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天然氣是一種主要由甲烷組成的氣態化石燃料。它主要存在於油田和天然氣田,也有少量出於煤層。

當非化石的有機物質經過厭氧腐爛時,會產生富含甲烷的氣體,這種氣體就被稱作生物氣體。生物氣的來源地包括森林和草地間的沼澤、垃圾填埋場、下水道中的淤泥、糞肥,由細菌的厭氧分解而產生。生物氣還包括胃腸漲氣(例如:屁),胃腸氣最通常來自於牛羊等家畜。

當甲烷(生物氣)溢散到大氣層中時,它將是一種直接促使全球變暖愈演愈烈的溫室氣體。這種飄散的甲烷,就會被視作一種污染物,而是一種有用的再生能源。然而,在大氣中的甲烷一旦與臭氧發生氧化反應,就會變成二氧化碳和水,因此排放甲烷所導致的溫室效應相對短暫。而且就燃燒而言,天然氣要比煤這類石炭紀燃料產生的二氧化碳要少得多。甲烷的重要生物形式來源是白蟻、反芻動物(如牛羊)和人類對水稻的耕種。據估計,這三者的散發量分別是每年15、75和100百萬噸(年散發總量約為1億噸)。
 

甲烷

其他名稱 沼澤氣, 濕地氣, 生物氣
分子式 CH4 (甲烷)
外觀 無色氣體, 藍色火焰
性質 密度 和 狀態 0.717 kg/m3, gas
熔點 −182.5 °C (90.6 K) 在 1 atm
25 °C (298 K) 在 1.5 GPa
沸點 −161.6 °C (111.55 K)
三相點 90.7 K, 0.117 bar
 

化學成分天然氣的主要成分是甲烷(CH4),甲烷是最短和最輕的烴分子。它也可能會含有一些較重的烴分子,例如乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10),還有一些不定量的含有氣體的硫磺,參見天然氣冷凝物。

有機硫化物和硫化氫(H2S)是常見的雜質,在大多數利用天然氣的情況下都必須預先除去。含硫雜質多的天然氣用英文的專業術語形容為「sour(酸的)」。

儘管天然氣是無色無味的,然而在送到最終用戶之前,還要用硫醇來給天然氣添加氣味,以助於泄漏檢測。天然氣不像一氧化碳那樣具有毒性,它本質上是對人體無害的。不過如果天然氣處於高濃度的狀態,並使空氣中的氧氣不足以維持生命的話,還是會致人死亡的,畢竟天然氣不能用於人類呼吸。

作為燃料,天然氣也會因發生爆炸而造成傷亡。雖然天然氣比空氣輕而容易發散,但是當天然氣在房屋或帳篷等封閉環境里聚集的情況下,達到一定的比例時,就會觸發威力巨大的爆炸。 爆炸可能會夷平整座房屋,甚至殃及鄰近的建築。甲烷在空氣中的爆炸極限下限為5%,上限為15%。


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