浅谈沼气的特性和使用安全

席铁鹏

摘要：指出了沼气作为无色无味的可燃气体，正确地认识沼气的特性和危险性，才能够安全可靠地使用它，真正做到变废为宝。简单分析了沼气的有关特性，提出了在回收综合利用过程中安全使用沼气的方法。

关键词：沼气特性；危险性；安全使用

中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：16749944（2014）03013202

1引言

广州珠江啤酒股份有限公司沼气是污水处理产生的一种含有甲烷的可燃气体，因其含有大量的热值，通过回收综合利用进行发电和制冷，产生相当大的经济效益和社会效益。在回收综合利用过程中坚持“安全第一、预防为主”的方针，采取各种有针对性的措施，实现了沼气发电的安全经济运行。

2沼气的性质

沼气是一种多种气体的混合物，是比空气轻的混合气体。沼气的组分很复杂，主要由参与发酵的原料和在不同条件下经一定发酵过程而形成。一般来讲，沼气的主要组成是：甲烷的含量约为60%～70%，二氧化碳约为25%～30%，还有少量氢气、一氧化碳、氮气、硫化氢等气体。

沼气在含有硫化氢时带有刺激性气味，在经过脱硫过程后即成为无色无味的气体，沼气中由于含有较多的甲烷等可燃性气体，所以沼气也属于一种可燃性气体。这种可燃性气体不是单一的气体而是含有可燃性气体和惰性气体。沼气经过脱硫后会变得无色无味，沼气对人体本身并无毒性，但吸入过多后会发生窒息，使人感到心跳、头痛、无力，形成缺氧性中毒，甚至窒息死亡。

3沼气的可燃性与可爆性

31沼气的燃烧沼气在适合条件下的氧化反应会产生燃烧。沼气在另一条件下氧化反应会产生爆炸。

任何气体的燃烧必须符合3个条件：有可燃性气体（甲烷等）、有助燃剂（空气等）、有着火温度。要保持稳定燃烧要有稳定有序的可燃性气体源源不断地供应，也需要源源不断的助燃剂按比例范围配合，周围没有可爆炸性气体（表1）。

32沼气的爆炸

任何沼气的发生爆炸也是上述沼气燃烧的3个条件，燃烧与爆炸的主要区别在于燃烧时的氛围，燃烧是可燃性气体与助燃剂（空气等）是连续供应的，燃烧时周围无爆炸性气体存在。爆炸的形式是可燃性气体与助燃剂混合达到一定比例范围后被点火燃烧，其着火后产生的高温又点燃周围的在可爆炸范围的沼气与助燃剂混合气体，这就产生了爆炸。

燃烧速度一般为03～2m/s，爆炸速度一般有几十至几百米每秒。

4沼气的危险性

沼气内有大量的甲烷可以燃烧产生热量去做功，但是可燃性气体必然具有一定的危险性。要认识沼气的危险性，采取技术措施化有害为有益。

沼气的危险性是由沼气本身的特点所决定，主要的危险性存在3个方面。第一，由于沼气中含有大量可燃性气体（甲烷等），所以在有助燃剂（空气等）存在的条件下能燃烧，其着火温度不高（大约600℃左右），燃烧温

5沼气的安全使用要求

51严密性要求

由于沼气是一种可燃性混合气体，在使用中与煤气一样要要求输送管道和设备密闭无泄漏。安装后和大修后管道设备除了进行压力试验之外，还必须进行气密性检查。有关压力试验和气密性检查要符合国家燃气管道的有关规定要求。

输送沼气的管道及设备要经常巡检有无异常，检查管道、阀门和设备的法兰和填料盖有无泄漏。检查方法分为仪器检查和肥皂液检查。仪器检查方法，主要是采用可燃性气体分析仪器来检查严密性，并能测出泄漏区域和浓度。可燃性气体分析仪分为固定式和便携式两种。固定式可燃气体分析仪在使用沼气设备的厂房内设置多通道探头，可定时或连续测量室内空气中的沼气浓度，可设定报警范围和运行设备联锁。便携式可燃性气体分析仪主要提供操作人员或检修人员进入生产现场，检查泄漏点并可做报警提示用。

肥皂液检查方法比较简单易操作，主要工作原理是：有一定压力的气体会在一定粘度的液体中形成相对稳定气泡的现象来检查确定泄漏点。肥皂液可用肥皂碎、洗衣粉、洗洁精等有一定表面张力的液体和水调成。检查时用毛刷涂抹些许肥皂液在怀疑有泄漏的部位，如有泄漏应能看到有连续小气泡出现。

52防火要求

沼气是一种可燃性混合气体，其生产场所必须严格防火。使用沼气的生产部门必须严格制定有关操作规定和防火规定。要设立防火区域，在此区域内应严禁烟火。要严令禁止吸烟，禁止外来人员携带火种，禁止维修人员未经批准擅自动火等。

53防爆要求

防爆原则就是沼气不能混入其它助燃剂尤其是空气；另外沼气设备确保无着火源不发生爆炸。要使沼气不混入空气，首先是沼气输送过程中应该是正压运行。其次是防止火花产生或者防止着火温度发生。要按照国家燃气管道的有关规定进行管道、设备的接地，防止静电产生和采取法兰之间跨接铜片或多股铜线导电，避免产生因电位差而造成静电放电现象；安装在使用沼气生产场所内的电器仪表和照明、开关等必须采取防爆措施；检修时必须严格按操作要求进行气体置换，确保安全。

加强巡检管理，加强排风，加强可燃性气体在生产场所内的浓度监测同样是防止发生沼气爆炸的主要措施。由于操作人员要经常对管道、阀门和设备进行巡检，为防止爆炸等意外事故的发生，按照国家有关规定，要求进入生产现场人员穿戴全棉或防静电工作服，穿全胶底无鞋钉的工作劳保鞋。检修使用工具在生产运行中采用不起火花的铜制工具为宜。在沼气管道及设备上应按照国家燃气化工的有关规定配置必要的安全阀、防爆阀或泄压阀等安全措施。安全措施的设置原则，当发生意外爆炸事故时尽可能保护重要设备、减少人员伤亡和设备损害，把事故的影响减少到最低程度。

54气体置换

由于沼气管道或相关设备需要检修或动火作业，管道设备内有剩余的沼气，与空气混合之后有可能形成爆炸性气体。爆炸性气体遇到明火或进入内燃发动机都会发生爆燃损害人员及设备的安全。为了确保安全，在沼气发电生产中一般都会有气体置换步骤。

气体置换，简单而言就是一种气体代替另一种气体的过程，在这里用惰性气体代替可燃性气体。常用的是二氧化碳、氮气和水蒸汽。二氧化碳在啤酒行业较多见，取材容易；氮气一般要通过空分设备来制取，要外购；水蒸汽一般工厂都在锅炉房热力管道上取得。按操作程序逐段把可燃性气体通过排放口赶走，在管道、设备内形成惰性气体氛围，就可以进行相关的检修作业。

6结语

随着沼气发电技术的推广和应用以及国家对节能减排、循环经济的重视和支持，认识沼气的特性和安全使用沼气是沼气综合利用的前提条件。应该结合沼气的特性，不断地总结沼气发电的经验教训，为企业创造经济效益，为社会环境减少废气排放，为人类和子孙后代造福。endprint

摘要：指出了沼气作为无色无味的可燃气体，正确地认识沼气的特性和危险性，才能够安全可靠地使用它，真正做到变废为宝。简单分析了沼气的有关特性，提出了在回收综合利用过程中安全使用沼气的方法。

关键词：沼气特性；危险性；安全使用

中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：16749944（2014）03013202

1引言

广州珠江啤酒股份有限公司沼气是污水处理产生的一种含有甲烷的可燃气体，因其含有大量的热值，通过回收综合利用进行发电和制冷，产生相当大的经济效益和社会效益。在回收综合利用过程中坚持“安全第一、预防为主”的方针，采取各种有针对性的措施，实现了沼气发电的安全经济运行。

2沼气的性质

沼气是一种多种气体的混合物，是比空气轻的混合气体。沼气的组分很复杂，主要由参与发酵的原料和在不同条件下经一定发酵过程而形成。一般来讲，沼气的主要组成是：甲烷的含量约为60%～70%，二氧化碳约为25%～30%，还有少量氢气、一氧化碳、氮气、硫化氢等气体。

沼气在含有硫化氢时带有刺激性气味，在经过脱硫过程后即成为无色无味的气体，沼气中由于含有较多的甲烷等可燃性气体，所以沼气也属于一种可燃性气体。这种可燃性气体不是单一的气体而是含有可燃性气体和惰性气体。沼气经过脱硫后会变得无色无味，沼气对人体本身并无毒性，但吸入过多后会发生窒息，使人感到心跳、头痛、无力，形成缺氧性中毒，甚至窒息死亡。

3沼气的可燃性与可爆性

31沼气的燃烧沼气在适合条件下的氧化反应会产生燃烧。沼气在另一条件下氧化反应会产生爆炸。

任何气体的燃烧必须符合3个条件：有可燃性气体（甲烷等）、有助燃剂（空气等）、有着火温度。要保持稳定燃烧要有稳定有序的可燃性气体源源不断地供应，也需要源源不断的助燃剂按比例范围配合，周围没有可爆炸性气体（表1）。

32沼气的爆炸

任何沼气的发生爆炸也是上述沼气燃烧的3个条件，燃烧与爆炸的主要区别在于燃烧时的氛围，燃烧是可燃性气体与助燃剂（空气等）是连续供应的，燃烧时周围无爆炸性气体存在。爆炸的形式是可燃性气体与助燃剂混合达到一定比例范围后被点火燃烧，其着火后产生的高温又点燃周围的在可爆炸范围的沼气与助燃剂混合气体，这就产生了爆炸。

燃烧速度一般为03～2m/s，爆炸速度一般有几十至几百米每秒。

4沼气的危险性

沼气内有大量的甲烷可以燃烧产生热量去做功，但是可燃性气体必然具有一定的危险性。要认识沼气的危险性，采取技术措施化有害为有益。

沼气的危险性是由沼气本身的特点所决定，主要的危险性存在3个方面。第一，由于沼气中含有大量可燃性气体（甲烷等），所以在有助燃剂（空气等）存在的条件下能燃烧，其着火温度不高（大约600℃左右），燃烧温

5沼气的安全使用要求

51严密性要求

由于沼气是一种可燃性混合气体，在使用中与煤气一样要要求输送管道和设备密闭无泄漏。安装后和大修后管道设备除了进行压力试验之外，还必须进行气密性检查。有关压力试验和气密性检查要符合国家燃气管道的有关规定要求。

输送沼气的管道及设备要经常巡检有无异常，检查管道、阀门和设备的法兰和填料盖有无泄漏。检查方法分为仪器检查和肥皂液检查。仪器检查方法，主要是采用可燃性气体分析仪器来检查严密性，并能测出泄漏区域和浓度。可燃性气体分析仪分为固定式和便携式两种。固定式可燃气体分析仪在使用沼气设备的厂房内设置多通道探头，可定时或连续测量室内空气中的沼气浓度，可设定报警范围和运行设备联锁。便携式可燃性气体分析仪主要提供操作人员或检修人员进入生产现场，检查泄漏点并可做报警提示用。

肥皂液检查方法比较简单易操作，主要工作原理是：有一定压力的气体会在一定粘度的液体中形成相对稳定气泡的现象来检查确定泄漏点。肥皂液可用肥皂碎、洗衣粉、洗洁精等有一定表面张力的液体和水调成。检查时用毛刷涂抹些许肥皂液在怀疑有泄漏的部位，如有泄漏应能看到有连续小气泡出现。

52防火要求

沼气是一种可燃性混合气体，其生产场所必须严格防火。使用沼气的生产部门必须严格制定有关操作规定和防火规定。要设立防火区域，在此区域内应严禁烟火。要严令禁止吸烟，禁止外来人员携带火种，禁止维修人员未经批准擅自动火等。

53防爆要求

防爆原则就是沼气不能混入其它助燃剂尤其是空气；另外沼气设备确保无着火源不发生爆炸。要使沼气不混入空气，首先是沼气输送过程中应该是正压运行。其次是防止火花产生或者防止着火温度发生。要按照国家燃气管道的有关规定进行管道、设备的接地，防止静电产生和采取法兰之间跨接铜片或多股铜线导电，避免产生因电位差而造成静电放电现象；安装在使用沼气生产场所内的电器仪表和照明、开关等必须采取防爆措施；检修时必须严格按操作要求进行气体置换，确保安全。

加强巡检管理，加强排风，加强可燃性气体在生产场所内的浓度监测同样是防止发生沼气爆炸的主要措施。由于操作人员要经常对管道、阀门和设备进行巡检，为防止爆炸等意外事故的发生，按照国家有关规定，要求进入生产现场人员穿戴全棉或防静电工作服，穿全胶底无鞋钉的工作劳保鞋。检修使用工具在生产运行中采用不起火花的铜制工具为宜。在沼气管道及设备上应按照国家燃气化工的有关规定配置必要的安全阀、防爆阀或泄压阀等安全措施。安全措施的设置原则，当发生意外爆炸事故时尽可能保护重要设备、减少人员伤亡和设备损害，把事故的影响减少到最低程度。

54气体置换

由于沼气管道或相关设备需要检修或动火作业，管道设备内有剩余的沼气，与空气混合之后有可能形成爆炸性气体。爆炸性气体遇到明火或进入内燃发动机都会发生爆燃损害人员及设备的安全。为了确保安全，在沼气发电生产中一般都会有气体置换步骤。

气体置换，简单而言就是一种气体代替另一种气体的过程，在这里用惰性气体代替可燃性气体。常用的是二氧化碳、氮气和水蒸汽。二氧化碳在啤酒行业较多见，取材容易；氮气一般要通过空分设备来制取，要外购；水蒸汽一般工厂都在锅炉房热力管道上取得。按操作程序逐段把可燃性气体通过排放口赶走，在管道、设备内形成惰性气体氛围，就可以进行相关的检修作业。

6结语

随着沼气发电技术的推广和应用以及国家对节能减排、循环经济的重视和支持，认识沼气的特性和安全使用沼气是沼气综合利用的前提条件。应该结合沼气的特性，不断地总结沼气发电的经验教训，为企业创造经济效益，为社会环境减少废气排放，为人类和子孙后代造福。endprint

摘要：指出了沼气作为无色无味的可燃气体，正确地认识沼气的特性和危险性，才能够安全可靠地使用它，真正做到变废为宝。简单分析了沼气的有关特性，提出了在回收综合利用过程中安全使用沼气的方法。

关键词：沼气特性；危险性；安全使用

中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：16749944（2014）03013202

1引言

广州珠江啤酒股份有限公司沼气是污水处理产生的一种含有甲烷的可燃气体，因其含有大量的热值，通过回收综合利用进行发电和制冷，产生相当大的经济效益和社会效益。在回收综合利用过程中坚持“安全第一、预防为主”的方针，采取各种有针对性的措施，实现了沼气发电的安全经济运行。

2沼气的性质

沼气是一种多种气体的混合物，是比空气轻的混合气体。沼气的组分很复杂，主要由参与发酵的原料和在不同条件下经一定发酵过程而形成。一般来讲，沼气的主要组成是：甲烷的含量约为60%～70%，二氧化碳约为25%～30%，还有少量氢气、一氧化碳、氮气、硫化氢等气体。

沼气在含有硫化氢时带有刺激性气味，在经过脱硫过程后即成为无色无味的气体，沼气中由于含有较多的甲烷等可燃性气体，所以沼气也属于一种可燃性气体。这种可燃性气体不是单一的气体而是含有可燃性气体和惰性气体。沼气经过脱硫后会变得无色无味，沼气对人体本身并无毒性，但吸入过多后会发生窒息，使人感到心跳、头痛、无力，形成缺氧性中毒，甚至窒息死亡。

3沼气的可燃性与可爆性

31沼气的燃烧沼气在适合条件下的氧化反应会产生燃烧。沼气在另一条件下氧化反应会产生爆炸。

任何气体的燃烧必须符合3个条件：有可燃性气体（甲烷等）、有助燃剂（空气等）、有着火温度。要保持稳定燃烧要有稳定有序的可燃性气体源源不断地供应，也需要源源不断的助燃剂按比例范围配合，周围没有可爆炸性气体（表1）。

32沼气的爆炸

任何沼气的发生爆炸也是上述沼气燃烧的3个条件，燃烧与爆炸的主要区别在于燃烧时的氛围，燃烧是可燃性气体与助燃剂（空气等）是连续供应的，燃烧时周围无爆炸性气体存在。爆炸的形式是可燃性气体与助燃剂混合达到一定比例范围后被点火燃烧，其着火后产生的高温又点燃周围的在可爆炸范围的沼气与助燃剂混合气体，这就产生了爆炸。

燃烧速度一般为03～2m/s，爆炸速度一般有几十至几百米每秒。

4沼气的危险性

沼气内有大量的甲烷可以燃烧产生热量去做功，但是可燃性气体必然具有一定的危险性。要认识沼气的危险性，采取技术措施化有害为有益。

沼气的危险性是由沼气本身的特点所决定，主要的危险性存在3个方面。第一，由于沼气中含有大量可燃性气体（甲烷等），所以在有助燃剂（空气等）存在的条件下能燃烧，其着火温度不高（大约600℃左右），燃烧温

5沼气的安全使用要求

51严密性要求

由于沼气是一种可燃性混合气体，在使用中与煤气一样要要求输送管道和设备密闭无泄漏。安装后和大修后管道设备除了进行压力试验之外，还必须进行气密性检查。有关压力试验和气密性检查要符合国家燃气管道的有关规定要求。

输送沼气的管道及设备要经常巡检有无异常，检查管道、阀门和设备的法兰和填料盖有无泄漏。检查方法分为仪器检查和肥皂液检查。仪器检查方法，主要是采用可燃性气体分析仪器来检查严密性，并能测出泄漏区域和浓度。可燃性气体分析仪分为固定式和便携式两种。固定式可燃气体分析仪在使用沼气设备的厂房内设置多通道探头，可定时或连续测量室内空气中的沼气浓度，可设定报警范围和运行设备联锁。便携式可燃性气体分析仪主要提供操作人员或检修人员进入生产现场，检查泄漏点并可做报警提示用。

肥皂液检查方法比较简单易操作，主要工作原理是：有一定压力的气体会在一定粘度的液体中形成相对稳定气泡的现象来检查确定泄漏点。肥皂液可用肥皂碎、洗衣粉、洗洁精等有一定表面张力的液体和水调成。检查时用毛刷涂抹些许肥皂液在怀疑有泄漏的部位，如有泄漏应能看到有连续小气泡出现。

52防火要求

沼气是一种可燃性混合气体，其生产场所必须严格防火。使用沼气的生产部门必须严格制定有关操作规定和防火规定。要设立防火区域，在此区域内应严禁烟火。要严令禁止吸烟，禁止外来人员携带火种，禁止维修人员未经批准擅自动火等。

53防爆要求

防爆原则就是沼气不能混入其它助燃剂尤其是空气；另外沼气设备确保无着火源不发生爆炸。要使沼气不混入空气，首先是沼气输送过程中应该是正压运行。其次是防止火花产生或者防止着火温度发生。要按照国家燃气管道的有关规定进行管道、设备的接地，防止静电产生和采取法兰之间跨接铜片或多股铜线导电，避免产生因电位差而造成静电放电现象；安装在使用沼气生产场所内的电器仪表和照明、开关等必须采取防爆措施；检修时必须严格按操作要求进行气体置换，确保安全。

加强巡检管理，加强排风，加强可燃性气体在生产场所内的浓度监测同样是防止发生沼气爆炸的主要措施。由于操作人员要经常对管道、阀门和设备进行巡检，为防止爆炸等意外事故的发生，按照国家有关规定，要求进入生产现场人员穿戴全棉或防静电工作服，穿全胶底无鞋钉的工作劳保鞋。检修使用工具在生产运行中采用不起火花的铜制工具为宜。在沼气管道及设备上应按照国家燃气化工的有关规定配置必要的安全阀、防爆阀或泄压阀等安全措施。安全措施的设置原则，当发生意外爆炸事故时尽可能保护重要设备、减少人员伤亡和设备损害，把事故的影响减少到最低程度。

54气体置换

由于沼气管道或相关设备需要检修或动火作业，管道设备内有剩余的沼气，与空气混合之后有可能形成爆炸性气体。爆炸性气体遇到明火或进入内燃发动机都会发生爆燃损害人员及设备的安全。为了确保安全，在沼气发电生产中一般都会有气体置换步骤。

气体置换，简单而言就是一种气体代替另一种气体的过程，在这里用惰性气体代替可燃性气体。常用的是二氧化碳、氮气和水蒸汽。二氧化碳在啤酒行业较多见，取材容易；氮气一般要通过空分设备来制取，要外购；水蒸汽一般工厂都在锅炉房热力管道上取得。按操作程序逐段把可燃性气体通过排放口赶走，在管道、设备内形成惰性气体氛围，就可以进行相关的检修作业。

6结语

随着沼气发电技术的推广和应用以及国家对节能减排、循环经济的重视和支持，认识沼气的特性和安全使用沼气是沼气综合利用的前提条件。应该结合沼气的特性，不断地总结沼气发电的经验教训，为企业创造经济效益，为社会环境减少废气排放，为人类和子孙后代造福。endprint