城镇燃气加臭技术

浅析城镇燃气加臭技术摘要：本文主要对城镇燃气加臭的必要性、国内外燃气加臭的现状、臭剂的选择和臭剂加入量等作一一简单的叙述。关键字：臭味剂燃气加臭城市燃气1前言随着我国城镇建设水平的提高，城市煤气的普及率也越来越高。除了传统的煤制气外，人然气、油制气、沼气、矿井气、工业余气等均在广泛应用开发。人然气和净化较好的人工煤气没有气味或者气味弱，低热值的煤气气味也很不明显。因此，因煤气泄漏不能及时发现而造成中毒、爆炸等恶性事故时有发生，给人民的生命则产造成很大损失。将具有特殊臭味的硫醇化合物加入到燃气中，使燃气带有臭味，以此提醒人们注意燃气的泄漏，这种行之有效的办法已被世界煤气组织确认为安全供气的必要措施。我国的国家规范《城镇燃气设计规范(GT350028-93)》作出了对无味燃气和有毒燃气进行加臭的规定。多年来，我国在臭剂及添加设备等方而的科研还比较落后，市场上可选择应用的产品很少，鉴于此种情况，本文拟对燃气臭剂的选择做一些粗浅的探讨，以求共识。2燃气加臭剂的要求一百多年以来，一些先进国家曾先后研制出多种燃气臭剂，其中硫醇系列产品应用最广，时间也最长，如乙硫醇、丁硫醇、二甲基亚硫酸盐等。随着科技的发展，又出现了四氢噻吩及其混合物等品质优秀的臭剂。显然，可供我们选择的品种越来越多，但是，如何选择一种合适的臭剂是一个很值得探讨的问题。根据理论和实践经验，专家们一致认为，燃气臭剂必须具备以下基本特征:（1）气味必须独特，通常将燃气臭剂选为恶臭型。（2）臭剂能与燃气均匀混合。（3）在常温条件下，臭剂应有足够的挥发性，以保证及时发现环境中燃气的泄漏点。（4）臭剂的物理化学性能稳定。好的燃气臭剂应当具有很强的抗氧化性，不易被空气氧化，不易被土壤吸收，在管道输送过程中，不与燃气发生任何反应，不改变臭剂自身的特性，更不改变燃气的特性。（5）臭剂能与燃气一起燃烧，燃烧后的产物不能有害人身健康，不能污染环境。（6）对燃气输配装置和灶具无腐蚀作用。（7）按标准规定添加的臭剂量对人身健康和环境无损害。（8）价格合理，按标准添加的臭剂量应对燃气的价格无大影响。此外，在选择臭剂时必须考虑到长期货源的可能性及质量的稳定性。3燃气加臭剂的种类及其性能目前世界各国广泛使用的燃气加臭剂主要有四氢噻吩(T.H.T),异丁硫醇、二甲硫醚和乙硫醇4种.它们都是低含硫有机化合物。(1)四氢噻吩(TETRAHYDROTHIOPENE-THT)，商品名为阿乐特88，分子式为C4H8S，是一种有机合成原料，用于医药、照相材料的合成，具有恶臭气味，是无色或微黄色透明液体。本品国外经典的合成方法，是采用噻吩在催化剂存在下，加氢还原而得。我国沈阳化工学院有机合成研究所，采用自制的催化剂，由四氢吠喃与硫化氢反应合成而得四氢噻盼。并且由北京市天然气物资公司代理的美国菲利普斯石油化工公司生产的四氢噻吩已经开始在我国销售使用。(2)异丁硫醇(ISO-BUTYIMERECAPTAN-TBM):又名特丁基硫醇，是一种有机合成中间体和分析试剂。其性质为无色流动性液体，有浓臭鼬气味。由溴代异丁烷以甲醇为溶剂经几次分馏所得。(3)二甲硫醚（ETHYLMERCAPTAN-EM），分子式为(CH3)2S，无色透明液体，有令人不愉快的刺激性气味，有毒性。本产品用合成方法所得。(4)乙硫醇（ETHYLMERCAPTAN-EM），又名琉基乙烷，分子式为CH3CH2SH,其性质是无色液体，有浓烈的蒜臭，易燃，在空气中的爆炸极限为2.8%一18%，高毒性。鉴于此产品为易燃、易爆、高毒，易引起公害及作为加臭剂存在诸多问题，国外早就停止使用，而用四氢噻吩作加臭剂。4燃气加臭标准城市燃气加臭作为安全可靠供气的措施在国外已是较成熟的技术措施，燃气送到用户时必须有明显的臭味已基本成法。一些国家的制定的臭味强度标准列于表1。表1部分国家臭味强度标准日本比斯协会臭味标准ABCDEFG臭味定义无臭微臭感知到臭明显感觉到臭弱臭中等强度臭强臭英国煤气厅臭味标准01/212345臭味定义无臭刚感觉到丑味弱臭中等强度臭强臭大强臭最高丑-感觉上上限意大利和法国煤煤气公司臭味标准01/212345臭味定义没有臭味极微小臭味弱臭味一般臭味臭味强臭味很强最高丑-感觉最最高限*可由身体健康状况正常且嗅觉能力一般的人识别出来，相当于告警浓度或安全浓度。我国《城市燃气设计规范》GB50028-93中对燃气加臭也有规定:“城镇燃气应具有可察觉的臭味，无臭味或臭味不足的燃气应加臭。燃气中臭剂的最小量应符合下列规定:（1）有毒燃气泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度之前应能察觉;（2）无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%浓度时应能觉察。”但这与发达国家相比还有明显差距。5燃气加臭量的检测为了提高燃气供应的安全性，加臭浓度应保持一定的数值范围。因此，在加强对加臭设备严格管理的同时，还必须有专用的臭气浓度测定仪，随时进行检测。日前，国外使用的测定仪大体分为3种:专用加臭剂测定管;以稀释倍数测定臭气浓度测定仪;色谱分析仪。(1)专用加臭剂测定管:此方法是在测定管内充填某种加臭剂专用的测定剂，再通入一定量的试验气，根据测定剂变色的长度求得该加臭剂的浓度。(2)以稀释倍数测定臭气浓度测定仪:其工作原理是，给一定流量的无臭空气流添加试验气，使其混合制成试样气，再用测定仪判断有无燃气臭气，根据该试样气的稀释倍数，求取探测燃气的稀释倍数。燃气稀释倍数可变换达10000倍。测定仪内的流量计分为两档，A档可稀释0--1000倍，B可稀释1000--10000倍。(3)色谱分析仪:该仪器专门用于测量燃气中含量极低的含硫组分的浓度值，是一种较为理想的燃气加臭剂测定设备。该色谱分析仪能使四氢噻吩发生氧化-还原反应，造成电极间一定的差异。氧化-还原反应将在色谱图上产生峰值，这峰值数就对应燃气中四氢噻吩的含量。6臭量计算6.1理论加臭量(1)无毒燃气加臭量无毒燃气加臭量计算可按式（1）进行计算:（1）其中-----理论加臭量，mg/m3；-----嗅觉感知体积分数，10-9；-----臭剂蒸气密度，kg/m3；-----燃气爆炸下限，%；b-----燃气加臭剂的纯度，%。以向人然气中加入四氢噻吩为例，根据式(1)计算得出理论加入量为0.40mg/m3。(2)有毒燃气理论加臭量有毒燃气理论加臭量可按式(2)进行计算:（2）其中式中：-----有毒燃气对人体产生损害时有毒组分在空气中的质量浓度，mg/m3-----有毒组分密度，g/m3-----有毒组分在燃气中的体积分数，%以焦炉煤气加入四氢噻吩为例，如果焦炉煤气中含有6%的CO，已知CO对人体产生损害时在空气中的浓度为230mg/m3，根据式(2)计算得出臭剂加入量为1.3mg/m3。6.2实际加臭量影响加臭量的因素很多，如管道长度。管道太长会造成管壁及土壤吸附量过大，臭味强度随着管道长度增加而越来越小，甚至会造成所谓的失效现象。由于燃气的种类很多，组成也非常复杂，再加上影响加臭效果的不确定因素较多，在决定加臭量时，可先进行理论计算，然后根据下3式确定实际加臭量。(3)式中：------实际加臭量，mg/m3；------经验系数，一般可取10；------修正系数，与环境温度、季节气候有关，取值范围为1.0-2.5；------修正系数，与管网的新旧程度有关.取值范围为1.0-2.0；------管道及土壤吸附等臭剂损失的修正值，取值范围为75%一85%。7.小结城镇燃气加臭是安全使用燃气的一个重要措施，但至今在我国还未引起应有的重视，所以各地因燃气泄漏而造成爆炸、死亡的恶性事故还不断发生;随燃气种类不同选用的臭剂种类也应相应改变，臭剂加入量也应相应改变;根据我国目前情况，当务之急应对高CO的燃气和无味的燃气以行政命令强制加臭，对燃气未加臭而发生恶性事故应追究有关人员的责任。世界各国的燃气加臭工作在技术和相应法规等方面已相当成熟，而且还在不断完善，以使其达到更加合理、更为先进的水平。目前我国在燃气加臭方面远远落后于世界先进水平，存在许多技术空白，与我国的燃气发展很不适应，我们应该在科研和生产实践中不断深入研究和探讨，吸取国外先进技术，积极开发适合国情的工业化加臭技术，赶上世界先进技术水平，改善燃气的安全使用状况，以满足快速发展的燃气事业的需要参考文献:[1]金石坚，对有毒煤气的加臭问题，煤气与热力，1985,(4):15-19[2]陈贤仁，加臭是安全使用城市煤气的必要措施，煤气与热力，1987,(6):14-20[3]蔡素洁王荣华李天凡等，燃气加臭装置的选