燃气知识课件

燃气基础知识燃气的定义燃气是由多种气体组成的混合气体。

由于生产所用的原料不同及生产工艺不同，各种燃气的组成也不相同。

燃气主要由低级烃（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯），氢气和一氧化碳等可燃组分，以及氨、硫化物、水蒸气、焦油、萘和灰尘等杂质所组成。

燃气的分类国际煤气工业联盟于1967年在第十届国际煤气工业会议上，将煤气分为三大类：第一类：人工煤气：华白指数：5700~7500；第二类：天然气：华白指数：9860~13850；第三类：石油气：华白指数：18500~22075（石油气是指数丙烷或丁烷的混合气体）。

一般炉具对气体燃料的要求华白指数波动≤7%。

燃气的分类目前国内使用的城市燃气气源有天然气、液化石油气、人工煤气。

我国《城市燃气分类》（GB/T13611-92）对城市燃气做出如下分类：人工煤气 5R 6R 7R天然气 4T 6T 10T 13T液化石油气 19Y 20Y 22Y燃气的分类燃气可分为天然气、液化石油气、人工煤气、沼气等。

天然气一般可分为气田气、油田伴生气、凝析气田气、煤层气、矿井气。

人工煤气可分为：固体燃料干馏煤气、固体燃料气化煤气、油制气等。

国内作为城市燃气的有天然气、液化石油气、人工煤气。

天然气概述天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性，主要成分为甲烷，也包括一定量的乙烷、丙烷和重质碳氢化合物。

还有少量的氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。

另外，在天然气管线中还发现有水分。

甲烷的分子结构是由一个碳原子和四个氢原子组成，燃烧产物主要是二氧化碳和水。

CH4＋2O2 → CO2＋2H2O与其它化石燃料相比，天然气燃烧时仅排放少量的二氧化碳粉尘和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物，因此，天然气是一种清洁的能源。

天然气（Natural Gas）气田气：从地下开采出来的气田气为纯天然气。

石油伴生气：伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气。

凝析气田气：含石油轻质馏分的气体。

为方便运输，天然气经过加工还可形成。

煤层气：从井下煤层抽出的矿井气。

矿井气：开采煤炭、盐等矿产时采集的体称为矿井气。

液化石油气液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,简称LPG)是以凝析气田气、石油伴生气或炼厂气为原料，经加工而得的可燃物。

主要组分为丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。

此外尚有少量戊烷及其它杂质。

气态液化石油气热值为93MJ/Nm3左右；液态液化石油气热值为46MJ/Nm3左右。

人工燃气（煤制气）气化煤气：将其原料煤或焦碳放入工业炉（发生炉、水煤气炉等）里燃烧，并通入空气、水蒸气，使其生成以一氧化碳和氢为主的可燃气体。

干馏煤气：把煤放在工业炉（焦炉和武德炉等）里隔绝空气加热，使之煤发生物理化学变化的过程叫干馏。

加热后提出可燃气经净化处理还可得到焦油、氨、粗苯等化工产品，炉内存有的是焦碳。

人工燃气（油制气）重油制气：也可称油制气，将原料重油放入工业炉内经压力、温度及催化剂的作用，重油即裂解，生成可燃气体，副产品有粗苯和碱渣等。

沼气（生物气）沼气各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵，在微生物作用下经生化作用产生的可燃气体，亦称生物气。

其组分为甲烷和二氧化碳，还有少量氮和一氧化碳。

热值约为22MJ/Nm3。

燃气的爆炸极限当空气中含有燃气浓度增加到不能引起爆炸的浓度点称为爆炸上限；当空气中含有燃气浓度减少到不能引起爆炸的浓度点称为爆炸下限。

爆炸极限范围之外，因为燃烧产生的热量不足以弥补散失的热量，无法维持继续燃烧。

天然气的爆炸极限是5~15%；液化石油气的爆炸极限是1.5~9.5%。

城镇燃气的加臭一般情况下，城镇燃气是无色无味、易燃易爆的气体。

在燃气泄露时，为了易于被人们发现，要求对燃气进行加臭。

常用的加臭剂有乙硫醇、四氢噻酚等。

城镇燃气的加臭标准：空气中的可燃气体浓度达到爆炸下限的20%前能被查觉；含有毒性气体成分的城镇燃气，空气中的毒性气体浓度达到使人中毒下限的20%前能被查觉。

加臭剂的要求气味要强烈、独特、有刺激性，还应该持久且不易被其他气味所掩盖；加臭剂及其燃烧产物对人体无害；不腐蚀管线及设备；沸点不高且易于挥发，在运行条件下有足够的蒸气压；其蒸汽不溶于水和凝析液，不与燃气组分发生反应，不易被土壤吸收；价廉而不稀缺。

经常使用的加臭剂是四氢噻吩(THT)、乙硫醇(C2H5SH)、三丁基硫醇(TBM)等。

天然气的主要成分天然气的主要成分分为三类：1.烃类组分：以以饱和烃为主，主要是甲烷，乙烷、丙烷、丁烷、戊烷含量不多，庚烷以上含量极少。

2.含硫组分：含硫组分分为无机硫组分和有机硫组分，无机硫组分只有H2S。

3.其他组分：包含少量非烃类气体一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、硫化氢、水蒸气及微量的惰性气体氦（He）、氩（Ar）。

天然气的性质及特点天然气性质1、天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，温度只要达到550℃就燃烧。

在空气中，天然气的浓度只要达到5-15%就会爆炸。

2、天然气无色，比空气轻，不溶于水。

一立方米气田天然气的重量只有同体积空气的55%左右，一立方米油田伴生气的重量，只有同体积空气的75%左右。

天然气的性质及特点3、天然气的主要成分是甲烷，本身无毒，但如果含较多硫化氢，则对人有毒害作用。

如果天然气燃烧不完全，也会产生一氧化碳等有毒气体。

4、天然气的热值较高，一立方米天然气燃烧后发出的热量是同体积的人工煤气（如焦炉煤气）的两倍多，即35.6-41.9兆焦/立方米（约合8500-10000千卡/立方米）。

5、天然气可液化，液化后其体积将缩小为气态的六百分之一。

每立方米天然气完全燃烧需要大约十立方米空气助燃。

天然气的性质及特点天然气中如含有一定量的硫化氢时，也具有毒性。

硫化氢是一种具有强烈臭鸡蛋味的无色气味，当空气中的硫化氢浓度达到0.31毫克/升时，人的眼、口、鼻就会受到强烈的刺激而造成流泪、怕光、头痛、呕吐；当空气中的硫化氢含量达到1.54毫克/升时，人就会死亡。

因此，国家规定：对供应城市民用的天然气，每立方米中硫化氢含量要控制在20毫克以下。

天然气的性质及特点天然气是无色、无味的气体。

当天然气中混有硫化氢气时，就会出现强烈的刺鼻臭味。

其重要物理性质还包括：1) 密度天然气密度是指单位体积气体的重量，以kg/m3表示。

天然气是多组分的混合物,各组分的密度也不相同。

在地面标准状态下,天然气混合物的密度一般为0.7～0.75kg/m3，随重烃含量增多密度增大。

某些油田伴生气,其密度可达1.5kg／m3。

密度随压力增高而增大,随温度增高而变小。

天然气的相对密度是指相同温度、压力（如15.6℃、101 325Pa 或20℃、101 325Pa ）条件下,天然气密度与空气密度的比值。

天然气混合物一般在0.56～1.0之间。

天然气的性质及特点2）天然气的粘度粘度是指气分子内部质点运移的摩擦阻力，是研究气体的运移、评价开采、集输条件的重要参数，常用动力粘度（绝对粘度）表示，单位采用mPa·s。

也可用运动粘度，即动力粘度与密度的比值，单位以mm2/s表示。

粘度大小与化学组成及其所处环境有关。

在标准状况下，分子量增加，粘度变小，温度升高粘度增大。

在压力较高的条件下，压力增高粘度增大。

天然气性质及特点3）天然气压缩性和溶解性天然气是可压缩的。

同体积的天然气，在地面与地下密度不同，重量也不同。

天然气具有溶于水和石油这两类不同液体的能力，但易于与石油互溶而与水则不易互溶。

如甲烷，在原油中的溶解系数为0.3，而在水中的溶解系数仅0.033，两者可相差达一个数量级。

影响天然气溶解性的主要因素是压力，而温度对天然气的溶解力的影响则比较复杂。

天然气的性质及特点沸点是指101,325Pa压力下液体沸腾时的温度。

天然气中主要成分甲烷的沸点是-162.6o C。

天然气的沸点是-162.49 o C。

由于天然气的沸点很低，天然气很难被液化。

天然气一般以气态储存和运输。

液化天然气天然气在1标准大气压下，冷却至约-162℃时，天然气由气态转变成液态，称为液化天然气（Liquefied Natural Gas，缩写为LNG）。

LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，LNG 的重量仅为同体积水的45%左右。

压缩天然气压缩天然气(Compressed Natural Gas,简称CNG)是天然气加压到20MPa (超过3,600磅/平方英寸)以上并以气态储存在容器中。

CNG与管道天然气的组分相同。

CNG可作为车辆燃料使用，以CNG为燃料的车辆叫做NGV（Natural Gas Vehicle）。

液化石油气液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,简称LPG)是开采和煤油制石油过程中的副产品，其主要成分为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯；热值约为83.68-112.97兆焦/标准产方米（20000—27000千卡/标准立方米）。

LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，常被用作炊事燃料。

还可用作轻型车辆燃料。

液化石油气的特性(1)易挥发性钢瓶内的液化石油气，若以液体状态流出，则会变成约250～300倍的气体而扩散。

(2)气体状态的比重大液化石油气的气体比空气重1.5～2.0倍。

在空气中象水一样，流向低洼处而存滞下来，可随风吹散。

液化石油气的特性(3)火焰颜色液化石油气正常燃烧时是浅蓝色的无烟火焰。

若火焰发黄有烟，说明一次空气量不足。

此时液化石油气没有完全燃烧，燃烧生成的一氧化碳会使人中毒。

所以，使用液化石油气时必须注意调节进气量，观察火焰的颜色。

液化石油气的特性(4)溶解性液化石油气会使橡胶软化，使石油产品溶解。

所以软管要求用特制的耐油胶管，不能使用一般胶管。

(5)燃烧产物液化石油气燃烧后产生大量的二氧化碳和水蒸气。

燃烧不充分时产生有毒的一氧化碳。

所以在燃气具使用时要保证适当的通风换气。

液化石油气的特性6、易燃易爆性液化石油气的爆炸极限约为1.5～9.5%，泄漏时较容易达到下限浓度，容易引起爆燃、爆炸。

7、汽化潜热较大液化石油气的汽化潜热较大，气化时吸收大量热量，液态接触到皮肤容易引起冻伤。

所以，工作时要穿好工作服、做好劳动保护。

液化石油气的危险特性（1）易燃液化石油气液体为甲A类火灾危险性液体，液化石油气气体为甲类火灾危险性气体。

该物质闪点低，极易燃，在空气中只需要很小的点火能量（约0.4J，即鞋钉与地面摩擦所产生的能量）即可被引燃。

一经点燃，将产生迅猛的混合燃烧。

液化石油气的危险特性（2）易爆丙烷、丁烷的气体与空气混合物的爆炸下限均较低，在2%左右，发生爆炸的危险性最大。

另外，1m3的液化石油气液体可气化为约250 m3的液化石油气气体，这些气体若扩散到大气中，又可形成2500～12500 m3的爆炸性混合气体，如果遇到火源，将在较大空间内发生强烈的爆炸，爆炸速度可达到2000～3000m/s。