液化天然气的燃烧特性(新编版)
液化天然气(LNG)特性
液化天然气（LNG）特性LNG是英文Liquefied Natural Gas的简称，即液化天然气。
它是天然气（甲烷CH4）在经净化及超低温状态下（-162℃、一个大气压）冷却液化的产物。
液化后的天然气其体积大大减少，约为0℃、1个大气压时天然气体积的1/600，也就是说1立方米LNG气化后可得600立方米天然气。
无色无味，主要成份是甲烷，很少有其它杂质，是一种非常清洁的能源。
LNG基本参数LNG主要成分是甲烷（90%以上）、乙烷、氮气（0.5-1%）及少量C3～C5烷烃的低温液体。
LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
1）LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。
2）临界温度为-82.3℃。
3）沸点为-161.25℃，着火点为650℃。
4）液态密度为0.420～0.46T/m3，气态密度为0.68-0.75kg/m3。
5）气态热值38MJ/m3，液态热值50MJ/kg。
6）爆炸范围：上限为15%，下限为5%。
7）辛烷值ASTM：130。
8)无色、无味、无毒、无腐蚀性。
9）体积约为同量气态天然气体积的1/600。
LNG用途车用：LNG是一种清洁、高效的能源，其作为优质的车用燃料，与汽油相比，具有抗爆性能好、发动机寿命长、燃料费用低、环保性能好、储存效率高、安全性好等优点。
城市燃气：LNG可以有效供应管网没有辐射到的地区，并且可以有效缓解城市燃气用气高峰情况下的调峰需求。
季节变化等因素导致用气不均匀性明显，调峰需求突出，各地区城市燃气纷纷建设LNG调峰储备设施，缓解用气不均匀情况。
工业燃料、发电：LNG运输灵活，在管道未辐射情况下，加装气化装置供应工业用户、电厂。
LNG发电在环保、调峰等方面相对于传统电厂具有决定优势，新兴的分布式能源是未来发展方向。
冷能利用：冷能是在自然条件下，利用一定温度差所得到的能量。
在LNG气化过程中，约能产生870Kj/Kg的低温能量。
表- 液态天然气的物理化学特性及危险属性
表- 液态天然气的物理化学特性及危险属
性
液态天然气（LNG）是一种常见的液化石油气。
它是由天然气
经过冷却和压缩而成，以便在储存和运输过程中占据较小的体积。
液态天然气在低温条件下存在，因此具有较高的物理化学特性和危
险属性。
液态天然气的化学式为C3H8，相对分子质量为44.097 g/mol。
它的液态密度为0.571 g/cm³，沸点为-42.1 °C，熔点为-187.7 °C，
闪点为-188.0 °C。
液态天然气具有自燃温度为460 °C，爆炸限度在2.1%到9.5%之间。
它不溶于水，也是非导电的。
主要成分为甲烷，含量大于等于90%。
液态天然气是高度易燃气体，因此具有危险性。
其物质容易燃烧，能形成爆炸性混合物，并且在高温下具有自燃性。
爆炸时会生成有毒气体。
在处理液态天然气的火灾时，适合使用干粉、二氧化碳、泡沫和水雾等灭火剂。
液态天然气的危险品运输编号为
UN1978，危险品分类编号为2.1，包装标志为3。
在液态天然气的应急处置中，需要避免火源。
如发生泄漏，需要立即采取适当的减压和通风处理，并迅速撤离人员到安全区域，以防止扩散。
以上是液态天然气的物理化学特性及危险属性的基本信息。
如需更多详细信息，请参考相关文献或咨询专业人士。
表- 液化天然气的物理性质及危险特征
表- 液化天然气的物理性质及危险特征表 - 液化天然气的物理性质及危险特征
液化天然气的危险特征包括但不限于：
1. 易燃性：液化天然气具有低的闪点和爆炸极限，因此在适当条件下可以发生燃烧和爆炸，并释放大量能量。
2. 高压：液化天然气以极高的压力储存和运输，因此在处理和使用时需要特别小心，避免泄漏和突然释放。
3. 寒冷：液化天然气的温度极低，接触液化天然气可能导致严重的冻伤，应采取适当的防护措施。
4. 气体扩散性：液化天然气在遇到泄漏时会迅速蒸发并扩散，增加了泄露的范围和风险。
因此，及时检测和控制泄漏是至关重要的。
鉴于液化天然气的物理性质和危险特征，我们需要在处理、储存和运输过程中遵循相关的安全标准和操作规程，以最大限度地减少潜在风险。
天然气化学危险特性及安全性能
天然气化学危险特性及安全性能加气站所储存的危险化学品主要是液化天然气、压缩天然气其理化性质及危险特性。
1、液化天然气主要成分：甲烷分子式：CH4理化性质：无色无味的气体，能被液化和固化。
能溶于乙醇、乙醚，微溶于水。
易燃，燃烧时呈青白火焰，火焰温度约1930℃。
1立方米天然气爆炸相当于7～14公斤TNT炸药。
相对密度：0.430（-162℃）凝固点：-183.2℃沸点：-162℃闪点：-190℃自燃点：340℃爆炸极限：5%～15%最易引燃浓度：7.3% 产生最大爆炸压力的浓度：9.8% 最大爆炸压力：7Kg/平方厘米最小引燃能量：0.28毫焦燃烧热值：8300千卡/立方米灭火剂：干粉、雾状水、泡沫、CO22、液氮理化性质：无色无味的气体，危险特性：若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
灭火方法：用雾状水保持火场中容器冷却。
相对密度：0.81（-196℃）临界温度：-147 ℃沸点：-195 ℃临界压力：3.40 MPa熔点：-209 ℃饱和蒸气压（kPa）：1026.42/-173℃燃烧性：不燃闪点：无意义爆炸极限：无意义自燃温度：无意义3、天然气安全性天然气的燃点为650℃，比汽柴油、液化石油气（LPG）的燃点高，点火性能也高于汽柴油和LPG。
天然气的爆炸极限为 4.6～14.57%，且密度很低，只有空气的一半左右，稍有泄漏即挥发扩散；而LPG的爆炸极限为2.4～9.5%，燃点为466℃，且气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发；汽油爆炸极限为1.0～7.6%，燃点为427℃；柴油爆炸极限为0.5～4.1%，燃点为260℃。
由此可见，在某种意义上天然气比LPG、汽油、柴油更安全。
4、重大危险源辨识结果本站储存区的天然气为易燃气体，危险源是能量/危险物质集中的核心，是能量传出来或爆发的地方。
通常危险源拥有的能量或物质越多，则事故时可能意外释放的量也多，亦是可能导致事故发生的潜在的不安全因素。
根据《危险化学品重大危险源辨识》GB18218-2009中的规定，对于某种或某类危险物质规定的数量，若单元中的物质数量等于或超过该数量，则该单元定为重大危险源。
民用液化天然气的燃烧特性研究
民用液化天然气的燃烧特性及CO2排放研究摘要：本文对不同产地的液化天然气（LNG）在最常用的嵌入式和台式灶头上的燃烧特性进行了系统的研究，在炉灶的额定功率范围内分别对炊事过程中的大、小火进行了测试，测试结果表明，尾气中主要含有CO2、H2O、N2、O2和极微量的CO，我们的碳平衡计算结果认为LNG基本完全燃烧，碳氧化因子接近1，发热量根据GB /T 11062-1998进行计算，在此基础上得到LNG在民用过程中的碳排放系数在53KgCO2/GJ左右。
关键词：液化天然气，民用燃气灶，燃烧特性，碳氧化因子，碳排放系数1. 前言全球气候变化可能是人类面临的最大挑战，而气温升高的原因在于温室气体排放量的增加，尤其是CO2排放的增加。
为应对全球气候变化，其根本目的是控制CO2排放总量。
然而，在面临减排压力的同时，我国城市的现代化正在加速进行，这意味着大规模城市基础设施建设需求的增长，温室气体排放无疑持续增加。
城市燃气与城市自来水等设施一样，成为基础设施不可缺少的组成部分。
发展城市燃气，尤其是以天然气作为城市燃气主要气源，能够取得显著地节能环保效果，获得良好的社会效益。
以民用燃料的实际使用状况进行分析，不同燃料的热能利用率相差很大。
天然气在提供相同供热量的条件下，CO2、SO2、NO、粉尘等排放最小的燃料。
因此，天然气又被称为绿色燃料。
大规模的天然气的供气方式有两种: 管道输气和液化天然气( LNG) 运输。
采用LNG 运输可使远洋天然气贸易成为可能，是解决海洋、荒漠地区天然气利用的有效方法; 同时, LNG 输送成本仅为管道输送的1/ 6~ 1/ 7, 可减少由于气源不足铺设管道而造成的风险, 且液化前的净化处理使其成为洁净燃料。
如新疆广汇能源利用小型LNG瓶组站，可以为区域集中度在300户以上的居民区或用气单位解决生活用气问题，被称为LNG分布式能源供应模式。
广汇在国内创造的这种分布式LNG能源供应模式与管道供应天然气模式相比，具有投资小，建设期短，受地理和经济条件等因素限制少，供应方便灵活等优点，可以较好地解决管道天然气无法解决的偏远地区居民使用天然气的问题，广汇分布式LNG能源供应模式作为对管道天然气供应模式的重要补充，现已受到国家能源局高度认可，被列入“国家能源发展十二五规划”。
液化天然气(LNG)理化特性简介
液化天然气（LNG）理化特性简介一、LNG的定义及组成液化天然气是指天然气原料经过预处理，脱除其中的杂质后，再通过低温冷冻工艺在-162℃下所形成的低温液体混合物。
天然气是一种混和物，通过制冷液化后，LNG就成为含甲烷（96%以上)和乙烷（4%）及少量C3-C5烷烃的低温液体。
LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
二、LNG的基本性质LNG的性质随组分变化而略有不同，一般商业LNG的基本性质为：在-162℃与0.1MPa下，LNG为无色无味无腐蚀性的液体，其密度约为0.43t/m3，燃点为650℃，沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，热值一般为37.62MJ/m3，在-162℃时的汽化潜热约为510kJ/kg，爆炸极限为5%-l5%，压缩系数为0.74-0.82。
三、LNG的特性1.LNG的蒸发LNG储存在绝热储罐中，任何热量渗漏到罐中，都会导致一定量的LNG汽化为气体，这种气体被称为蒸发气。
LNG蒸发气的组成主要取决于液体的组成，一般含氮气20%（约为LNG中N2含量的20倍），甲烷80%及微量乙烷，对于纯甲烷而言，-113℃以下的蒸发气比空气重；对于含有氮气20%的甲烷而言，低于-80℃的蒸发气比空气重。
2.LNG的溢出与扩散LNG倾倒至地面上时，最初会猛烈沸腾蒸发，其蒸发率将迅速衰减至一个固定值。
蒸发气沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量逐渐上升和扩散，同时将周围的环境空气冷却至露点以下，形成一个可见的云团。
这可作为蒸发气移动方向的LNG指南，也可作为蒸发气-空气混合物可燃性的指示。
3.LNG的燃烧与爆炸LNG具有易燃易爆特性，在-162℃低温条件下其爆炸范围为5%-15%（体积百分比）；LNG着火温度即燃点随组分的变化而变化，其燃点随重烃含量的增加而降低，纯甲烷的着火温度为650℃。
四、LNG的优点1.安全可靠LNG的燃点比汽油高230℃，比柴油更高；LNG爆炸极限比汽油高2.5-4.7倍；LNG的相对密度为0.43左右，汽油为0.7左右，比空气轻，即使稍有泄露，也将迅速挥发扩散，不至于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。
天然气理化特性表和液化天然气理化特性表
组分
LNG是以甲烷为主要成分的烧类混合物，其中含有通常存在于天然气中少量的乙烷、丙烷、氮等其它组分。
物理性质
LNG作为一种沸腾液体大量的储存于绝热储罐中，任何传导至储罐中的热量都会导致一些液体蒸发，一般情况下，蒸发气包括20%的氮，80%的甲烷和微量乙烷。
密度
LNG的密度取决于其组分，通常在430kg∕m3-470kg∕m3之间。
天然气主要组分为甲烷，其毒性因其他化学组成的不同而异。
液化天然气理化特性表
理化特性
相对分子量(kg/kmol)：16.41沸点温度/C:-162.6
密度/(kg∕m3)131.6
O0Ct101.325Pa条件下单位体积和液体生成的气体体积/(m3∕m3)：590
O0CtIOL325Pa条件下单位质量和液体生成的气体体积/(m3∕103kg):1.367毒性：LNG和天然气是无毒的。
主要用途：主要用作燃料和用于炭黑、氢、乙块、甲醛等的制造。
危害信息
【燃烧和爆炸危险性】
极易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸危险。
【活性反应】
与五氧化漠、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、来自氟化氧及其他强氧化剂剧烈反应。
【健康危害】
纯甲烷对人基本无毒，只有在极高浓度时成为单纯性窒息剂。皮肤接触液化气体可致冻伤。
天然气理化特性表
特别
警示
极易燃气体。
理化特性
无色、无臭、无味气体。微溶于水，溶于醇、乙醒等有机溶剂。分子量16.04,熔点-182.5C,沸点T6L5C,气体密度0.7163g∕L,相对蒸气密度(空气=1)0.6,相对密度(水=1)0.42(-164βC),临界压力4.59MPa,临界温度-82.6℃,饱和蒸气压53.32kPa(T68.8C),爆炸极限5.0%〜16%(体积比)，自燃温度537℃,最小点火能0.28mJ,最大爆炸压力0.717MPa<>
表--液化天然气的理化性质及危险特性
表–液化天然气的理化性质及危险特性
液化天然气的理化性质
液化天然气（LNG）是指将天然气在超过临界温度(-82.2°C)和压力(0.1MPa)条
件下减压冷却至约-162°C时的物态，由于经过减压、冷却处理，LNG可以占用原
来天然气约600倍的体积。
以下是LNG的主要理化性质：
物理性质数值
临界温度-82.2℃
临界压力44.8bar
密度低于0.45g/cm³
比热火源接触瞬间瞬间升温速度极快，暴燃时可释放大量热量
注：液化天然气分子量相对较小，因此比空气轻，遇火源燃烧后可多飘散引起
较大的火灾范围。
液化天然气的危险特性
爆炸波的威力大
液化天然气的燃烧热值极大，持续的火焰高温可引起爆炸波，此时雷管炸药在
震荡作用的同时也有极高的温度，从而引发大面积高温燃烧，吞噬一切遇到的物体。
因此，液化天然气的爆炸波将会给整个工厂带来不可承受之压力。
液化天然气容易泄漏引起火灾爆炸
在液化天然气管道中，由于管道破损、设备故障、盗采等原因，很可能产生泄漏，如泄漏不及时得到控制，等到泄漏的LNG到达可燃范围，被着火源点燃，将
会引发火灾爆炸。
液化天然气火灾特性
液化天然气火灾与普通液体火灾有很大不同，在点燃后，由于液化天然气的高
蒸发性、高化学活性，火焰很快延展到其他区域。
如果在高温和高压下点燃LNG，其爆炸威力将会更加可怕。
液化天然气的理化性质及危险特性，具有严重的危害性。
对于液化天然气的使
用和运输，一定要严格按照规定操作，以确保安全生产。
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液化天然气的燃烧特性(新编
版)
Safety management is an important part of production management. Safety and production are in
the implementation process
液化天然气的燃烧特性(新编版)
液化天然气既具有天然气易燃易爆的特点，又具有低温液体所特有的低温特性引起的安全问题。
因此，认识LNG的安全特性必须同时了解天然气的燃烧特性和LNG的低温特性。
液化天然气按照组成不同，常压下的沸点为-166～-157℃，密度为430～460kg/m3
(液)，秘值41.5～45.3MJ/m3
(气)，华白(Wobbe)指数49～56.5MJ/m3
，液化天然气的体积大约是气态的1/625。
在泄漏枣溢出时，空气中的水蒸气被溢出的LNG冷却，产：董明豆的白色蒸汽云。
LNG气化时，其气体密度为1.5kg/m3。
气体温度上升到-107℃时，气体密度与空气密度相当，因此，LNG气化后，气体温度高于-107℃时，其密度比空气小，容易在空气中扩散。
其燃烧特性主要是燃烧范围、着火温度、燃烧速度等。
一、燃烧范围
可燃气体与空气的混合物中，如燃气浓度低于某一限度，氧化反应产生的热量不足以弥补散失的热量，无法维持燃烧爆炸；当燃气浓度超过某一限度时，由于缺氧也无法维持燃烧爆炸。
燃烧范围就是指可燃气体与空气形成的混合物，能够产生燃烧或爆炸的温度范围。
前者是燃烧下限(LEL)，后者是燃烧上限(UEL)。
上、下限之间的温度范围称为燃烧范围。
只有当燃气在空气中的比例在燃烧范围之内，混合气体才可能产生燃烧。
对于天然气，在空气中达到燃烧的比例范围比较窄，其燃烧范围大约在5%～15%之间，即体积分数低于5%和高于15%都不会燃烧。
由于不同产地的天然气组分会有所差别，燃烧范围的值也会略有差别。
LNG的燃烧下限明显高于其他燃料，柴油在空气中的含量只需要达到0.6%(体积)，汽油达到1.4%(体积)，点火就会燃烧。
在-162℃的低温条件下，其燃烧范围为体积分数6%～13%。
另外，天然气的燃烧速度相对比较慢(大约是0.3m/s)。
所以在敞开的环境条件，LNG和蒸气一般不会因燃烧引起爆炸。
天然气燃烧产生的黑烟
很少，导致热辐射也少。
对于不含氧和不含惰性气体的燃气的爆炸极限可按式(2-1)近似计算：
L=100/∑(Vi
/Li
)(2-1)
式中L——燃气的爆炸上、下限，%；
Li
——燃气中各组分的爆炸上、下限，%；
Vi——燃气中各组分的体积分数，%。
LNG组分的物性见表2-1，碳氢化合物的燃烧极限比甲烷的低。
如果LNG中碳氢化合物的含量增加，将使LNG的燃烧范围的下限降低。
天然气与汽油、柴油等燃料的特性比较见表2-2。
LNG与其他燃料的比较见表2-3。
表2-1LNG主要组分的物性
气体名称
相对分子质量
拂点/℃
密度/(kg/m3
)
液态与气态密度比气态与空气密度比气化热③
/(kJ/kg)
气体①
蒸气②
液体
甲烷
16.04
-161.5
O.6664
1.8261
426.09 639 0.544 509.86 乙烷30.07 -88.2 1.2494 —562.25 450 1.038 489.39 丙烷44.10 -42.3
1.8325
—
581.47
317
1.522
425.89
①常温常压条件(20℃，0.1MPa)。
②、③常压下的沸点(0.1MPa)。
二、着火温度
可燃气体与空气混合物，在没有火源情况下，达到某一温度后，能够自动点燃着火的最低温度称为着火温度。
着火温度并不是一个固定值，它和空气与燃料的混合浓度和混合气体的压力有关。
可燃气体在纯氧中的着火温度要比在空气中低50～100℃。
即使是单一可燃组分，其着火温度也不是固定值，与可燃组分在空气混合物中的浓度、混合程度、压力、燃烧室特性等有关。
工程上实用的着火温度应由试验确定。
表2-2天然气与汽油、柴油燃烧特性比较燃料种类
天然气
汽油
柴油
燃烧范围/%(体积)
5～15
1.4～7.6
0.6～5.5
自燃温度/℃
450
300
230
空气中最小点火能/mJ
0.285
0.243
O.243
火焰峰值温度/℃
1884
1977
2054
表2-3LNG与其他燃料比较名称
LNG
丙烷
柴油
汽油
甲醇
乙醇
着火温度/℃
538
493
252
257
464
423
燃烧范围/%(体积) 5～15
3.4～13.8
O.6～5.5
1.4～7.6
6.7～36
3.3～19
亮度/%
-60
60
100
100
O.03
3.O
蒸气密度/(kg/m3
)
O.60
1.52
≥4
3.4
1.1
1.59
甲烷性质稳定，以甲烷为主要成分的天然气着火温度较高。
在大气压条件下，纯甲烷的平均自动着火温度为650℃。
如果混合气体的温度高于自动着火点，则在很短的时间后，气体将会自动点燃。
如果温度比着火点高得多，气体将立即点燃。
LNG的自动着火温度随着组分的变化而变化，例如，若LNG中碳氢化合物的重组分比例增加，则自动着火温度降低。
除了受热点火钤，天然气也能被火花点燃。
如衣服上的静电，也能产生足够的能量点燃天然气。
因此，工作人员不能穿化纤布(尼龙、腈纶等)类的衣服操作天然气，化纤布比天然纤维更容易产生静电。
三、燃烧速度
燃烧速度是火焰在空气一燃料的混合物中的传递速度。
燃烧速度也称为点燃速度或火焰速度。
天然气燃烧速度较低，其最高燃烧速度只有0.3m/s。
随着天然气在空气中的比例增加，燃烧速度亦增加。
对于直径大于100m的LNG层状着火形成的火焰的表面发散能(SEP)很高，火焰高度可用式(2-2)[1]
计算：
式中H——火焰高度，m；
D——火焰底部直径，m；
m——质量燃烧速度，kg/(m3
·h)；
p——空气密度，kg/m3
；
g——重力加速度，m/s。
游离云团中的天然气处于低速燃烧状态，云团内形成的压力低于5kPa，一般不会造成很大的爆炸危害。
但若厨围空间有限，云团内部有可能形成较高的压力波。
参考文献
1徐文渊等.天然气利用手册.北京：中国石化出版社，2002
云博创意设计
MzYunBo Creative Design Co., Ltd.。