气罐内填充的液体是什么？

鲨鱼

户外活动中驴友们所携带的气罐其实应该被称为便携气罐，气罐主体为钢制耐压罐体。气罐中所填充的燃料主要成分为异丁烷和丙烷。


异丁烷和丙烷皆为石油开采中所产生的衍生易燃易爆气体，其中一些关键参数见下表。





由表中可以看出，异丁烷的热值为2856.6kJ/mol，丙烷的热值为2217.8kJ/mol，也就是说在理想温度环境下燃烧，相同重量的气态异丁烷会比气态丙烷产生更多的热量，通常是提高12%的热量，热效率更高。所以貌似气罐中完全填充液态异丁烷是最理想的，看似如此美好，但是结合实际可观条件似乎结论却是另外一种状况。


异丁烷和丙烷在一定温度及压力下会由液体沸腾气化为气体，与烧开水沸腾产生水蒸气是同一种物理现象，只不过水的沸点要高的多。在一个标准大气压下，异丁烷的沸点为-11.8摄氏度，丙烷的沸点为-42.09摄氏度，而沸腾的剧烈程度是与温度的上升成正比的，温度越高气罐中的气化压力越大，气体越容易从打开后的气嘴喷出。


那么问题来了，在户外活动中，尤其是北方冬季及高海拔环境中通常会遭遇极低的气温，低于异丁烷的沸点，造成气炉无法点燃，即使温度略高于沸点几度，微弱的气化压力也很可能是无法支持正常燃烧的。那么解决的方法就是在气罐中添加进一必定比例的液态丙烷，拉低沸点温度，提高气化压力，使气罐可以在更低温度下使用。


这正是高山气罐与低海拔气罐的不同，高山气罐中丙烷的比例更高些，低海拔气罐基本以异丁烷为主，甚至是100%的异丁烷。


丙烷的沸点为-42.09摄氏度，这么说如果在气罐中充入100%的丙烷就可以应付在地球上绝大多数环境的使用需要了？实际上并非如此，在实际环境中丙烷的临界液态压力为4.25个大气压，异丁烷为3.65个大气压，丙烷的临界液态压力更大。并且因为丙烷的沸腾温度更低所以在一定温度区间内所产生的气化压力更大。综上所述丙烷对装载容器的承压性能要求更苛刻，很不幸的是户外便携气罐要考虑到便携和轻量化使用需要，罐体厚度有限，承压性能有限，装载比例过高的液态丙烷吃不消。


曾经跟一个业内的专业人士聊过这个事情，得知在业内对于便携气罐中丙烷、异丁烷比例是有安全标准的（具体标准出自哪里没问清楚，但不是GB），丙烷的允许最大上限比例为25%，如果高于这个数值，理论上会出现安全隐患，所以25%的丙烷含量是高山便携气罐的性能上限。



正因为如此，所有的气罐厂商都在不断重申，便携气罐为一次性使用，禁止二次填充，这并不是气罐厂商单纯为经济目考虑，而是更多的为了安全目的考虑。家庭使用的石油液化气大气罐，也就是俗称的煤气罐，装载的液化石油气的成分比例与便携气罐的并不相同，压力要求也不相同，尤其是越往北方地区，所配售的液化石油气中的丙烷比例可能更高，甚至在有些高纬度国家地区会使用纯丙烷液化气。将这种液化石油气充入便携气罐，很有可能超过便携气罐的压力允许值，在某些情况下产生破裂货爆裂危险。


另外大家晃动便携气罐的时候能听到液体晃动的声音，说明即使满罐时气罐中也会有一定气体空间，这个空间是作为液化异丁烷/丙烷缓冲气化空间所用，私自二次充注便携气罐，很有可能会出现过充现象，液化异丁烷/丙烷缺少缓冲气化空间，直接以液态喷出，危险甚大。


便携气罐的气嘴阀门并非为多次充注设计，私自对气嘴阀门进行反充，且充注压力无法控制，有可能会对气嘴阀门造成损伤，破坏气密可靠性，以致引发危险。


因为丙烷的成本价格比异丁烷更高，所以市面上的高山气罐通常要比中底海拔气罐售价更高一些。

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