Khí thiên nhiên là gì? Những thành phần chính và ứng dụng của khí thiên nhiên. Khí thiên nhiên đã trở thành một nguồn năng lượng quan trọng trong cuộc sống hiện đại, với các ứng dụng đa dạng. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khí thiên nhiên, các thành phần chính của nó, cũng như những ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày và công nghiệp.
Khí thiên nhiên là gì ?
Theo cách gọi phổ biến trên toàn cầu, khí tự nhiên (natural gas) hay khí thiên nhiên đều là những thuật ngữ dùng để chỉ một loại nhiên liệu hóa thạch với thành phần chủ yếu là hydrocacbon – hợp chất hóa học gồm hydro và oxy. Nguồn khí thiên nhiên này thường được phát hiện và khai thác tại các mỏ khí đốt hoặc mỏ dầu nằm sâu bên trong lớp vỏ Trái Đất.
Giống như than đá và dầu mỏ, khí thiên nhiên có khả năng cháy và tỏa ra lượng nhiệt lớn, do đó được xem là một tài nguyên thiên nhiên vô cùng quan trọng. Khí thiên nhiên được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ sản xuất công nghiệp đến giao thông vận tải. Bạn có thể nhận biết khí thiên nhiên qua các tên gọi quen thuộc như khí gas, khí đốt, hay khí ga. Hiện nay, khí tự nhiên được đánh giá là một nguồn nguyên liệu sạch, thân thiện với môi trường, đáp ứng khoảng 25% nhu cầu năng lượng toàn cầu.
Những thành phần chính của khí thiên nhiên
Thành phần chính của khí thiên nhiên gồm khoảng 85% CH4 (metan), 10% C2H6 (etan), cùng với một lượng nhỏ các hợp chất như C5H12 (pentan), C4H10 (butan), C3H8 (propan) và một số ankan khác.
Ngoài các hydrocacbon, khí thiên nhiên còn chứa một lượng nhỏ tạp chất như CO2 (carbon dioxide), N2 (nitơ), H2S (hydro sulfide) và hơi nước.
Những chất không thuộc nhóm hydrocacbon trong khí thiên nhiên được phân loại thành chất gây ô nhiễm và chất làm loãng.
- Chất gây ô nhiễm: Bao gồm hydro sunfit và các hợp chất lưu huỳnh, có khả năng gây hư hỏng thiết bị sản xuất, vận chuyển và khi bị đốt cháy có thể dẫn đến mưa axit, ô nhiễm không khí.
- Chất làm loãng: Gồm nitơ, hơi nước và carbon dioxide, thường được loại bỏ trong quá trình tinh chế khí tự nhiên để tăng chất lượng sản phẩm.
Phân loại các loại khí thiên nhiên
Khí thiên nhiên là một hỗn hợp khí không màu, được phân loại dựa trên thành phần hóa học của nó. Dưới đây là bốn loại chính của khí thiên nhiên:
- Khí khô: Loại khí thiên nhiên có tỷ lệ khí metan (CH4) chiếm ưu thế trong thành phần.
- Khí ướt: Loại khí thiên nhiên chứa tỷ lệ cao các hydrocacbon nhóm ankan như etan, butan và propan, nhiều hơn so với khí khô.
- Khí ngọt: Loại khí thiên nhiên có hàm lượng khí hydro sunfit cao. Hydro sunfit là một chất độc, thường có mùi giống mùi trứng thối.
- Khí chua: Loại khí thiên nhiên với nồng độ hydro sunfit thấp hơn so với khí ngọt.
Xem thêm : Khí CO2 là gì ? Nguồn gốc và ứng dụng của khí CO2
Ứng dụng của khí thiên nhiên
Khí thiên nhiên là nguồn nhiên liệu hóa thạch không thể tái tạo và có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và sản xuất, cụ thể như sau:
- Khí đốt trong các nhà máy chế biến thực phẩm: Khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu cho lò gas trong các nhà máy chế biến thực phẩm hoặc các xưởng sản xuất đồ khô.
- Nhiên liệu đốt trong công nghiệp: Khí thiên nhiên đóng vai trò làm nhiên liệu đốt trong các lò nung của nhiều nhà máy công nghiệp, bao gồm các nhà máy xi măng, lò gạch, lò luyện kim và lò gốm.
- Tạo nhiệt cho nhà máy nhiệt điện: Khí thiên nhiên được sử dụng để đốt cháy tạo ra nhiệt năng, phục vụ cho việc quay tuabin trong các nhà máy nhiệt điện.
- Nguyên liệu cho ngành hóa dầu: Các hợp chất như propan, etan, butan từ khí thiên nhiên là nguyên liệu quan trọng trong ngành hóa dầu, được sử dụng để sản xuất các sản phẩm thiết yếu như chất dẻo, bột giặt, dược phẩm, v.v.
- Sản xuất thức ăn cho cá và chế tạo thức ăn giàu đạm: Khí thiên nhiên được ứng dụng để cung cấp dinh dưỡng cho cá và sản xuất thức ăn giàu đạm thông qua việc sử dụng vi khuẩn Methylococcus capsulatus để chuyển hóa khí thiên nhiên.
- Sản xuất khí H2: Khí thiên nhiên còn được dùng để sản xuất khí H2, một nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp hoặc làm nhiên liệu cho các động cơ sử dụng khí H2.
- Nhiên liệu cho động cơ sử dụng khí thiên nhiên: Khí thiên nhiên, khi nén hoặc hóa lỏng, là nguồn nhiên liệu đốt cho các loại động cơ, mang lại hiệu quả cao và thân thiện với môi trường.
Khí thiên nhiên có hại đến môi trường không?
Khí thiên nhiên được đánh giá là một loại nhiên liệu hóa thạch thân thiện hơn so với than đá và dầu mỏ nhờ mức độ ô nhiễm thấp hơn. Tuy nhiên, việc khai thác, chế biến và sử dụng khí thiên nhiên vẫn tiềm ẩn nhiều tác động tiêu cực đến môi trường, cụ thể như sau:
- Sụt lún đất và ảnh hưởng hệ sinh thái: Trong quá trình khai thác, áp suất tại các mỏ khí thiên nhiên bị giảm, dẫn đến tình trạng sụt lún và tác động xấu đến hệ sinh thái xung quanh.
- Ô nhiễm từ hydro sulfide: Khí chua chứa hydro sulfide (H2S) nếu không được xử lý triệt để có thể gây ô nhiễm không khí và là nguyên nhân dẫn đến mưa axit. Đây cũng là một chất khí độc, có thể gây nguy hiểm đến tính mạng nếu hít phải với nồng độ cao.
- Nguy cơ ngộ độc khí CO: Sử dụng khí thiên nhiên trong không gian kín, chẳng hạn như để làm lò sưởi mà không lắp đặt ống thông hơi hoặc khi xảy ra rò rỉ, có thể dẫn đến ngộ độc khí CO, gây tổn thương phổi và nguy hiểm đến sức khỏe.
- Rủi ro nổ khí: Các vụ rò rỉ khí thiên nhiên trong quá trình sử dụng hoặc vận chuyển có thể gây ra những vụ nổ lớn, gây thiệt hại nghiêm trọng về tài sản và sức khỏe con người.
- Tác động của chất phóng xạ: Khai thác khí thiên nhiên có thể làm phát sinh các chất phóng xạ như Poloni, Chì, Radon, gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường.
- Góp phần vào biến đổi khí hậu: Mặc dù quá trình đốt khí thiên nhiên sinh ra lượng khí CO2 ít hơn từ 40% đến 45% so với than đá và dầu mỏ, khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên) vẫn là một loại khí nhà kính mạnh, góp phần làm gia tăng nhiệt độ toàn cầu. Metan có chu kỳ bán rã ngắn (khoảng 7 năm) nhưng khả năng làm nóng Trái Đất cao hơn nhiều so với CO2.
Lời kết
Khí thiên nhiên đã và đang trở thành một nguồn năng lượng thiết yếu trong đời sống hiện đại. Với nhiều ứng dụng đa dạng trong công nghiệp và sinh hoạt hàng ngày.Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích, khí thiên nhiên cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro đối với môi trường. Việc khai thác và sử dụng khí thiên nhiên cần được quản lý một cách bền vững để đảm bảo sự phát triển kinh tế đi đôi với việc bảo vệ môi trường.
Xem thêm : Mua hóa chất công nghiệp giá tốt và chất lượng cao
