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1、燃气基础知识第1页，共24页，编辑于2022年，星期日城市燃气基础知识燃气的种类1城镇燃气的分类、性质和用途2 城镇燃气的质量标准3燃气的净化4第2页，共24页，编辑于2022年，星期日一、燃气的种类一、燃气的种类v 燃气是气体燃料的总称，由多种燃气是气体燃料的总称，由多种气体所组成。主要是由气体所组成。主要是由低碳烃低碳烃（甲烷、（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯等）等）、氢气氢气和和一氧化碳一氧化碳等可燃组分，以等可燃组分，以及氨、硫化物、水蒸气、灰尘等杂质所及氨、硫化物、水蒸气、灰尘等杂质所组成。组成。气体燃料是气体燃料是21世纪重要的清洁能源世
2、纪重要的清洁能源之一，本节我们重点介绍几种常见的之一，本节我们重点介绍几种常见的燃气。燃气。第3页，共24页，编辑于2022年，星期日一、燃气的种类一、燃气的种类v1、油制气 分为重油制气和轻油制气。将重油或石脑油放入工业炉内，经过压力、温度及催化剂作用，裂解生成可燃气体，副产品有粗苯和碱渣等。v2、气化煤气 将原料煤或焦炭放入工业炉内燃烧，并通入空气、水蒸气，使其生成以CO和H2为主的可燃气体。v3、生物气（沼气）各种有机物在隔离空气的条件下，在微生物作用下经生化作用产生可燃气体，亦称沼气。其组分为CH4和CO2，甲烷所占比例50%-80%，它比天然气稳定性好。用途更为广泛v4、液化石油气（
3、LPG）以凝析气田气、石油伴生气或炼厂气为原料，经过加工而得的可燃物。第4页，共24页，编辑于2022年，星期日一、燃气的种类一、燃气的种类v5、纯天然气(气田气)从气井中开采出来的天然气称为气田气，主要成分为甲烷，约占总体积的95%左右。是一种无声、无味、无毒的可燃气体。v6、凝析气田气 即凝析气田采出的天然气，除含大量甲烷外，还含有戊烷和戊烷以上烃类，还有煤油和汽油的成分。v7、液化天然气（LNG）天然气在常压和-162条件下，经过深冷可变成液体，成为液化天然气。v8、压缩天然气（CNG）将天然气经过净化、脱水之后，压缩增压至20MPa时，使天然气体积缩小，并储入容器中，便于汽车运输。压缩
4、天然气可用于民用气及汽车用气的清洁能源。第5页，共24页，编辑于2022年，星期日一、燃气的种类一、燃气的种类第6页，共24页，编辑于2022年，星期日一、燃气的种类一、燃气的种类第7页，共24页，编辑于2022年，星期日一、燃气的种类一、燃气的种类v9、人工煤气 由固体燃料（煤、焦炭等）或液体燃料（重油等）经过干馏、汽化或裂解等过程所制的气体，统称为人工煤气。按照生产方法，一般可分为干馏煤气和汽化煤气（发生炉煤气、水煤气、半水煤气等）。人工煤气的主要成分为烷烃、氢气、烯烃和芳烃等可燃气体，并含有少量的二氧化碳和氮等不可燃气体，热值为1600024000千焦立方米。v10、瓦斯气 开采煤炭时，
5、采集的矿井气，其成分以甲烷为主。小结：本节燃气的分类主要有天然气、液化石油气、人工煤气和沼气。第8页，共24页，编辑于2022年，星期日二、城镇燃气的分类、性质和用途v 城镇燃气是指由气源点，通过城镇或居民区的燃气输配和供应系统，供给城镇或居住区，用于生产、生活等用途，且符合城镇燃气设计规范GB50494和城镇燃气设计规范GB50028质量要求的气体燃料。v 本章我们重点介绍天然气、液化石油气、人工煤气和沼气。第9页，共24页，编辑于2022年，星期日二、城镇燃气的分类、性质和用途v2.1 天然气 a、天然气分类 （1）按矿藏特点可分为气田气、石油伴生气、凝析气田气和矿井气。（2）按烃类组成，
6、可分为干气和湿气。湿度系数小于5%的称为干气，反之，即为湿气。（3）按酸气含量分为净气和酸气。含硫量小于1g/m3的称为净气，反之称为酸气。（4）按储运方式分为管道天然气、压缩天然气（CNG）、液化天然气（LNG）。第10页，共24页，编辑于2022年，星期日二、城镇燃气的分类、性质和用途 b、天然气的重要性质参数 性质物质密度 相对 密度着火温度 火焰 速度 燃烧温度 甲 烷0.7174kg/m30.5548 540 0.38m/s 1970 天然气0.75 kg/m30.580.62 537-750 0.38m/s 2030第11页，共24页，编辑于2022年，星期日二、城镇燃气的分类、性
7、质和用途v爆炸极限 甲烷爆炸极限515%v水合物 天然气水合物是天然气和水在一定条件下形成的一种类似冰雪的白色晶体，俗称“可燃冰”。形成水合物两个条件：一、是管道内有液态水或者天然气的水蒸气分压接近饱和状态，二、是管道内有足够高的压力。v热值的换算 常用热值单位有：兆焦每标准立方米（MJ/Nm3）、千卡每标准立方米（kcal/Nm3）。焦（J）、卡（cal）是功、能和热量的常用单位。1000cal=1kcal=4.186kJ=4186J 1MJ=1000kJ=106JNm3是指标准立方米，即在101325Pa，20下的体积。第12页，共24页，编辑于2022年，星期日二、城镇燃气的分类、性质和
8、用途v2.2 液化石油气（LPG）根据来源不同可以分为，炼油厂石油气、油田伴生气、天然气中获得。v液化石油气的重要性质参数 液化石油气的密度，有气体密度和液体密度之分。液化石油气的密度随着温度和压力而变化，在压力不变的情况下，气态物质的密度随着温度的升高而减小。标况下液化石油气的气态密度约为1.92.5kg/Nm3。对于液态密度，温度升高，密度减小，同时体积膨胀。液态密度一般为500600kg/m3v 相对密度 分为气态和液态 v 液化石油气的着火温度为426-537。v 液化石油气的理论燃烧温度为1900。v 爆炸极限，1.5-9.5%v 液化石油气的主要杂质有硫、水分、二烯烃、乙烯和乙烷、
9、残液等。第13页，共24页，编辑于2022年，星期日二、城镇燃气的分类、性质和用途v2.3 人工煤气 人工煤气主要成分为烷烃、烯烃、芳烃、一氧化碳和氢等可燃气体。其中含有无色、无味、有剧毒的一氧化碳（CO），出现泄漏时，会导致中毒。人工煤气含有很多杂质，需要净化，进行人工煤气净化的目的是减低温度、脱出水分、脱除有害杂质、回收有价值的副产品。第14页，共24页，编辑于2022年，星期日二、城镇燃气的分类、性质和用途v2.4 沼气v沼气组分甲烷在50-80%，二氧化碳含量在35%左右。小结：天然气、石油气、煤气的区别 来源不同：天然气是从气田开采得到的富含甲烷等烷烃的气体。液化石油气是炼油厂在进行
10、原油催化裂解与热裂解过程中得到的副产品。煤气来源不同可分为焦炉煤气、水煤气、高炉煤气。焦炉煤气H2,CH4,CO；水煤气CO，H2；高炉煤气CO 热值不同：天然气9227大卡/立方米；石油气热值约为26000大卡/立方米；煤气约为4000大卡/立方米。成分不同：天然气主要成分CH4；石油气成分复杂，含有多种碳氢化合物，容易液化；煤气H2,CH4,CO；第15页，共24页，编辑于2022年，星期日三、城镇燃气的质量标准3.1 民用天然气的质量指标项目一类二类三类试验方法高位发热量(mJ/m3)31.4GB/T11062总含硫量（mg/m3）100200460GB/T11061硫化氢（mg/m3）
11、620460GB/T11062.1二氧化碳（%）3.0GB/T13610水露点（）在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的水露点应比最低环境温度低5。第16页，共24页，编辑于2022年，星期日三、城镇燃气的分类、性质和用途v3.2 液化石油气质量指标项目质量指标试验方法密度（15）/(kgm-3)报告SH/T 0221蒸气压（37.8 ）/kPa不大于1380GB/T 6602C5及以上组分含量（V%）不大于3.0SH/T 0230残留物SY/T 7509蒸发残留物mL/100mL0.05油渍观察通过铜片腐蚀不大于1SH/T 0232总硫含量（mg/m3）不大于343SH/T 0222游离
12、水无目测第17页，共24页，编辑于2022年，星期日三、城镇燃气的分类、性质和用途v3.3 车用压缩天然气的质量指标项目质量指标高位热值(mJ/m3)31.4硫化氢（mg/m3）15总硫（mg/m3）200二氧化碳（V%）3氧（%）0.5水露点在最高操作压力下，水露点不应高于-13；当最低气温低于-8，水露点应比最低气温低5第18页，共24页，编辑于2022年，星期日四、燃气的净化四、燃气的净化v 天然气中含有酸性组分、水和重烃，在我们使用之前必须将这些杂质去除。v4.1 天然脱硫 v 天然气净化工艺中，传统脱硫主要可以分为湿法脱硫和干法脱硫两种，应用最广的是湿法脱硫工艺。v1、湿法脱硫工艺
13、湿法脱硫是指采用液体脱硫剂对气体中的H2S进行脱除。一般可分成液体吸收法和氧化吸收法两类。主要有化学溶剂法、物理吸收法、联合吸收法和直接转化法。2、干法脱硫工艺主要靠气固物理吸附和固体氧化剂进行脱硫，一般用于H2S含量较低，同时对气体净化度要求较高的气体净化过程。主要有海绵铁法、分子筛法等。第19页，共24页，编辑于2022年，星期日四、燃气的净化四、燃气的净化v3、H2S脱除技术的发展趋势v 由于传统工艺存在运行成本高、工艺复杂、易造成二次污染等不足。随着人们对环境的重视，脱硫工艺向高效、环保型方向飞速发展。臭氧氧化法、电化学法、微生物法等方法。其中微生物法又称生物脱硫法：它是利用氧化亚铁硫
14、杆菌的间接氧化作用进行脱硫。其脱硫原理可分为以下两步：v2FeSO4+1/2O2+H2SO4Fe2(SO4)3+H2O (a)vFe2(SO4)3+H2S+H2O2FeSO4+H2SO4+S0 (b)第20页，共24页，编辑于2022年，星期日四、燃气的净化四、燃气的净化v4.2 天然气脱水 1、吸附法脱水 根据气液与固体表面作用的不同，又分为物理吸附和化学吸附。物理吸附剂分子筛、活性氧化铝、硅胶等。其中分子筛应用广，再生能耗高、价格较高。2、吸收法脱水 原理：使用吸湿性物质吸收气流中的水蒸气。干燥剂广泛采用的主要为三甘醇。3、低温法脱水 原理：利用当压力不变时，天然气的饱和含水量随温度降低而
15、减少的原理来实现。第21页，共24页，编辑于2022年，星期日四、燃气的净化四、燃气的净化v4.3 天然气脱烃 将天然气冷却至烃露点以下某一低温，得到一部分富含较重烃的液烃，并在此低温下使其与气体分离的工艺过程。脱烃一般采用节流膨胀制冷法。节流效应（焦耳-汤姆逊效应）气体管道中经过突然缩小的断面，会产生强烈的涡流，使压力下降，这种现象称为节流。分为正效应和负效应。第22页，共24页，编辑于2022年，星期日四、燃气的净化四、燃气的净化v总结：天然气净化目的是为了防止天然气中的酸性组分、水和重烃影响输气能力，对产生腐蚀管道。而主要进行净化的工艺有脱硫、脱水、脱烃等。第23页，共24页，编辑于2022年，星期日第24页，共24页，编辑于2022年，星期日