第一節(jié)--燃?xì)獾姆N類

1、第九章燃?xì)夤?yīng)工程第一節(jié) 燃?xì)獾姆N類、供應(yīng)與儲存城市民用和工業(yè)用燃?xì)馐怯蓭追N氣體組成的混合氣體，其中含有可燃?xì)怏w和不可燃?xì)怏w。可燃?xì)怏w有碳?xì)浠衔?、氫和一氧化碳，不可燃?xì)怏w有二氧化碳、氮和氧等。一、燃?xì)獾姆N類燃?xì)獾姆N類很多，主要有天然氣（NG）、人工煤氣（MG）、液化石油氣（LPG）和沼氣。1、天然氣天然氣一般可分為四種：從氣井開采出來的氣田氣或稱純天然氣；伴隨石油一起開采出來的石油氣，也稱石油伴生氣；含石油輕質(zhì)餾分的凝析氣田氣；從井下煤層抽出的煤礦礦井氣。純天然氣（簡稱天然氣）的組分以甲烷為主，還含有少量的二氧化碳、硫化氫、氮和微量的氦、氖、氬等氣體。我國四川天然氣中甲烷含量一般不少于90%

2、，發(fā)熱值為3480036000kJ/m3。我國大港地區(qū)的天然氣為石油伴生氣，甲烷含量約為80%，乙烷、丙烷和丁烷等含量約為15%，發(fā)熱值約為41900kJ/ m3。凝析氣田氣除含有大量甲烷外，還含有2%5%戊烷及戊烷以上的碳?xì)浠衔?。礦井氣的主要可燃組分是甲烷，其含量隨采氣方式而變化。天然氣既是制取合成氨、炭黑、乙炔等化工產(chǎn)品的原料氣，又是優(yōu)質(zhì)燃料氣，是理想的城市氣源。由于開采、儲運和使用天然氣既經(jīng)濟(jì)又方便，天然氣工業(yè)在世界范圍內(nèi)有了很大的發(fā)展。21世紀(jì)初，天然氣將取代石油成為主導(dǎo)的能源。有些天然氣資源缺乏的國家通過進(jìn)口天然氣或液化天然氣以發(fā)展城市燃?xì)馐聵I(yè)。液態(tài)天然氣的體積為氣態(tài)時的1/600

3、，有利于運輸和儲存。2、人工煤氣以煤炭為原料制取的可燃?xì)怏w，也屬于“二次能源”。 人工煤氣的主要成分為烷烴、烯烴、芳烴、一氧化碳和氫氣等可燃?xì)怏w，并含有少量的二氧化碳和氮等不可燃?xì)怏w，熱值為1600024000 kJ/ m3。按其生產(chǎn)方式不同可分為以下四種：固體燃料干餾煤氣、固體燃料氣化煤氣、油制氣、高爐煤氣。（1）固體燃料干餾煤氣利用焦?fàn)t、連續(xù)式直立炭化爐和立箱爐等對煤進(jìn)行干餾所獲得的煤氣稱為干餾煤氣。用干餾方式生產(chǎn)煤氣，每噸煤可產(chǎn)煤氣300400m3。這類煤氣中甲烷和氫的含量較高，低發(fā)熱值一般在16700kJ/ m3左右。干餾煤氣的生產(chǎn)歷史最長，目前是我國若干城市燃?xì)獾闹匾獨庠粗弧＃?）

4、固體燃料氣化煤氣壓力氣化煤氣、水煤氣、發(fā)生爐煤氣等均屬此類。在2.03.0MPa的壓力下，以煤作原料采用純氧和水蒸氣為氣化劑，可獲得高壓蒸氣氧鼓風(fēng)煤氣，也叫高壓氣化煤氣。其主要組分為氫及含量較高的甲烷，發(fā)熱值在15100kJ/ m3左右。若城市附近有褐煤或長焰煤資源，可采用魯奇爐生產(chǎn)壓力氣化煤氣，這套裝置可建立在煤礦附近（一般稱為坑口氣化），不需另外設(shè)置壓送設(shè)備，用管道可直接將燃?xì)廨斔椭凛^遠(yuǎn)城鎮(zhèn)作為城市燃?xì)馐褂?。水煤氣和發(fā)生爐煤氣的主要組分為一氧化碳和氫。水煤氣的發(fā)熱值為10500kJ/ m3左右，發(fā)生爐煤氣的發(fā)熱值為5400kJ/m3左右。由于這兩種燃?xì)獾陌l(fā)熱值低，而且毒性大，不可以單獨作為

5、城市燃?xì)獾臍庠?，但可用來加熱焦?fàn)t和連續(xù)式直立炭化爐，以頂替出發(fā)熱值較高的干餾煤氣，增加供應(yīng)城市的氣量，也可以和干餾煤氣、重油蓄熱裂解氣摻混，調(diào)節(jié)供氣量和調(diào)整燃?xì)獍l(fā)熱值，作為城市燃?xì)獾恼{(diào)度氣源。發(fā)生爐煤氣還可作工廠及燃?xì)廨啓C的燃料。（3）油制氣可以利用重油（煉油廠提取汽油、煤油和柴油之后所剩的油品）制取城市燃?xì)?。按制取方法不同，可分為重油蓄熱熱裂解氣和重油蓄熱催化裂解氣兩種。重油蓄熱熱裂解氣以甲烷、乙烯和丙烯為主要組分，發(fā)熱值約為41900kJ/ m3。每噸重油的產(chǎn)氣量為500550 m3。重油蓄熱催化裂解氣中氫的含量量多，也含有甲烷和一氧化碳，發(fā)熱值在1760020900kJ/ m3左右，利用

6、三筒爐催化裂解裝置，每噸重油的產(chǎn)氣量約為12001300 m3。（4）高爐煤氣高爐煤氣是冶金工廠煉鐵時的副產(chǎn)氣，主要組分是一氧化碳和氮氣，發(fā)熱值約為38004200kJ/ m3。高爐煤氣可用作煉焦?fàn)t的加熱煤氣，以取代焦?fàn)t煤氣，供應(yīng)城市。高爐煤氣也常用作鍋爐的燃料或與焦?fàn)t煤氣摻混用于冶金工廠的加熱工藝。3、液化石油氣液化石油氣是開采和煉制石油過程中，作為副產(chǎn)品而獲得的一部分碳?xì)浠衔?。目前國產(chǎn)的液化石油氣主要來自煉油廠的催化裂化裝置。液化石油氣產(chǎn)量通常約占催化裂化裝置處理量的7%8%。液化石油氣的主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯，習(xí)慣上又稱C3、C4，即只用烴的碳原子（C）數(shù)表示。這些碳?xì)浠衔?/p>

7、在常溫、常壓下呈氣態(tài)，當(dāng)壓力升高或溫度降低時，很容易轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，其體積約縮小250倍。氣態(tài)液化石油氣的發(fā)熱值約為92100121400kJ/m3。液態(tài)液化石油氣的發(fā)熱值約為4520046100kJ/kg。液化石油氣中烯烴部分可作化工原料，而其烷烴部分可用作燃料。近年來，國外不少城市還用它作為汽車燃料，該項技術(shù)在我國也得到了重視和開發(fā)。由于在燃?xì)馐聵I(yè)中，發(fā)展液化石油氣投資省、設(shè)備簡單、供應(yīng)方式靈活、建設(shè)速度快，所以液化石油氣供應(yīng)事業(yè)發(fā)展很快。液化石油氣與天然氣不同，屬于二次能源。因此液化石油氣的資源量取決于石油煉制能力和實際規(guī)模。由于液化石油氣還來源于天然氣的生產(chǎn)，因而也與天然

8、氣的開發(fā)有一定聯(lián)系。4、沼氣各種有機物質(zhì)、如蛋白質(zhì)、纖維素、脂肪、淀粉等，在隔絕空氣的條件下發(fā)酵，并在微生物的作用下產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，叫做沼氣（生物氣）。發(fā)酵的原料是取之不盡、用之不竭的糞便、垃圾、雜草和落葉等有機物質(zhì)，因此沼氣屬于可再生能源。沼氣的組分中甲烷的含量約為60%，二氧化碳約為35%，此外，還含有少量的氫、一氧化碳等氣體。發(fā)熱值約為20900kJ/ m3。二、 燃?xì)獾墓?yīng)與儲存1、天然氣目前天然氣的存儲方式主要有氣態(tài)存儲和液態(tài)存儲兩種方式，其中前者包括地面儲罐儲存、管道儲存和地下儲氣罐儲存等。天然氣地面儲存一般采用金屬儲氣罐，儲氣罐按壓力分為高壓和低壓。天然氣管道儲存有輸氣干線末端儲

9、氣和利用管束儲氣兩種方式。地面儲氣罐和管道儲氣只能作為消除晝夜用氣不均衡性的措施，要解決季節(jié)用氣不均衡性問題，根本的辦法是建造地下儲氣庫。2、液化石油氣顧名思義是液化了的石油氣，只是為了方便儲存、運輸，采取增壓降溫的措施后，石油氣才變?yōu)橐后w。液化石油氣通常有瓶裝、管道和分配槽車三種供應(yīng)方式。（1）瓶裝供應(yīng)是將液化石油氣灌入鋼瓶向用戶供應(yīng)。液化石油氣鋼瓶是薄壁壓力容器各國規(guī)格不一，家庭使用的鋼瓶容量有10、12、15、20公斤等；公共建筑和小型工業(yè)用戶使用的鋼瓶容量有45、50公斤等。液化石油氣儲配站用專用灌裝機具將液化石油氣灌裝到鋼瓶里，并經(jīng)供應(yīng)站或直接銷售給用戶。液化石油氣應(yīng)按規(guī)定的灌裝量進(jìn)行灌裝，瓶內(nèi)氣相、液相共存，壓力為當(dāng)時環(huán)境溫度下的飽和蒸氣壓（例如20°C時丙烷飽和蒸氣壓約為800千帕，正丁烷約為200千帕）。（2）管道供應(yīng)通過管道將氣化后的液化石油氣供給用戶使用。這種供應(yīng)方式適用于居民住宅小區(qū)、高層建筑和小型工業(yè)用戶。液化石油氣管道供應(yīng)系統(tǒng)由氣化站和管道組成。氣化站內(nèi)設(shè)有儲氣罐、氣化器和調(diào)壓器等。液化石油氣從儲氣罐連續(xù)進(jìn)入氣化器，氣化后經(jīng)降低壓力，通過管道送至用戶。為防止液化石油氣在管道中再液化，必須正確地確定調(diào)壓器出口壓力。氣化后的液化石油氣還可利用專用裝置使之與空氣或低發(fā)熱量燃?xì)鈸交觳⑼ㄟ^管道供應(yīng)用戶。（3）分配槽車供應(yīng)利用汽車槽車向用