燃气分类与性质讲义.ppt

1、燃气分类与性质,燃气分类,燃气的概念 城市燃气是由若干种气体组成的混合气体，其主要组分是一些可燃气体，如甲烷等碳氢化合物、一氧化碳和氢气等，另外也含有一些不可燃的组分，如二氧化碳、氮和氧等。 分类方法 燃气可按气源或生产方式分类，也可以按燃气热值分类或按燃气的燃烧特性分类,燃气分类（按气源分类）,天然气 天然气是指地下多孔地质构造中发现的自然形态的烃类气体和蒸气的混合气体，有时也含有一些杂质，常与石油伴生。主要组分是低分子烷烃，根据其来源分为四类：气田气、石油伴生气、凝析气田气和矿井气。 气田气：由气田开采得到。甲烷含量不少于90%，还有少量的CO2、H2S 、N2等，其热值一般在34.8-3

2、6MJ/Nm。 油田伴生气：伴随石油开采喷出的天然气。甲烷含量80%左右，其它烃类占15%左右，热值较高，一般在41.9MJ/Nm左右。,燃气分类（按气源分类）,天然气 凝析气田气：凝析气田天然气由井口流出后，经减压、降温分离为气、液两相。气相经净化后成为商品天然气。液相凝析液主要是凝析油（可能还有部分凝析出的水分）。凝析气田天然气成分，除含有甲烷、乙烷外、还含有一定数量的丙烷、丁烷及戊烷等一些轻油馏分。甲烷含量在70%以上，乙、丙、丁烷含量8%以上，戊烷和戊烷以上约占2-5%以上，所以热值更高。 矿井气：主要组分是甲烷，其含量随开采方式而变，含氮量较高，热值较低。 天然气可以压缩或液化，以便

3、于储存和用车辆、船舶运输远途运输。,燃气分类（按气源分类）,人工煤气 人工煤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式不同可生产多种类型的人工煤气。 干馏煤气：煤在隔绝空气下经加热干馏所得的燃气。一般在焦炉或炭化炉内进行干馏。焦炉煤气为炼焦副产品，主要成份为氢气和甲烷，热值一般在16.7MJ/Nm。 气化煤气：煤在高温下与气化剂反应所生产的煤气。煤气发生炉和水煤气属于此类。主要成份为氢气和一氧化碳，热值在13MJ/Nm以下，因一氧化碳含量高且热值低，不适宜作城市煤气，适宜做工厂用燃料气和化工原料的合成气。,燃气分类（按气源分类）,人工煤气 油制气：利用重油制取的燃气。主

4、要有重油蓄热热裂解和催化裂解法。热裂解主要成份为甲烷、乙烯和丙烯，热值约为41-42MJ/Nm；催化裂解主要成份为氢气、甲烷和一氧化碳，热值一般在17-21MJ/Nm。 高炉煤气：是炼铁时的副产品，主要组分是一氧化碳和氮，热值只有3.8-4.2MJ/Nm。一般用作炼焦的燃料或与焦炉气掺混供冶金工业加热工艺使用。,燃气分类（按气源分类）,液化石油气 液化石油气是开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一种碳氢化合物。主要组分卫丙烷、丙烯和丁烷、丁烯。常温、常压下呈气态，热值在92-121MJ/Nm；液态热值在45-46MJ/kg。,燃气分类（按气源分类）,生物气 有机物质在隔绝空气及适宜的温度、

5、含水率和酸碱度条件下，受发酵微生物作用而生成的气体。总成为生物气，也成沼气。主要成分是甲烷含量在55-65%、二氧化碳含量在30-40%，还含有少量的清、硫化氢和氨等，热值约为20-25MJ/Nm。,燃气分类（按燃烧特性分类）,根据燃气的燃烧特征指数（华白数和燃烧势）进行分类 供气压力一定的条件下，华白数作为燃具相对热负荷的一个度量，是燃具设计和选用燃具的重要指标；当燃气的组分和性质变化较大时，燃气的燃烧速度会发生较大的变化，因此需要考虑燃烧速度影响。我国规定城市燃气应按燃气类别及其燃烧特征指数（华白数W和燃烧势CP）分类。 GB/T13611(城镇燃气分类标准），将城镇燃气分为三大类11级，

6、见下页,燃气分类,燃气分类（按燃气的热值）,燃气热值习惯上分为三个等级： 低热值煤气热值一般小于13MJ/Nm； 中热值煤气热值一般在20MJ/Nm左右； 高热值煤气热值在30MJ/Nm以上。,城市燃气的质量标准,城镇燃气是具有毒性或窒息性的易燃易爆的气体，一般在压力状态下贮存、输送、使用，对社会公共安全有直接影响。为保证燃气系统及用户使用安全、减少对环境污染，保护使用者利益，须保证燃气的质量。 城镇燃气设计规范规定的燃气质量指标如下： 1.燃气的发热量和组分波动应符合城镇燃气互换的要求。 2.燃气偏离基准气的波动范围宜按 GB/T13611 3.天然气质量指标应符合GB18720规定，液化石

7、油气应符 合GB11174规定，人工气应符合GB13612规定。（人工煤气的热值应大于14.7MJ/Nm，含氧量应小于1%，一氧化碳应小于10%）。 4.应有可识别的臭味。,燃气的性质,1.燃气的组成 燃气是由多种可燃或不可燃的气体组成的混合气体，主要由低级烃（甲、乙、丙、丁烷、乙、丙、丁烯等）、氢和一氧化碳等可燃组分，二氧化碳、氮和氧等不可燃组分组成。 其组成可用体积分率、质量分率、摩尔分率表示，这些表示方法可以互相转化。 2.平均分子量： 由于燃气是多种气体的混合物，所以不能用一个单一的分子式来表示，严格来说，它没有真正的分子量。为计算方便，将燃气的总质量与燃气的摩尔数之比来表示燃气的平均

8、分子量。 M=m/n 式中：M-燃气的平均分子量 m-燃气的总质量 n-燃气的总摩尔数,燃气的性质,4.平均密度： 单位体积的燃气所具有的质量 单位是：kg/m3或kg/Nm3 其计算公式：=m/V 标准状态下，燃气的平均密度可用各组分的密度与其体积分率的乘积求得 = ivi 5.相对密度（比重）： 燃气的平均密度与同状态下同体积的空气平均密度之比 。 是一个无单位的量 ，空气标准状态下的平均密度是：1.293kg/m3 其计算公式：s= 0/1.293,燃气的性质,6.比容： 单位质量的燃气所具有的容积 单位是：m3 /kg或Nm3/kg 其计算公式：=V/M 平均密度与比容的关系为：=1

9、即二者互为倒数 7.沸点和露点 沸点是指一定压力下液体沸腾气化时的温度。 露点是指在一定压力下，气体冷却出现液体时的温度。 气态碳氢化合物在某一蒸气压时的露点就是在同一压力下的沸点；燃气露点与其组成与压力有关，压力增大，露点升高。,燃气的性质,8.临界参数 当温度不超过某一数值，对气体加压可使气体液化，而在该温度以上，无论是加多大压力都不能使之液化，这个温度就成为该气体的临界温度；在临界温度下，使气体液化所需要的压力称为临界压力；此时的比容称为临界比容；上述参数统称临界参数。 气体临界温度越高，越容易液化。 9.饱和蒸气压： 一定温度下，密闭容器中的液体与其蒸气处于动态平衡时的绝对压力。随温度升高而增大。,燃气的性质,