何谓天然气
天然气是自然界中一切天然生成的各种气体的混合物。是蕴藏在地层内的可燃性体,主要成份是甲烷、乙烷等。天然气易燃易爆和空气混合后,温度达到550℃左右就会燃烧;其混合物浓度达到5%-15%,遇到火种就会爆炸。天然气热值高,约8500-10000千卡/每立方,天然气燃烧后发出的热量是相同体积的城市煤气的2.5倍左右。
无色、无味,同空气的比重是0.65,比空气轻。但送至用户前为使大家辨别泄漏与否而被添加了硫化氢H25,它也具有毒性,是一种具有强烈臭鸡蛋味的无色气味,当空气中的硫化氢浓度达到0.31毫克/升时,人的眼、口、鼻就会受到强烈的刺激而造成流泪、怕光、头痛、呕吐;当空气中的硫化氢含量达到1.54毫克/升时,人就会死亡。因此,国家规定:对供应城市民用的天然气,每立方米中硫化氢含量要控制在20毫克以下。
在不充分燃烧的情况下会产生一氧化碳,将使人中毒。所以同煤气相比天然气还是安全了许多。天然气的主要成分是甲烷,甲烷本身是无毒的,但空气中的甲烷含量达到10%以上时,人就会因氧气不足而呼吸困难,眩晕虚弱而失去知觉、昏迷甚至死亡。
何謂一氧化碳气体
一氧化碳(carbon-monoxide即CO)气体是一种无色、无味、无刺激、无法用五官感知的有毒气体,能抑制血液的携氧能力。比重为0.967。空气中CO浓度达到12.5%-74.2%时为爆炸范围。大气中含量约为0.002%、23mg/m3、20ppm,暴漏极限为0.005%、57.4mg、50ppm,导致人体中毒的大气含量为0.003%、30ppm。任何含碳燃料燃烧不充分时都会产生一氧化碳,如:煤、天然气、石油、木炭、烟草等。在有限的空气中燃烧时(特别是冬季生炉子暖,通常门窗紧闭),会产生更多的一氧化碳;没有适当的通风口能到屋外,问题会更加严重。吸烟、工业厂房废气、汽车尾气排放、煤气管道漏气、固体废料燃烧都可放出大量CO。火车通过隧道时,空气中CO可达到有害浓度。矿井打眼放炮产生的炮烟中,CO含量也较高。煤矿瓦斯爆炸时有大量CO产生。
一氧化碳的毒性主要是影响氧气的供给与利用,一氧化碳与血红细胞的亲和力比氧气与血红细胞的亲和力大300倍以上,造成人体组织缺氧。当吸入一氧化碳气体后,一氧化碳进入肺部抢先与血红细胞结合,使血红细胞丧失运输氧气的能力,造成人体多个器官缺氧,导致组织受损甚至死亡。一般人在意外中毒时无法自我察觉,往往被发现时已进入昏迷状态,酿成重大伤害甚至死亡。因此称之为家庭中的“隐形*手”。美国消费产品安全委员会很早就向公众警告一氧化碳是家庭中致命的毒气,“隐形*手”。 室内生炉子,要注意通风良好,让一氧化碳及时排到室外,否则会越积越多。
空气中一氧化碳的浓度与健康成年人吸入时间和出现的中毒的症状:
50ppm 健康成年人在八小时内可以承受的最大浓度
200ppm 2-3小时后,轻微头痛、乏力
400ppm 1-2小时内前额痛;3小时后威胁生命
800ppm 45分钟内,眼花、恶心、痉挛;2小时内失去知觉;2-3小时内死亡
1600ppm 20分钟内头痛、眼花、恶心;1小时内死亡
3200ppm 5-10分钟内头痛、眼花、恶心;25-30分钟内死亡
6400ppm 1-2分钟内头痛、眼花、恶心;10-15分钟死亡
12800ppm 1-3分钟内死亡
注意:上表中的CO中毒症状,是对健康成年人而言,对于高危、脆弱人群,其反应不同。超过八小时呆在含有50ppm浓度一氧化碳的环境中,也有可能会引起一氧化碳中毒。为了你和家人的安全,建议安装能检测更低浓度一氧化碳的的报警器,如灵敏度探测符合UL2034或者EN50291的(UL2034、EN50291可以说是目前世界上最严格的民用一氧化碳报警器标准)多级浓度报警、能检测更低浓度。
在日常生活中,每日吸烟一包,可使血液的碳氧血红蛋白(COHb)浓度升至5%~6%。在吸烟环境中生活8h,相当于吸5支香烟。煤炉产生的气体中CO含量可高达6%~13%?室内门窗紧闭,火炉无烟囱,或烟囱堵塞、漏气、倒风以及在通风不良的浴室内使用燃气加热器淋浴都可发生CO中毒。失火现场空气中CO浓度可高达10%、也可发生中毒。
现场急救一氧化碳中毒者须知
当发现有人一氧化碳中毒后,救助者必须迅速按下列程序时行救助:
1. 因一氧化碳的比重比空气略轻,故浮于上层,救助者进入和撤离现场时,如能匍匐行动会更安全。进入室内时严禁携带明火,尤其是开放煤气自*的情况,室内煤气浓度过高,按响门铃、打开室内电灯产生的电火花均可引起爆炸。
2. 进入室内后,应迅速打开所有通风的门窗,如能发现煤气来源并能迅速排出的则应同时控制,如关闭煤气开关等,但绝不可为此耽误时间,因为救人更重要。
3. 然后迅速将中毒者背出充满一氧化碳的房间,转移到通风保暖处平卧,解开衣领及腰带以利其呼吸及顺畅。同时呼叫救护车,随时准备送往有高压氧仓的医院抢救。
4. 在等待运送车辆的过程中,对于昏迷不醒的患者可将其头部偏向一侧,以防呕吐物误吸入肺内导致窒息。为促其清醒可用针刺或指甲掐其人中穴。若其仍无呼吸则需立即开始口对口人工呼吸。必需注意,对一氧化碳中毒的患者这种人工呼吸的效果远不如医院高压氧仓的治疗。因而对昏迷较深的患者不应立足于就地抢救,而应尽快送往医院,但在送往医院的途中人工呼吸绝不可停止,以保证大脑的供氧,防止因缺氧造成的脑神经不可逆性坏死。
目前的家用燃气灶
比较流行的熄灭保护方式是热电偶式,其工作原理是热电偶受热时,它会产生热电势,这一电势可使电磁阀工作。工作原理为:当按旋钮,小火点燃时,热电偶受其火焰加热,产生热电势。热电势通过导线导入电磁线圈,产生磁场使电磁阀吸合,燃气阀开启,燃烧通路打开,维持其正常燃烧,一旦遇到大风或汤水等溢出,扑灭火焰,热电偶的热电势很快下降到零,线圈失电,电磁阀失效,在弹簧作用下迅速复位,阀门关闭燃气通路,终止供气,保证安全。
离子感应(焰)式作为燃气具的安全保护装置是利用燃气在燃烧时火焰带有离子并具有单向导电性.这种安全保护方式最早被应用在燃气热水器上,并已由早期的直流感应发展到现在的交流感应,使可靠性得到了大幅度的提高,应用在灶具上还只有三、四年的历史。
户内燃气减压阀
我们暂时以家用LPG减压阀为例子说明,减压阀是安装在液化气钢瓶角阀上连接角阀与胶管,起到降低、稳定输出压力的家用燃具中的重要设备。主要由进气口、出气口、手轮、上阀盖、下阀盖、进气嘴、呼吸孔、上气室、减压室、阀垫、杠杆、橡胶薄膜、弹簧、调节螺塞等部件组成。其结构组成如示意图。
液化石油气从钢瓶出来时为高压气体先通过进气管到达减压室,当用户关闭燃气具的开关时,随着进入减压室的液化石油气增多,其压力升高,把由弹簧压着的橡胶薄膜顶上去,存在于上气室的部分空气由呼吸孔排出阀体。这样,迫使杠杆向上移动,利用杠杆作用使阀口关闭,切断了液化石油气进口的通路,减压阀出口的压力就不再上升。当打开燃气具的开关后,液化石油气从减压阀内流出,使减压室内的压力下降,橡胶薄膜下凹,带动杠杆下移,外部空气从呼吸孔进入上气室,使阀垫向中移动,进气喷嘴变大,进气量增加,压力升高。这样反复不断的调节过程使减压室的压力总是恒定的,即不管进气压力偏高还是偏低,出口压力总是稳定的,从而直到降压和稳压的作用。
高压的气体通过一个小孔就实现了减压,减压阀之所以能控制压力稳定是因为它的设计能够控制通孔大小。下面,提供一个参考图。
图中红色是高压侧,蓝色是低压侧,减压阀控制的是低压侧的压力。对于中间的膜片来说,上面弹簧给的压力和下面蓝色气体给的压力是一样的,所以只要控制弹簧的长度即可控制稳定的出口压力。如果蓝色部分压力下降了,膜片会下降,导致通孔(红蓝交界处)加大,于是蓝色压力升高,直到和弹簧压力相等。如果蓝色的部分压力高了,过程相反。
上图说过,控制弹簧的长度即可控制稳定的出口压力,燃气公司将LPG改造为NPG时,将上图压迫弹簧的顶针剪短了10公分左右,可见用间接控制弹簧长度的做法来控制出口压力,从标称的2800pa(LPG)降到2000pa(NPG)。这就是降低压力,增加气体流量的做法,压力与流量的气体的关系上正好是反比的关系。
何要把灶具进气阀门小孔扩孔呢?因天然气同液化气的比例大约是1:3,燃烧一个立方液化气,换成天然气要需三个立方
顺便谈一谈空气助燃
液化气(LPG)燃烧一个立方米需三立方米氧气助燃,一立方米空气含有21%的氧气,共需多少空气呢?
计算:1立方米空气/0.21=4.76*3立方米氧气=14.28立方米空气。而一个立方米的天然气完全燃烧需要大约十立方米空气助燃。切记要对燃烧的炉具灶具热水器随时不间断地提供新鲜空气。
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二氧化碳
空气中有微量的二氧化碳,约占0.039%。二氧化碳略溶于水中,形成碳酸,碳酸是一种弱酸。二氧化碳平均约占大气体积的387ppm。大气中的二氧化碳含量随季节变化,这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时,植物由于光合作用消耗二氧化碳,其含量随之减少;反之,当秋冬季来临时,植物不但不进行光合作用,反而制造二氧化碳,其含量随之上升。
二氧化碳常压下为无色、无臭、不助燃、不可燃的气体。二氧化碳是一种温室气体因为它发送可见光,但在强烈吸收红外线。二氧化碳的浓度于2009年增长了约二百万分之一。
气体密度:1.96g/L
液体状态表面张力:约3.0dyn/cm
密度:1.8kg/m3
粘度:比四氯乙烯粘度低得多,所以液体二氧化碳更能穿透纤维。
特点:没有闪点,不可燃,不助燃(一般情况下);无色无味,无毒性。
顺便谈一下二氧化碳中毒低浓度的二氧化碳可以兴奋呼吸中枢,便呼吸加深加快。高浓度二氧化碳可以抑制和麻痹呼吸中枢。比如地窑中储存的蔬菜、水果呼吸作用时产生二氧化碳,同时消耗了氧气。无防护措施进入地窖所发生之中毒,是高浓度二氧化碳和缺氧造成的。试验证明氧充足的空气中二氧化碳浓度为5%时对人尚无害;但是,氧浓度为17%以下的空气中含4%二氧化碳,即可使人中毒。缺氧可造成肺水肿、脑水肿、代谢性酸中毒、电解质紊乱、休克、缺氧性脑病等。空氣含量超过正常(0.03%)时,能使呼吸加深加快;如含量为1%时,能使正常人呼吸量增加25%;含量为3%时,使呼吸量增加2倍。但当含量为25%时,则可使呼吸中枢麻痹,并引起酸中毒,故吸入浓度不宜超过10%(正常氧气含量下)。急件中毒突然进入高浓度二氧化碳环境中,大多数人可在几秒钟内,因呼吸中枢麻痹,突然倒地死亡。部分人可先感头晕、心悸、迅速出现惊厥、昏迷。如不及时脱离现场、抢救,容易发生危险,必须迅速脱离险境,病人可立刻清醒。若拖延一段时间,病情继续加重,昏迷、呕吐、咯白色或血性泡沫痰、二便失禁、抽搐、四肢强直。可因高烧、休克、呼吸循环衰竭死亡,也可死于肝、肾功能衰竭。幸免者1一2个月、甚至数月才逐渐恢复,部分病人可留有后遗症(神经衰弱、症状性癫痛、震颤性麻痹及去大脑皮质状态等)。慢性中毒长时间处于低浓度二氧化碳环境中,可引起头痛、头晕、心率、注意力不集中、记忆力减退等。治療脱离现场迅速脱离现场,呼吸新鲜空气或吸氧气。对呼吸心跳停止者,应坚持人工呼吸、心脏按摩或开胸按摩,不应轻率放弃。其他治疗同一氧化碳中毒。高压氧治疗可迅速纠正缺氧状态,打破因缺氧所造成的恶性循环,使机体迅速恢复。由于二氧化碳中毒并不影响血液运输氧的功能,不影响细胞内呼吸,故高压氧对二氧化碳中毒的疗效优于一氧化碳中毒。