《燃烧与污染》教案.doc

第一章 绪论我国能源结构：20世纪80年代以前，我国的能源产业政策建立在单一的以煤的开发利用为主的基础之上，一次能源消费结构中煤炭占了72%。 20世纪90年代以后，由依赖煤的单一型结构逐步形成以煤为主，多种能源互补的体系。第一节 燃气的分类目前，我国工业和民用燃气多种多样，为了应用方便，我们往往把这些燃气按不同的方式分类，方法如下：一按起源和生产方式分为：天然气、人工燃气、液化石油气、生物气 1天然气：是指在不同的地质年代下生成、运移、聚集，并以一定压力埋藏于不同地层中的气体。，常与石油伴生。天然气主要组分是低分子烷烃，也含有一些杂质。按来源不同，天然气一般分为以下四种类型：（1）气田天然气：主要成分为甲烷，其含量约占85%95%，乙烷（C2H6）、（C3H8）含量不大，丁烷（C4H10）及以上组分甚微。在气田天然气中，可以分为凝析油气田天然气和纯气田天然气，前者在地层中为均质的气相，但当气体通过井口后，压力降低，温度低于该点的露点后，气体中的丙烷、丁烷会形成凝析液，伴有部分水化物。纯气田天然气几乎不含有重烃，主要可燃组分为甲烷。（2）油田伴生气：这种天然气是与石油共生的气体，它或聚集于油层顶部被称为气顶气，或溶于石油之中被称为溶解气。其组成以甲烷为主，还含有较多的乙烷和乙烷以上的烃类，热值比气田气高。（3）煤层气：是与煤层共同生成并聚集于地质构造中的可燃气，主要成分为甲烷，伴有一些二氧化碳气体。（4）矿井气：在采掘煤炭的过程中，由煤层中释放出的伴生气，由于与矿井中的空气混和故名矿井气，热值较低。按天然气烃组分含量分类：（1） 干气：指在压力为0.1Mpa，20条件下，1m3 井口天然气中，戊烷重烃液体含量低于13.5cm3的天然气。（2） 湿气：指在压力为0.1Mpa，20条件下，1m3 井口天然气中，戊烷重烃液体含量高于13.5cm3的天然气。天然气可以压缩或液化，以便于储存和用车辆或船舶远途运输。 2人工燃气是指从固体或液体燃料加工所生产的可燃气体。根据制气原料和加工方法不同，可生产多种类型的人工燃气。 （1）干馏煤气：煤在隔绝空气的情况下经加热干馏所得的燃气。高温干馏煤气的热值一般在18MJ/Nm3左右。 （2）气化煤气：煤在高温下与气化剂反应所生产的燃气。主要组分为H2和CO。热值一般在13MJ/Nm3以下。 （3）油制气：用石油系原料经热加工制成的燃气总称。 热裂解气以甲烷、乙烯、丙烯为主，热值约41-42MJ/Nm3 催化裂解气含氢较多，也含有甲烷和CO。热值约17-21MJ/Nm3 （4）高炉气：炼铁时产生的副产气，主要组分是CO和N2，热值只有4-4.2MJ/Nm3. 3液化石油气主要从油气开采或石油加工过程中取得。我国目前广泛用作城市燃气的液化石 油气主要从炼油厂催化裂化气体中提取。油田气或凝析气田气中含有相当数量的烃类，也可分离回收液化石油气。 4生物气是有机物质在隔绝空气及适宜的温度、含水率和酸碱度条件，受发酵生物作用而生成的气体，总称为生物气，其主要可燃组分为甲烷。古代最早在沼泽中发现，所以也称沼气。一般生物气中含有CH4 55-65%,CO2 30-40%,还有少量的H2、H2S、NH3,热值约20-25MJ/Nm3。 二按热值分成： 高热值燃气(30MJ/Nm3以上)、中等热值燃气(20MJ/Nm3左右)、低热值燃气(12-13MJ/Nm3) 低热值燃气的可燃组分主要为氢和一氧化碳 中等热值燃气的可燃组分主要为氢、一氧化碳、甲烷和其他烃类 高热值的燃气的组分以烃类为主 三按燃烧特性分类 燃气性质中影响燃烧特性的参数主要有：燃气的热值、相对密度、火焰传播速度。为此导出了一个热值和相对密度的综合系数华白数。在压力不变的情况下，华白数作为燃具相热负荷的一个量度，是燃具设计选型的重要依据。很多国家按华白数对燃气进行了分类，国际煤联（IGU）也制定了按华白数对燃气进行分类的标准。 当燃气的组分和性质度化较大时，或者掺入的燃气与原来的燃气性质相差较远时，燃气的燃烧速度会发生较大的变化，仅用华白数已不能满足设计需要。因而又提出采用燃烧速度指数燃烧势（combustion potential,简称CP），它能更全面地判断燃气的燃烧特征。 第二节 我国天然气工业的现状与前景一 我国天然气历史与现状我国是历史上最早开采利用天然气的国家，公元前西周时期就发现了天然气最早得天然气井被称为火井最早利用天然气的输气管线工程是竹管输气熬盐1949年，全国天然气产量仅700*104m3（700万m3）1991年全国天然气产量160*108 m3（160亿m3）1998年，全国天然气产量223*108 m32001年，全国天然气产量303*108 m3到目前为止，在我国一次能源消费比例中天然气占2.96% 世界平均水平，一次能源消费比例中天然气占23.5% 亚洲平均水平，一次能源消费比例中天然气占8.8%我国天然气资源：据勘探资料评估，我国天然气资源量为43*1012 m3，其中陆地30*1012 m3，海洋13.83*1012 m3，另外煤层气源32*1012 m3，2000年累计探明储量3.0*1012 m3，预测2010年累计探明储量可达（4.44.9）*1012 m3，未来20年我国天然气产量远不能满足自身经济发展的需要，为了确保经济高速稳定发展，必须寻求国际天然气资源。目前，国家能源部门以开始策划从我国周边国家引进天然气，预计2010年前每年从俄罗斯、土库曼斯坦、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦引进200*108 m3.与此同时，规划华东、华南地区每年将进口液化天然气（600-1200）*104 t，以确保我国经济持续稳定地发展。国内输气管线西气东输管线陕京线川气东送二天然气在城市