》杂志刊登的一篇英国国家海洋中心的研究报告显示,研究人员探测到北冰洋中存在大量甲烷,这证实了地球暖化导致海底释放大量甲烷的说法。他们担心,这些甲烷可能使得地球变暖问题更加恶化。

英国研究人员搭乘皇家科学考察船前往北极海域,利用声呐探测到从海底升起250多个甲烷气泡。经过分析他们发现,这块海域在过去30年中水温升高了1℃,导致海底的甲烷水合物分解出甲烷,并以气泡方式浮上海面。

甲烷水合物又称“可燃冰”,通常存在于海底高压稳定状态下。30年前,这些物质可在海面下360米深处稳定存在,而现在,它们要到400米下才能稳定存在。

研究人员担心,如果北极海域普遍出现这种现象,那么,每年将释放出数千吨甲烷。由于甲烷是一种温室气体,因此,这将会使得地球变暖的问题更加恶化。而且溶于海水中的甲烷会造成海水酸度增加,对海洋生态形成负面影响。

有毒气体国家标准是多少?如何检测空气中有毒气体的浓度?

这两个都是煤矿方面的标准,3836是关于防爆的,不知道你指的激光甲烷传感器是用的哪种防爆形式,不同的防爆形式都有对应的3836.x的内容要求;AQ6211是行业标准,只要是激光甲烷传感器,都要符合这个标准,因为针对激光原理的甲烷传感器标准还没形成,各大安标检验单位目前都是依据这个AQ6211进行激光甲烷传感器的检验。

关于VOC挥发性有机物的国内外标准

二氧化硫安全卫生标准为15mg/m3等。利用有毒气体检测仪进行检测。

我国二氧化硫安全卫生标准为15mg/m3。NO2浓度在1~3ppm时,可闻到臭味;浓度为13ppm时,眼鼻有急性刺激感;浓度在16.9ppm条件下,呼吸10min,会使肺活量减少,肺部气流阻力提高。生产环境光气浓度在20~30mg/立方米时,可发生急性中毒,100~300mg/立方米,接触10~15min可致严重中毒或死亡。

有毒气体检测仪可以检测的气体有C2H3O;乙炔;丙烯腈;氨气;胂;溴气 ;丁二烯;二硫化碳;一氧化碳;氧硫化碳 ;氯气;二氧化氯;乙硼烷;二甲基硫醚;乙醇;乙硫醇;乙烯;环氧乙烷;氟气;甲醛;锗烷;肼;氢气;溴化氢;氯化氢;氢氰酸;氟化氢;硫化氢;甲醇;甲硫醇等。

扩展资料:

有毒有害气体的主要来源:

1、燃料(煤、石油、天然气等)的燃烧向大气排放大量有害气体的重要发生源,火力发电厂、钢铁厂、焦化厂、石油化工厂和有大型锅炉的工厂、用煤量大的工矿企业以及家庭日常生活用的炉灶都是有害气体的发生源。

2、工业生产过程中有大量有害气体排放到大气中,如石油化工企业、冶金企业以及电镀、喷漆、印刷、塑料、制药等行业排放出来的含有大量酸气(如氯化氢、硫酸、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物等)。

3、在地下采矿和掘进施工过程中也会产生有害气体,如硫化氢、二氧化硫、甲烷、氡(岩石中普遍存在着铀,铀的衰变不断产生氡气,可进入采空区)。

参考资料来源:百度百科-有毒气体检测仪

参考资料来源:百度百科-有毒有害气体

沼气生产,国家制定了一定的标准,谁知道都有哪些?

1、VOC挥发性有机物的国内标准:

我国执行的涂料国标《GB18582-2001室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》中VOC含量的定义是:“涂料中总挥发物含量扣减水分含量,即为涂料中挥发性有机化合物含量。”

一般说来,材料中所含VOC越少,它对人体的危害就越轻微。涂料国标中对内墙涂料中VOC含量的要求是:不得高于每升200克。

国家新颁布的《民用建筑室内环境污染控制规范》中,室内空气中TVOC的含量,已经成为评价居室室内空气质量是否合格的一项重要项目。在此标准中规定的TVOC含量为Ⅰ类民用建筑工程:0.5 mg/立方米、Ⅱ类民用建筑工程:0.6mg/立方米 。

2、VOC挥发性有机物的国外标准:

国外发达国家对涂料中VOC含量的限制很严格。以欧盟而言,一类(亚光类)涂料不得高于每升30克,二类(有光类)不得高于每升200克。

扩展资料:

VOC挥发性有机物的降解方法:

1、活性吸附法:在有机废气治理工艺中 , 吸附是处理效果好、使用较广的方法之一 , 吸附剂有活性炭、硅藻土、沸石等 , 其中活性炭吸附应用最多。通过吸附系统 , 不仅可以使VOC浓度大大降低 , 实现废气达标排放 , 而且吸附后通过气提解吸 , 收集物可回用于生产。

2、引风高空排放法:这是一般企业在装漆、砂磨等岗位使用最多、最简便的方法之一 , 其成本低、易操作、效果明显。但高空排放只是污染的转移 , 并没有真正解决污染问题 , 而引风机功力大小和风口安装高度又直接影响引风效果。

3、燃烧处理法:VOC为有机挥发性物质 , 易燃烧 , 可采用常温或催化氧化燃烧处理 , 气体由引风管道通入锅炉或焚烧炉燃烧 , 但对高温有机气体还要经过安全论证。此法处理比较完全, 基本可以把VOC转化为CO2 、H2O 。

4、吸收除气法:因VOC一般都溶解于柴油或200#汽油等有机溶剂 , 可用柴油或200#汽油吸收VOC, 吸收后的溶剂可用于燃料或稀释剂。这种方法操作方便、成本低 , 但吸收处理后一般尚有挥发气体残余 , 因有机溶剂本身易挥发 , 因此不能使VOC降为零 , 若遇高温 , 则吸收率更低。

5、冷凝收集法:对反应釜高温有机气体可采用冷凝收集 , 先用直冷凝再螺旋冷凝 , 该法除气效果明显 , 易操作、运行成本低 , 但对低沸点气体效果不佳。

参考资料来源:百度百科-VOC

参考资料来源:百度百科-挥发性有机物

国家标准

1、GB/T 4750-2002 户用沼气池标准图集1

2、GB/T 4751-2002 户用沼气池质量检查验收规范

3、GB/T 4752-2002 户用沼气池施工操作规程

4、GB 16889-2008 生活垃圾填埋场污染控制标准

5、GB/T 3606-2001 家用沼气灶

6、农村家用水压式沼气池标准图集

7、GB 7637—87 农村家用沼气管路施工安装操作规程

行业标准

1、NY/T 1220.1-2006 沼气工程技术规范 第1部分:工艺设计

2、NY/T 1220.2-2006 沼气工程技术规范 第2部分:供气设计

3、NY/T 1220.3-2006 沼气工程技术规范 第3部分:施工及验收

4、NY/T 1220.4-2006 沼气工程技术规范 第4部分:运行管理

5、NY/T 1220.5-2006 沼气工程技术规范 第5部分:质量评价

6、NY/T 1702-2009 生活污水净化沼气池技术规范

7、NY/T 1700-2009 沼气中甲烷和二氧化碳的测定气相色谱法

8、CJ/T234-2006 垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜

9、NY/T 1638-2008 沼气饭锅

10、NY/T 1639-2008 农村沼气“一池三改”技术规范

11、HJ/T176-2005 危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范

12、HJ/T177-2005 医疗废物集中焚烧处置工程建设技术规范

13、NY/T 858-2004 沼气压力表

14、NY/T 859-2004 户用沼气脱硫器

15、NY/T 860-2004 户用沼气池密封涂料

16、NY/T 1221-2006 规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全...

17、NY/T 1222-2006 规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范

18、NY/T 1223-2006 沼气发电机组

19、NY/T 667-2003 沼气工程规模分类

20、HJ/T81-2001 畜禽养殖业污染防治技术规范

21、NY/T 465-2001 户用农村能源生态工程南方模式设计施工与使用规范

22、NY/T 466-2001 户用农村能源生态工程北方模式设计施工和使用规范

23、NY/T 344-1998 家用沼气灯

以上就是关于什么是甲烷的性质、来源和利用?全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

 
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