天然气体燃料

3.3.3　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以下三种：

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35000～39000kJ/m³。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。

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34800～36800kJ/m³。陕西长庆气田气甲烷体积分数高达98%，标态下低位热值约36590kJ/m³。

2.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39000～44000kJ/m³，一般高于气田气，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39300kJ/m³。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41900kJ/m³。

3.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13000～19000kJ/m³，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15200kJ/m³。