燃氣分類與性質(zhì)講義課件

燃氣分類與性質(zhì)第一頁，共十八頁。燃氣分類燃氣的概念城市燃氣是由若干種氣體組成的混合氣體，其主要組分是一些可燃氣體，如甲烷等碳氫化合物、一氧化碳和氫氣等，另外也含有一些不可燃的組分，如二氧化碳、氮和氧等。分類方法燃氣可按氣源或生產(chǎn)方式分類，也可以按燃氣熱值分類或按燃氣的燃燒特性分類第二頁，共十八頁。燃氣分類（按氣源分類）天然氣天然氣是指地下多孔地質(zhì)構造中發(fā)現(xiàn)的自然形態(tài)的烴類氣體和蒸氣的混合氣體，有時也含有一些雜質(zhì)，常與石油伴生。主要組分是低分子烷烴，根據(jù)其來源分為四類：氣田氣、石油伴生氣、凝析氣田氣和礦井氣。氣田氣：由氣田開采得到。甲烷含量不少于90%，還有少量的CO2、H2S、N2等，其熱值一般在34.8-36MJ/Nm3。油田伴生氣：伴隨石油開采噴出的天然氣。甲烷含量80%左右，其它烴類占15%左右，熱值較高，一般在41.9MJ/Nm3左右。

第三頁，共十八頁。燃氣分類（按氣源分類）天然氣凝析氣田氣：凝析氣田天然氣由井口流出后，經(jīng)減壓、降溫分離為氣、液兩相。氣相經(jīng)凈化后成為商品天然氣。液相凝析液主要是凝析油（可能還有部分凝析出的水分）。凝析氣田天然氣成分，除含有甲烷、乙烷外、還含有一定數(shù)量的丙烷、丁烷及戊烷等一些輕油餾分。甲烷含量在70%以上，乙、丙、丁烷含量8%以上，戊烷和戊烷以上約占2-5%以上，所以熱值更高。

礦井氣：主要組分是甲烷，其含量隨開采方式而變，含氮量較高，熱值較低。天然氣可以壓縮或液化，以便于儲存和用車輛、船舶運輸遠途運輸。

第四頁，共十八頁。燃氣分類（按氣源分類）

人工煤氣人工煤氣是指從固體或液體燃料加工所生產(chǎn)的可燃氣體。根據(jù)制氣原料和加工方式不同可生產(chǎn)多種類型的人工煤氣。干餾煤氣：煤在隔絕空氣下經(jīng)加熱干餾所得的燃氣。一般在焦爐或炭化爐內(nèi)進行干餾。焦爐煤氣為煉焦副產(chǎn)品，主要成份為氫氣和甲烷，熱值一般在16.7MJ/Nm3。氣化煤氣：煤在高溫下與氣化劑反應所生產(chǎn)的煤氣。煤氣發(fā)生爐和水煤氣屬于此類。主要成份為氫氣和一氧化碳，熱值在13MJ/Nm3以下，因一氧化碳含量高且熱值低，不適宜作城市煤氣，適宜做工廠用燃料氣和化工原料的合成氣。

第五頁，共十八頁。燃氣分類（按氣源分類）

人工煤氣油制氣：利用重油制取的燃氣。主要有重油蓄熱熱裂解和催化裂解法。熱裂解主要成份為甲烷、乙烯和丙烯，熱值約為41-42MJ/Nm3；催化裂解主要成份為氫氣、甲烷和一氧化碳，熱值一般在17-21MJ/Nm3。高爐煤氣：是煉鐵時的副產(chǎn)品，主要組分是一氧化碳和氮，熱值只有3.8-4.2MJ/Nm3。一般用作煉焦的燃料或與焦爐氣摻混供冶金工業(yè)加熱工藝使用。第六頁，共十八頁。燃氣分類（按氣源分類）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)品而獲得的一種碳氫化合物。主要組分衛(wèi)丙烷、丙烯和丁烷、丁烯。常溫、常壓下呈氣態(tài)，熱值在92-121MJ/Nm3；液態(tài)熱值在45-46MJ/kg。第七頁，共十八頁。燃氣分類（按氣源分類）生物氣有機物質(zhì)在隔絕空氣及適宜的溫度、含水率和酸堿度條件下，受發(fā)酵微生物作用而生成的氣體?？偝蔀樯餁?，也成沼氣。主要成分是甲烷含量在55-65%、二氧化碳含量在30-40%，還含有少量的清、硫化氫和氨等，熱值約為20-25MJ/Nm3。第八頁，共十八頁。燃氣分類（按燃燒特性分類）

根據(jù)燃氣的燃燒特征指數(shù)（華白數(shù)和燃燒勢）進行分類供氣壓力一定的條件下，華白數(shù)作為燃具相對熱負荷的一個度量，是燃具設計和選用燃具的重要指標；當燃氣的組分和性質(zhì)變化較大時，燃氣的燃燒速度會發(fā)生較大的變化，因此需要考慮燃燒速度影響。我國規(guī)定城市燃氣應按燃氣類別及其燃燒特征指數(shù)（華白數(shù)W和燃燒勢CP）分類。GB/T13611(城鎮(zhèn)燃氣分類標準），將城鎮(zhèn)燃氣分為三大類11級，見下頁第九頁，共十八頁。燃氣分類第十頁，共十八頁。燃氣分類（按燃氣的熱值）燃氣熱值習慣上分為三個等級：低熱值煤氣－熱值一般小于13MJ/Nm3；中熱值煤氣－熱值一般在20MJ/Nm3左右；高熱值煤氣－熱值在30MJ/Nm3以上。第十一頁，共十八頁。城市燃氣的質(zhì)量標準

城鎮(zhèn)燃氣是具有毒性或窒息性的易燃易爆的氣體，一般在壓力狀態(tài)下貯存、輸送、使用，對社會公共安全有直接影響。為保證燃氣系統(tǒng)及用戶使用安全、減少對環(huán)境污染，保護使用者利益，須保證燃氣的質(zhì)量?！冻擎?zhèn)燃氣設計規(guī)范》規(guī)定的燃氣質(zhì)量指標如下：1.燃氣的發(fā)熱量和組分波動應符合城鎮(zhèn)燃氣互換的要求。2.燃氣偏離基準氣的波動范圍宜按GB/T136113.天然氣質(zhì)量指標應符合GB18720規(guī)定，液化石油氣應符合GB11174規(guī)定，人工氣應符合GB13612規(guī)定。（人工煤氣的熱值應大于14.7MJ/Nm3，含氧量應小于1%，一氧化碳應小于10%）。4.應有可識別的臭味。第十二頁，共十八頁。燃氣的性質(zhì)

1.燃氣的組成燃氣是由多種可燃或不可燃的氣體組成的混合氣體，主要由低級烴（甲、乙、丙、丁烷、乙、丙、丁烯等）、氫和一氧化碳等可燃組分，二氧化碳、氮和氧等不可燃組分組成。其組成可用體積分率、質(zhì)量分率、摩爾分率表示，這些表示方法可以互相轉(zhuǎn)化。

2.平均分子量：由于燃氣是多種氣體的混合物，所以不能用一個單一的分子式來表示，嚴格來說，它沒有真正的分子量。為計算方便，將燃氣的總質(zhì)量與燃氣的摩爾數(shù)之比來表示燃氣的平均分子量。M=m/n式中：M-燃氣的平均分子量m-燃氣的總質(zhì)量n-燃氣的總摩爾數(shù)

第十三頁，共十八頁。燃氣的性質(zhì)

4.平均密度：單位體積的燃氣所具有的質(zhì)量單位是：kg/m3或kg/Nm3其計算公式：ρ=m/V標準狀態(tài)下，燃氣的平均密度可用各組分的密度與其體積分率的乘積求得ρ=∑ρi×vi

5.相對密度（比重）：燃氣的平均密度與同狀態(tài)下同體積的空氣平均密度之比。是一個無單位的量，空氣標準狀態(tài)下的平均密度是：1.293kg/m3

其計算公式：s=ρ0/1.293第十四頁，共十八頁。燃氣的性質(zhì)

6.比容：單位質(zhì)量的燃氣所具有的容積單位是：m3/kg或Nm3/kg其計算公式：γ=V/M

平均密度與比容的關系為：ρ×γ=1即二者互為倒數(shù)

7.沸點和露點沸點是指一定壓力下液體沸騰氣化時的溫度。露點是指在一定壓力下，氣體冷卻出現(xiàn)液體時的溫度。氣態(tài)碳氫化合物在某一蒸氣壓時的露點就是在同一壓力下的沸點；燃氣露點與其組成與壓力有關，壓力增大，露點升高。第十五頁，共十八頁。燃氣的性質(zhì)

8.臨界參數(shù)當溫度不超過某一數(shù)值，對氣體加壓可使氣體液化，而在該溫度以上，無論是加多大壓力都不能使之液化，這個溫度就成為該氣體的臨界溫度；在臨界溫度下，使氣體液化所需要的壓力稱為臨界壓力；此時的比容稱為臨界比容；上述參數(shù)統(tǒng)稱臨界參數(shù)。氣體臨界溫度越高，越容易液化。

9.飽和蒸氣壓：一定溫度下，密閉容器中的液體與其蒸氣處于動態(tài)平衡時的絕對壓力。隨溫度升高而增大。第十六頁，共十八頁。燃氣的性質(zhì)10.含濕量1Nm3干燃氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量稱為燃氣的汗?jié)窳?。單位為kg水蒸氣/Nm3干燃氣。燃氣中所帶有水蒸氣的多少還可以用絕對濕度或相對濕度表示。每1m3時燃氣中所含水蒸氣的質(zhì)量稱為燃氣的絕對濕度。燃氣中水蒸氣的實際含量對同溫度下最大可能含量的接近程度稱為燃氣的相對濕度。