燃?xì)獾姆诸惻c性質(zhì)

關(guān)于燃?xì)獾姆诸惻c性質(zhì)第1頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三第一章燃?xì)獾姆诸惻c性質(zhì)第一節(jié)燃?xì)獾姆诸惻c性質(zhì)第二節(jié)城市燃?xì)獾姆诸惻c性質(zhì)第三節(jié)各種燃?xì)獾幕拘再|(zhì) 第2頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)燃?xì)獾姆诸惾細(xì)獾母拍钊細(xì)猓阂磺锌扇紵臍怏w城市燃?xì)猓嚎勺鳛槌鞘腥剂系目扇紵龤怏w，如天然氣、液化石油氣、焦?fàn)t煤氣……。城市燃?xì)獗仨毞铣鞘腥細(xì)獾馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（國家分別制定有：天然氣、人工燃?xì)?、液化石油氣的?biāo)準(zhǔn)）?！叭?xì)狻迸c“煤氣”的概念有區(qū)別。燃?xì)獾姆N類按燃?xì)獾膩碓赐ǔ？梢园讶細(xì)夥譃樘烊粴?、人工燃?xì)?、液化石油氣和生物質(zhì)氣等。第3頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三天然氣一般認(rèn)為，天然氣是古代動(dòng)、植物的遺體在不同的地質(zhì)條件下，通過生物化學(xué)作用以及地質(zhì)變質(zhì)作用生成的可燃?xì)怏w。在一定壓力下，天然氣經(jīng)運(yùn)移，儲(chǔ)集在地下適宜的地質(zhì)構(gòu)造中，形成礦藏，埋藏在深度不同的地層中。天然氣是一種混合氣體，其主要成分是低分子量烷烴，還含有少量的二氧化碳、硫化氫和氮?dú)獾?。天然氣既是化工產(chǎn)品原料氣，又是優(yōu)質(zhì)燃料氣，是理想的城鎮(zhèn)燃?xì)鈿庠?。利用天然氣，促進(jìn)低碳化，節(jié)能減排、提高能源利用率，能源的可持續(xù)發(fā)展。天然氣的開采、儲(chǔ)運(yùn)和使用既經(jīng)濟(jì)又方便。如液態(tài)天然氣的體積僅為氣態(tài)時(shí)的1/600，有利于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。目前，天然氣將會(huì)取代石油成為全球的主導(dǎo)能源。國家從合理調(diào)整能源利用結(jié)構(gòu)、科學(xué)治理大氣環(huán)境的角度，提出了加大天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中利用比例的基本國策，通過實(shí)施“立足國內(nèi)，利用海外，西氣東輸，北氣南下，海氣登陸，就近供應(yīng)”的天然氣氣源戰(zhàn)略，力求使天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例提高到12%。第4頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三非常規(guī)天然氣指由于目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制尚未投入工業(yè)開采的天然氣資源。包括天然氣水合物、煤層氣、頁巖氣、水溶氣、淺層生物氣及致密砂巖氣等。其中煤層氣已經(jīng)像常規(guī)天然氣—樣得到開采利用。我國非常規(guī)天然氣資源量豐富，在未來將具有巨大的應(yīng)用前景。

1）天然氣水合物俗稱“可燃冰”，是天然氣與水在一定條件下形成的類冰固態(tài)化合物。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1單位體積的甲烷水合物最多可結(jié)合164單位體積的甲烷。天然氣水合物的開采過程中，最大限度地減少對(duì)環(huán)境和氣候的影響等技術(shù)難題是目前需要解決的問題。2）煤層氣煤層氣又稱煤層甲烷氣，是煤層形成過程中經(jīng)過生物化學(xué)和變質(zhì)作用以吸附或游離狀態(tài)存在于煤層及固巖中的自儲(chǔ)式天然氣。成分以甲烷為主，含有少量的二氧化碳、氮、氫以及烴類化合物。煤層氣的開發(fā)利用可以防范煤礦瓦斯事故、有效減排溫室氣體，是高效、潔凈的城鎮(zhèn)燃?xì)鈿庠础?）頁巖氣頁巖氣是以吸附或游離狀態(tài)存在于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中的天然氣。頁巖氣的開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長等優(yōu)點(diǎn)，但由于頁巖氣儲(chǔ)層的滲透率低，使頁巖氣的開采難度較大。我國頁巖氣資源廣泛分布于海相、陸相盆地，資源量豐富?；剑?atm20℃(standardcubicmeter,簡寫：Sm3）標(biāo)方：1atm0℃(normalcubicmeter,簡寫：m3）第5頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三按其儲(chǔ)運(yùn)方式分為三種：管輸天然氣液化天然氣（LiquifiedNaturalGas，簡稱LNG)，氣田生產(chǎn)的天然氣凈化處理，經(jīng)一連串超低溫液化后，利用液化天然氣船（車）運(yùn)輸，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，可作為大、中城市燃?xì)鈿庠础?/p>

壓縮天然氣（CompressedNaturalGas,簡稱CNG）指壓縮到壓力大于或等于10MPa且不大于25MPa的氣態(tài)天然氣，它與管道天然氣的組分相同,主要成分為甲烷，用作車用燃料或供小規(guī)模城鎮(zhèn)燃?xì)庥脩羰褂谩?/p>

甲烷：臨界溫度：191.05K（-82.1℃）；臨界壓力：4.6407MPa第6頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三天然氣的分類天然氣有多種分類方式，按照勘探、開采技術(shù)可分為常規(guī)天然氣和非常規(guī)天然氣兩大類。常規(guī)天然氣：按照礦藏特點(diǎn)可分為氣田氣、石油伴生氣和凝析氣田氣等。氣田氣（純天然氣）：氣田氣是從氣井直接開采出來的燃?xì)?。氣田氣的成分以甲烷為主，甲烷含量?0%以上還含有少量的二氧化碳、硫化氫、氮和微量的氦、氖、氦等氣體，其低熱值約為36MJ/m3。凝析氣田氣(深層氣田氣)：凝析氣田氣是含石油輕質(zhì)餾分的燃?xì)?。凝析氣田氣除含有大量甲烷外，還含有2%～5%的戊烷及其他碳?xì)浠衔铮蜔嶂导s為48MJ/m3。石油伴生氣：伴隨石油一起開采出來的低烴類氣體稱為石油伴生氣。石油伴生氣的甲烷含量約為80%，乙烷、丙烷和丁烷等含量約為15%，低熱值約為45MJ/m3。第7頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三非常規(guī)天然氣指由于目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制尚未投入工業(yè)開采的天然氣資源。包括天然氣水合物、煤層氣、頁巖氣、水溶氣、淺層生物氣及致密砂巖氣等。其中煤層氣已經(jīng)像常規(guī)天然氣—樣得到開采利用。我國非常規(guī)天然氣資源量豐富，在未來將具有巨大的應(yīng)用前景。

1）天然氣水合物俗稱“可燃冰”，是天然氣與水在一定條件下形成的類冰固態(tài)化合物。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1單位體積的甲烷水合物最多可結(jié)合164單位體積的甲烷。天然氣水合物的開采過程中，最大限度地減少對(duì)環(huán)境和氣候的影響等技術(shù)難題是目前需要解決的問題。2）煤層氣煤層氣又稱煤層甲烷氣，是煤層形成過程中經(jīng)過生物化學(xué)和變質(zhì)作用以吸附或游離狀態(tài)存在于煤層及固巖中的自儲(chǔ)式天然氣。成分以甲烷為主，含有少量的二氧化碳、氮、氫以及烴類化合物。煤層氣的開發(fā)利用可以防范煤礦瓦斯事故、有效減排溫室氣體，是高效、潔凈的城鎮(zhèn)燃?xì)鈿庠础?）頁巖氣頁巖氣是以吸附或游離狀態(tài)存在于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中的天然氣。頁巖氣的開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長等優(yōu)點(diǎn)，但由于頁巖氣儲(chǔ)層的滲透率低，使頁巖氣的開采難度較大。我國頁巖氣資源廣泛分布于海相、陸相盆地，資源量豐富?；剑?atm20℃(standardcubicmeter,簡寫：Sm3）標(biāo)方：1atm0℃(normalcubicmeter,簡寫：m3）液化石油氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)，體積約縮小250～300倍；天然氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)，體積約縮小600～625倍。（√）我國城市燃?xì)庵械摹皹?biāo)準(zhǔn)立方米”是指：AA.101.325kPa，0℃狀態(tài)下的體積B.101.325kPa，10℃狀態(tài)下的體積C.101.325kPa，20℃狀態(tài)下的體積第8頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三人工燃?xì)庖怨腆w或液體可燃物為原料經(jīng)各種熱加工制得的可燃?xì)怏w稱為人工燃?xì)?。主要有干餾煤氣、氣化煤氣和油制氣等。干餾煤氣以煤為原料利用焦?fàn)t或直立式炭化爐等進(jìn)行干餾，所獲得的可燃?xì)怏w稱為干餾煤氣。焦?fàn)t煤氣是煉焦過程的副產(chǎn)品。熱值在16.7MJ/m3，可作為城市氣源。氣化煤氣以固體燃料為原料，在氣化爐中通入氣化劑(空氣、氧氣、水蒸氣等)，在高溫條件下經(jīng)過氣化反應(yīng)而得到的可燃?xì)怏w稱為氣化煤氣，通常有發(fā)生爐煤氣、水煤氣、蒸汽一氧氣煤氣。發(fā)生爐煤氣和水煤氣這兩種煤氣熱值低、一氧化碳含量高，毒性大，不適宜單獨(dú)作為城市燃?xì)獾臍庠矗徽羝谎鯕饷簹?，也叫壓力氣化煤氣，煤氣中氫氣含量超過70％，甲烷占15％，氫氣和甲烷是煤氣的主要成分，低熱值為17MJ／m3可以作為城市燃?xì)狻?/p>

人工燃?xì)鈬覙?biāo)準(zhǔn):熱值≥14.7MJ/m3

第9頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三兩段式完全氣化爐煤氣包括發(fā)生爐型兩段爐煤氣和水煤氣型兩段爐煤氣。水煤氣型兩段式完全氣化爐，上段為干餾段，下段為氣化段。煤氣的主要成分是氫氣和一氧化碳，其低熱值在12MJ／m3左右。由于一氧化碳含量在30％左右，經(jīng)過處理，可采用部分一氧化碳變換及加臭等技術(shù)措施可作為中、小城市氣源，也可作摻混或調(diào)峰氣源。油制氣以石油及其產(chǎn)品作為原料，經(jīng)過高溫裂解而制成的可燃?xì)怏w。按制取方法的不同又可分為熱裂解、催化裂解、部分氧化和加氫裂解等四種油制氣。催化裂解油制氣的組成與熱值和焦?fàn)t煤氣接近，可作為城市氣源。高爐煤氣鋼鐵廠在煉鐵過程中由高爐排放出來的氣體，主要成分是一氧化碳和氫氣，發(fā)熱值約為4MJ／m3。高爐氣可用于焦?fàn)t加熱，頂替出焦?fàn)t煤氣供應(yīng)城市。也可用作鍋爐燃料或與焦?fàn)t氣摻混作為鋼鐵廠加熱工藝的燃料。第10頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三液化石油氣以凝析氣田氣、石油伴生氣或煉廠氣為原料氣，經(jīng)加工而得的可燃物質(zhì)為液化石油氣。液化石油氣大部分來自石油煉制過程中的副產(chǎn)品。液化石油氣成分主要是丙烷和丁烷，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為氣體，當(dāng)壓力升高或溫度降低時(shí)呈液態(tài)。由于液化石油氣液化容易，可采用瓶裝供氣，供應(yīng)方法靈活，可不必建輸氣管網(wǎng)，且投資低，國內(nèi)已廣泛用作城市氣源。生物質(zhì)氣生物質(zhì)氣：是以生物質(zhì)為原料通過發(fā)酵、干餾或直接氣化等方法產(chǎn)生的可燃?xì)怏w。沼氣：各種有機(jī)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可產(chǎn)生可燃?xì)怏w。發(fā)酵的原料糞便、垃圾、雜草和落葉等有機(jī)物質(zhì)，用于干餾和氣化的秸稈、稻殼、樹枝、木屑都是農(nóng)業(yè)和林業(yè)的廢棄物，因此生物質(zhì)氣屬于可再生資源。生物質(zhì)氣中甲烷的含量約為60%，二氧化碳約為35%，還含有少量的氫、一氧化碳等氣體。生物質(zhì)氣的低熱值約為21MJ/m3。液化石油氣的主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。（x）第11頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三城市燃?xì)獾姆诸愐匀細(xì)獾娜紵匦灾笜?biāo)進(jìn)行分類，這是用氣設(shè)備分類及標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的基礎(chǔ)，也是燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)部門根據(jù)規(guī)定，調(diào)整多種燃?xì)獾膿交毂壤?，以確保燃?xì)夤?yīng)基本質(zhì)量的基礎(chǔ)。燃?xì)獾娜紵匦灾笜?biāo)華白指數(shù)(或稱發(fā)熱指數(shù))和燃燒勢(或稱燃燒速度指數(shù))。當(dāng)燃?xì)庑再|(zhì)(燃?xì)獬煞?改變時(shí)，華白指數(shù)和燃燒勢同時(shí)改變。華白指數(shù)是一項(xiàng)控制燃具熱負(fù)荷衡定狀況的指標(biāo)，是在互換性問題產(chǎn)生初期所使用的一個(gè)互換性判定指數(shù)。一般規(guī)定，在兩種燃?xì)饣Q時(shí)，華白數(shù)的變化不大于土5%～10%。華白指數(shù)是一項(xiàng)控制燃具熱負(fù)荷衡定狀況的指標(biāo)，華白指數(shù)計(jì)算公式見教材。燃燒勢反映燃?xì)馊紵鹧嫠a(chǎn)生離焰、黃焰、回火和不完全燃燒的傾向性，是一項(xiàng)反映燃具燃?xì)馊紵€(wěn)定狀況的綜合指標(biāo)。燃燒勢計(jì)算公式見教材。城市燃?xì)獾姆诸愐娤卤?。我國燃?xì)夥诸愂且匀細(xì)馊紵匦灾笜?biāo)進(jìn)行分類，燃燒特性指標(biāo)主要有：華白指數(shù)和燃燒勢。（√）第12頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三第13頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)城市燃?xì)獾馁|(zhì)量要求城市燃?xì)獾馁|(zhì)量指標(biāo)天然氣的質(zhì)量指標(biāo)【SY7514】標(biāo)準(zhǔn)適用于氣田、油田采出經(jīng)礦物分離和處理后用管線輸至用戶，并按產(chǎn)品類別分別作為民用燃料、工業(yè)原料和工業(yè)燃料的天然氣。天然氣質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合下表規(guī)定。城市燃?xì)獗仨氝_(dá)到一類或二類氣的質(zhì)量要求。第14頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三油田液化石油氣的質(zhì)量指標(biāo)【GB9052.1】本標(biāo)準(zhǔn)適用于油氣田天然氣氣體處理裝置分餾出來的丙烷、丁烷為主的液態(tài)烴類混合物。油田液化石油氣質(zhì)量指標(biāo)見表l—5。第15頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三液化石油氣的質(zhì)量指標(biāo)【GB11174]本標(biāo)準(zhǔn)適用于作工業(yè)和民間燃料。質(zhì)量指標(biāo)見表1-6。第16頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三人工燃?xì)獾馁|(zhì)量指標(biāo)【GB13612】本標(biāo)準(zhǔn)適用于以煤或油為原料的人工燃?xì)猓?jīng)城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)輸送至用戶作為居民生活、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和公共建筑用氣的城鎮(zhèn)燃?xì)?。質(zhì)量指標(biāo)見表下表根據(jù)我國城市燃?xì)赓|(zhì)量要求，天然氣及人工燃?xì)庵辛蚧瘹涞暮坎坏贸^10mg/m3

。（×）第17頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三城市燃?xì)饨M分變化的要求城市燃?xì)馊A白指數(shù)波動(dòng)范圍，不宜超過±7％。城市燃?xì)馊紵阅艿钠渌麉?shù)指標(biāo)，應(yīng)與用氣設(shè)備燃燒性能的要求相互適應(yīng)。城市燃?xì)獾募映舫鞘腥細(xì)鈶?yīng)具有可以察覺的氣味，無臭或臭味不足的燃?xì)鈶?yīng)加臭。燃?xì)庵泻魟┝康囊笥卸救細(xì)?一般指含有一氧化碳、氰化氫等有毒成分的氣體)泄漏到空氣中，達(dá)到對(duì)人體允許的有害濃度之前，應(yīng)能察覺。無毒燃?xì)?一般指不含有一氧化碳、氰化氫等有毒成分的氣體，如天然氣、液化石油氣等)泄漏到空氣中，達(dá)到爆炸下限的20％濃度時(shí)，應(yīng)能察覺。臭味劑的類別臭味劑一般為硫醇類和帶環(huán)狀的硫化物兩種。根據(jù)我國城市燃?xì)赓|(zhì)量要求，燃?xì)獾娜A白指數(shù)波動(dòng)范圍不宜超過±10%。（×）簡述燃?xì)庵泻魟┝康囊螅康?8頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)各種燃?xì)獾男再|(zhì)燃?xì)獾奈锢砘瘜W(xué)性質(zhì)燃?xì)獾慕M成燃?xì)馐怯啥喾N氣體組成的混合氣體，它主要由低級(jí)烴(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯)、氫氣和一氧化碳等可燃組分，三氧化碳、氮?dú)夂脱鯕獾炔豢扇冀M分，以及氨、硫化物、氰化物、水蒸氣、焦油、萘和灰塵等雜質(zhì)所組成。組成燃?xì)獾母鲉我粴怏w在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的物理化學(xué)性質(zhì)見表1-11?；旌蠚怏w的臨界溫度與臨界壓力計(jì)算第19頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三第20頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三燃?xì)獾钠骄肿恿?、平均密度和相?duì)密度平均分子量：混合氣體：混合液體：式中:M—混合氣體(液體）的平均分子量；

y—各單一氣體容積成分（%）；

x—各單一液體分子成分（%）。平均密度和相對(duì)密度

已知某種組分的天然氣平均密度為0.754kg/m3（注：空氣的平均密度為1.2931kg/m3），則它的相對(duì)密度：AA.＜1B.＞1C.=1下列燃?xì)獾南鄬?duì)密度比較正確的是：AA.天然氣＜液化石油氣B.天然氣＞液化石油氣C.天然氣≌液化石油氣第21頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三臨界參數(shù)當(dāng)溫度不超過某一數(shù)值，對(duì)氣體進(jìn)行加壓可以使氣體液化，而在該溫度以上，無論施加多大壓力都不能使之液化，這個(gè)溫度稱為該氣體的臨界溫度；在臨界溫度下，使氣體液化所需的壓力稱為臨界壓力；此時(shí)的比容稱為臨界比容；上述參數(shù)統(tǒng)稱為臨界參數(shù)。臨界參數(shù)是氣體的重要物性數(shù)據(jù)，一些單一氣體的臨界參數(shù)列于表1-11。氣體臨界溫度越高，越易液化。由于組成天然氣的主要成分甲烷的臨界溫度低，故天然氣較難液化；而組成液化石油氣的碳?xì)浠衔锏呐R界溫度較高，故較易液化?；旌蠚怏w臨界參數(shù)的計(jì)算第22頁，講稿共27頁，2023年5月2日，星期三粘度

燃?xì)?/p>