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甲烷

甲烷是最簡(jiǎn)單的烴（碳?xì)浠衔铮瘜W(xué)式。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷是無(wú)色氣體，密度是0.717克/升，極難溶于水。通常情況下，甲烷穩(wěn)定甲烷，如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在特定條件下甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如可以燃燒和發(fā)生取代反應(yīng)等。甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分。它可用作燃料及制造氫氣、炭黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。它主要的來(lái)源有：有機(jī)廢物的分解、天然源頭（如沼澤）、化石燃料、動(dòng)物（如牛）的消化過(guò)程、稻田之中的細(xì)菌、生物物質(zhì)缺氧加熱或燃燒等。

甲烷是一種可燃性氣體，而且可以人工制造，所以，在石油用完之后，甲烷將會(huì)成為重要的能源。

首先，沼氣是有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物的發(fā)酵作用而生成的一種可燃性氣體。沼氣的用途廣泛，首先可作為能源，用于人類的生產(chǎn)和生活；其次是幫助凈化環(huán)境，用于處理城鄉(xiāng)生活污水、垃圾和工農(nóng)業(yè)廢水、廢物以及人畜糞便；再次是作為有機(jī)肥料，將沼發(fā)酵殘余物用于農(nóng)牧漁業(yè)生產(chǎn)；此外二氧化硫檢測(cè)儀，還可從沼氣及其發(fā)酵殘余物制取很多化工產(chǎn)品。

太陽(yáng)沼氣池主要是靠收集太陽(yáng)光的熱量，來(lái)提高沼氣池發(fā)酵溫度，從而更好實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氣。下面是一種采用聚光凸透鏡的太陽(yáng)能沼氣池。它是一種新型太陽(yáng)能沼氣池，包括發(fā)酵集料箱、復(fù)合凸透鏡、防護(hù)罩、太陽(yáng)能集熱板、保溫容器、電熱轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器、保溫控制器盒、快速發(fā)酵集料箱和支撐座。復(fù)合凸透鏡由多個(gè)以曲面為基面的凸透鏡組成，復(fù)合凸透鏡上的多個(gè)凸透鏡所集聚光線的焦點(diǎn)都在太陽(yáng)能集熱板 上，太陽(yáng)能集熱板位于保溫容器的頂部，保溫容器安裝在快速發(fā)酵集料箱的上部，快速發(fā)酵集料箱上開(kāi)設(shè)有與發(fā)酵集料箱連通的通氣口 ，其通過(guò)支撐座安裝在發(fā)酵集料箱內(nèi)的上部。本實(shí)用新型能將太陽(yáng)能熱量聚集在沼氣池中心部位，提供并控制甲烷菌等所需或最佳生存溫度或繁殖溫度，并將產(chǎn)氣原料適當(dāng)分類處置，保證有機(jī)物廢物和沼氣池充分使用。

寒地太陽(yáng)能沼氣裝置

天然氣是一種多組分的混合氣體，主要成分是烷烴voc氣體檢測(cè)儀，其中甲烷占絕大多數(shù)。與煤炭、石油等能源相比，天然氣在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的能影響人類呼吸系統(tǒng)健康的物質(zhì)極少，產(chǎn)生的二氧化碳僅為煤的40%左右，產(chǎn)生的二氧化硫也很少。天然氣燃燒后無(wú)廢渣、廢水產(chǎn)生，具有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢(shì)。目前人們的環(huán)保意識(shí)提高，世界需求干凈能源的呼聲高漲，各國(guó)政府也透過(guò)立法程序來(lái)傳達(dá)這種意愿。天然氣曾被視為最干凈的能源之一，再加上世界的石油危機(jī)，能源緊張加深美國(guó)及主要石油消耗國(guó)家研發(fā)替代能源的決心，因此，在還未發(fā)現(xiàn)真正的替代能源前，天然氣需求量自然會(huì)增加。

（1）天然氣發(fā)電。是緩解能源緊缺、降低燃煤發(fā)電比例，減少環(huán)境污染的有效途徑。且從經(jīng)濟(jì)效益看，天然氣發(fā)電的單位裝機(jī)容量所需投資少，建設(shè)工期短甲烷，上網(wǎng)電價(jià)較低，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

（2）天然氣化工工業(yè)。天然氣是制造氮肥的最佳原料，具有投資少、成本低、污染少等特點(diǎn)。天然氣占氮肥生產(chǎn)原料的比重，世界平均為80%左右。

（3）城市燃?xì)馐聵I(yè)。特別是居民生活用燃料。隨著人民生活水平的提高及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，大部分城市對(duì)天然氣的需求明顯增加。天然氣作為民用燃料的經(jīng)濟(jì)效益也大于工業(yè)燃料。

（4）壓縮天然氣汽車。以天然氣代替汽車用油，具有價(jià)格低、污染少、安全等優(yōu)點(diǎn)。

天然氣化工是以天然氣為原料生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的工業(yè)，是燃料化工的組成部分。由于天然氣與石油同屬埋藏地下的烴類資源，有時(shí)且為共生礦藏，其加工工藝及產(chǎn)品相互有密切的關(guān)系，故也可將天然氣化工歸屬于石油化工。天然氣化工一般包括天然氣的凈化分離、化學(xué)加工（所含甲烷、乙烷、丙烷等烷烴的加工利用）。世界上約有50個(gè)國(guó)家不同程度地發(fā)展了天然氣化工。天然氣化工比較發(fā)達(dá)的國(guó)家有美國(guó)、俄羅斯、加拿大等。美國(guó)發(fā)展天然氣化工最早，產(chǎn)品品種和產(chǎn)量目前仍居首位。消耗于化學(xué)工業(yè)的天然氣，占該國(guó)化工行業(yè)所消耗原料和燃料總量的1/2以上。20世紀(jì)70年代中期前蘇聯(lián)調(diào)整了化學(xué)工業(yè)政策，加速發(fā)展天然氣化工生產(chǎn)，在西伯利亞天然氣產(chǎn)區(qū)新建生產(chǎn)裝置，大規(guī)模應(yīng)用于合成氨、甲醇和乙烯、二硫化碳。目前，其天然氣化工產(chǎn)品產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)。加拿大有豐富的天然氣資源，用于合成氨、尿素、甲醇和乙烯的生產(chǎn)。

我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，石油、天然氣所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。隨著國(guó)家對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)，提高天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比重和引進(jìn)LNG，將對(duì)優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，有效解決能源供應(yīng)安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

隨著天然氣的普遍應(yīng)用，天然氣供應(yīng)已經(jīng)成為國(guó)家能源安全中越來(lái)越重要的組成部分。未來(lái)中國(guó)天然氣需求增長(zhǎng)速度將明顯超過(guò)煤炭和石油。

與此同時(shí)，甲烷也是一種溫室氣體：其全球變暖潛能為22（即它的暖化能力比二氧化碳高22倍）。

北冰洋

世界八成甲烷的產(chǎn)生皆來(lái)自人為活動(dòng)（主要是畜牧業(yè)）。在過(guò)去200年，地球大氣中的甲烷濃度升了1倍多，由0.8毫克/千克上升至1.7毫克/千克。甲烷并非毒氣；然而，其具有高度的易燃性，和空氣混合時(shí)也可能造成爆炸。甲烷和氧化劑、鹵素或部分含鹵素之化合物接觸會(huì)有極為猛烈地反應(yīng)。甲烷同時(shí)也是一種窒息劑，在密閉空間內(nèi)可能會(huì)取代氧氣。若氧氣被甲烷取代后含量低于19.5%時(shí)可能導(dǎo)致窒息。當(dāng)有建筑物位于垃圾掩埋場(chǎng)附近時(shí)，甲烷可能會(huì)滲透入建筑物內(nèi)部，讓建筑物內(nèi)的居民暴露在高含量的甲烷之中。某些建筑物在地下室設(shè)有特別的回復(fù)系統(tǒng)，會(huì)主動(dòng)捕捉甲烷，并將之排出至建筑物外。

研究發(fā)現(xiàn)，氣候變暖導(dǎo)致海洋釋放出更多甲烷。

氣候變暖不但表現(xiàn)為人類排放的溫室氣體增多，還會(huì)導(dǎo)致地球自身釋放出更多的溫室氣體。據(jù)美國(guó)最新一期《地球物理通訊》雜志刊登的一篇英國(guó)國(guó)家海洋中心的研究報(bào)告顯示，研究人員探測(cè)到北冰洋中存在大量甲烷，這證實(shí)了地球暖化導(dǎo)致海底釋放大量甲烷的說(shuō)法。他們擔(dān)心，這些甲烷可能使得地球變暖問(wèn)題更加惡化。

英國(guó)研究人員搭乘皇家科學(xué)考察船前往北極海域甲烷，利用聲吶探測(cè)到從海底升起250多個(gè)甲烷氣泡。經(jīng)過(guò)分析他們發(fā)現(xiàn)，這塊海域在過(guò)去30年中水溫升高了1℃，導(dǎo)致海底的甲烷水合物分解出甲烷，并以氣泡方式浮上海面。

甲烷水合物又稱“可燃冰”，通常存在于海底高壓穩(wěn)定狀態(tài)下。30年前，這些物質(zhì)可在海面下360米深處穩(wěn)定存在，而現(xiàn)在，它們要到400米下才能穩(wěn)定存在。

研究人員擔(dān)心，如果北極海域普遍出現(xiàn)這種現(xiàn)象，那么，每年將釋放出數(shù)千噸甲烷。由于甲烷是一種溫室氣體，因此，這將會(huì)使得地球變暖的問(wèn)題更加惡化。而且溶于海水中的甲烷會(huì)造成海水酸度增加，對(duì)海洋生態(tài)形成負(fù)面影響。

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