燃?xì)鈿怏w的種類認(rèn)識

1、燃?xì)獾姆N類燃?xì)獍凑掌鋪碓醇吧a(chǎn)方式可分為4類：1.天然氣；2.人工燃?xì)猓?.液化石油氣；4.生物氣（沼氣）一、天然氣一般認(rèn)為，天然氣是古代動、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，天然氣通過遷移，儲集在地下適宜的地質(zhì)構(gòu)造 中，形成礦藏，埋深在深度不同的地層中。天然氣是一種混合氣體，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)獾取Ｌ烊粴忾_采系統(tǒng)基建投資少、建設(shè)工期短、見效快，新建的氣井一般當(dāng)年即可投產(chǎn)。按 標(biāo)準(zhǔn)燃料計(jì)算，天然氣的生產(chǎn)成本是石油的25%，煤炭的5%15%。天然氣從地下開采出來時(shí)壓力很高，有利于遠(yuǎn)距離輸送，送到用

2、戶時(shí)仍能保持較高的壓力。 熱值高，容易燃燒且燃燒效率高，是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料。天然氣不僅是優(yōu)質(zhì)能源，而且是應(yīng)用廣泛的化工原料。概念圈閉：天然氣在遷移過程中受到某一遮擋物而停止移動并聚集起來。儲集層中這種遮擋物存 在的地段。氣藏：當(dāng)一定數(shù)量的天然氣在圈閉內(nèi)聚集后，形成氣藏。油氣藏：同時(shí)聚集了石油和天然氣。氣田：有一個(gè)或幾個(gè)氣藏就組成一個(gè)氣田。氣田可是單層或多層。天然氣的開采：用鉆井的方法，將井鉆到氣層的深度，完井后，從氣井中將天然氣采到地面， 進(jìn)入天然氣的集輸流程，并從天然氣中分離出油、水及雜質(zhì)。天然氣集輸：將天然氣從各分散的氣井（或油井）集中起來，進(jìn)行必要的初加工和計(jì)量，然 后送到天然氣凈化廠、加

3、工廠或輸氣干線的過程。天然氣集輸?shù)闹饕O(shè)施工藝包括油氣分離、處理、計(jì)量、儲存、輸送、輕質(zhì)油回收、污水處理等。天然氣的凈化在天然氣處理廠進(jìn)行，除去天然氣中的凝析油、水、硫化物及其他雜質(zhì)，以滿足管道輸 送和用戶對天然氣質(zhì)量的要求。凈化過程一般與脫除物的回收結(jié)合在一起。天然氣的液化天然氣液化是越洋大量輸送天然氣的最好的商業(yè)化技術(shù)。液態(tài)天然氣的體積是氣態(tài)的 1/600，有利于儲存和輸送，還可經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)氦氣等稀有氣體。液化過程：通過換熱不斷取走天然氣的熱量，使其液化。屬于深度制冷，在液化之前必須 凈化，脫除深冷過程中可能固化的物質(zhì)，如水、二氧化碳、硫化氫和丙烷以上的重?zé)N類，凈 化要求高于一般管道輸送天然

4、氣的凈化要求。凈化后的天然氣主要成份是甲烷。二、人工燃?xì)庖怨腆w或液體可燃物為原料加工生產(chǎn)的氣體燃料。以煤為原料加工制成的燃?xì)鉃槊褐茪猓挥檬图捌涓碑a(chǎn)品制取的燃?xì)鉃橛椭茪夥诸悾焊绅s煤氣、氣化煤氣、油制氣凈化目的：降低溫度、脫除水分、脫除有害雜質(zhì)、回收有價(jià)值的副產(chǎn)品液化石油氣是石油開采、加工過程中的副產(chǎn)品，通常來自煉油廠。主要成份是丙烷、丙烯、丁烷、 丁烯。常溫加壓或常壓降溫即可變?yōu)橐簯B(tài)，以進(jìn)行儲存和運(yùn)輸，升溫或減壓即可氣化使用。來源：1、在油田或氣田開采過程中獲得，稱為天然石油氣；2、石油煉制加工過程中的副產(chǎn)品，稱為煉廠石油氣。凈化：除去甲烷、乙烷、戊烷和重?zé)N，除掉硫化物，干燥。特點(diǎn)：常溫常壓下

5、呈氣態(tài)，但升壓或降溫可液化。臨界壓力低，為3.534.45MPa （絕對壓力）， 臨界溫度是92162C。熱值高，低熱值約為48.1MJ/Kg或87.8108.7MJ/m3。燃燒時(shí)需混合 大量空氣。為了完全燃燒，一般用降壓法，轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。爆炸性氣體密度液化石油氣的氣態(tài)密度是空氣的1.52倍，易在大氣中自然擴(kuò)散，并向低洼區(qū)流動，聚積 在不通風(fēng)的低洼地點(diǎn)。液化石油氣液態(tài)的密度約為水的密度的一半。在15C時(shí)，液態(tài)丙烷的 密度為0.507kg/L,氣態(tài)丙烷在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為1.90kg/m3；液態(tài)丁烷的密度為0.583kg/L, 氣態(tài)丁烷在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為2.45kg/m3。液化石油氣在G3： G

6、4=5:5時(shí)，液態(tài)石油氣的 密度為0.545kg/L；，氣態(tài)石油氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為2.175kg/m3。飽和蒸氣壓液化石油氣在平衡狀態(tài)時(shí)的飽和蒸氣壓隨溫度的升高而增大。丙烷和丁烷的飽和蒸氣壓與 溫度的關(guān)系見表4-1。表4-1丙烷和丁烷的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系表名稱0;40C0;15C0C15C30 C40 C50 C丙烷的飽和 蒸氣壓/MPa0. 110. 280. 460. 711. 061. 361. 71丁烷的飽和蒸氣壓/MPa0. 050. 100. 170. 270. 370.膨脹性液化石油氣液態(tài)時(shí)膨脹性較強(qiáng)，體積膨脹系數(shù)比汽油、煤油和水的大，約為水的16倍。 所以，國家規(guī)定液化

7、石油氣儲罐、火車槽車、汽車槽車、氣瓶的充裝量必須小于85%，嚴(yán)禁 超裝。值和導(dǎo)熱系數(shù)液化石油氣的熱值一般用低熱值計(jì)算，在25C, 101 325Pa (1大氣壓)下表4-2液化石 油氣熱值表表4-2液化石油氣熱值表名稱氣態(tài)的熱值/ (kJm-3)液態(tài)的熱值/ (kJkg-1)丙烷91 12045 930丁烷118 45045 300液化石油氣的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度有關(guān)。氣態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大，而液態(tài)的志熱 系數(shù)隨溫度的升高而減少，見表4-3。表4-3丙烷、丁烷的導(dǎo)熱系數(shù)表溫度氣態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)/ (Wm-1K-1)液態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)/ (W-m-1-K-1)丙烷丁烷丙烷丁烷273.15K5.2254.

8、68237.6245.56293.15K5.9365.22532.4040.96313.15K6.8976.06127.1736.785.比熱容液化石油氣的比熱容隨溫度的上升而增加。比熱容有比定壓(恒壓)熱容和比定容(恒容) 熱容2種。液化石油氣的蒸發(fā)潛熱隨溫度上升而減少，見表4-4表4-4丙烷、丁烷在不同溫度下的比定壓熱容和蒸發(fā)潛熱名稱比定壓熱容/ (J-kg-1-K-D蒸發(fā)潛熱/ (J-g-1)0C100 C4.4C60 C丙烷68.2292.38372.3261.3丁烷88.37117.63380.4320.36.粘度液化石油氣液態(tài)的粘度隨分子量的增加而增加，隨溫度的上升而減少，不同溫度

9、下不同分 子量的液太單位烴的運(yùn)動粘度見表4-5：表4-5丙烷、丁烷在不同溫度下的運(yùn)動粘度表名稱-40 C-10C5C25 C50 C丙烷的運(yùn)動粘度/ (m2-s-1)20215312610278丁烷的運(yùn)動粘度/ (m2-s-1)3052352051701377.沸點(diǎn)和露點(diǎn)液化石油氣液體的飽和蒸氣壓與一定的外界壓力相等時(shí)，液體開始沸騰，這個(gè)溫度即為 液化石油氣混合物的沸點(diǎn)。沸點(diǎn)隨外界壓力的上升而增大。如丙烷的1.013 25x105Pa（1大 氣壓）下的沸點(diǎn)是-42.07C，而在8.106x105Pa （8大氣壓）下的沸點(diǎn)-20C。液化石油氣飽和碳?xì)浠衔餁怏w，在冷卻或加壓時(shí)凝結(jié)成露的溫度即為露

10、點(diǎn)或液化點(diǎn)。 露點(diǎn)隨壓力的升高而增大，如丙烷在3.749 03x105Pa （3.7大氣壓）下露點(diǎn)為-10C，而在 8.106x105Pa （8大氣壓）下的露點(diǎn)為20C。著火溫度液化石油氣著火溫度比其他燃料低，一般在430460C，爆炸極限較窄，為1.5%9.5%， 而且爆炸下限比其他燃?xì)獾停晕ｋU(xiǎn)性大，一點(diǎn)點(diǎn)火花都會引起燃燒爆炸。液化石油氣可以完全燃燒，其反應(yīng)方程式如下（以丙烷為例）。C3H8+5O2=3CO2f+4H2O液化石油氣燃燒時(shí)需要空氣量很大，需2330倍的空氣量，而一般城市煤氣只需35倍 的空氣量。液化石油氣的典型性質(zhì)表4-7液化石油氣的典型性質(zhì)表項(xiàng)目丙烷丁烷液態(tài)密度/ （kg

11、-L-1）0.500.510.570.58氣態(tài)密度/空氣密度1.401.551.902.10氣態(tài)體積/液態(tài)體積274倍233倍沸點(diǎn)/C-45-2氣化潛熱/ （J-g-1）358372含硫量/%00.0200.02可燃度極限/%2.210.01.89.0（2 500英國熱量單位/ft321 500英國熱量單位/lb11 900kcalkg-1） 49. 5（3 270英國熱量單位/ft321 200英國熱量單位/lb11 800kcalkg-1）最低著火溫度：460 C生物氣（沼氣）沼氣是有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種可燃?xì)怏w。由 于這種氣體最先是在沼 澤中發(fā)現(xiàn)的，所以稱

12、為沼氣。人畜糞便、秸稈、污水等各種有 機(jī)物在密閉的沼氣池內(nèi)，在厭氧（沒有氧氣）條件下發(fā)酵，即被種類繁多的沼氣發(fā)酵微 生物分解轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生沼氣。沼氣是一種混合氣體，可以燃燒。沼氣是有機(jī)物經(jīng)微生 物厭氧消化而產(chǎn)生的可燃性氣體。沼氣是多種氣體的混合物，一般含甲烷 5070%，其余為二氧化碳和少量的氮、氫 和硫化氫等。其特性與天然氣相似?？諝庵腥绾?.620.8% (按體積計(jì))的沼氣時(shí)，就會形成爆炸性的混合氣體。沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農(nóng)副產(chǎn)品、供暖、照明和 氣焊等外，還可作內(nèi)燃機(jī)的燃料以及生產(chǎn)甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經(jīng)沼 氣裝置發(fā)酵后排出的料液和沉渣，含有較豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，可用作

13、肥料和飼料。沼氣是一些有機(jī)物質(zhì)，在一定的溫度、濕度、酸度條件下，隔絕空氣(如用沼氣池)， 經(jīng)微生物作用(發(fā)酵)而產(chǎn)生的可燃性氣體。它含有少量硫化氫，所以略帶臭味。發(fā)酵 是復(fù)雜的生物化學(xué)變化，有許多微生物參與。反應(yīng)大致分兩個(gè)階段：(1)微生物把復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)降解成簡單的物質(zhì)，如低級脂肪酸、醇、醛、二 氧化碳、氨、氫氣和硫化氫等。(2)由甲烷菌種的作用，使一些簡單的物質(zhì)變成甲烷。 要正常地產(chǎn)生沼氣，必須為微生物創(chuàng)造良好的條件，使它能生存、繁殖。沼氣池必須符 合多種條件。首先，沼氣池要密閉。有機(jī)物質(zhì)發(fā)酵成沼氣，是多種厭氧菌活動的結(jié)果， 因此要造成一個(gè)厭氧菌活動的缺氧環(huán)境。在建造

14、沼氣池時(shí)要注意隔絕空氣，不透氣、不 滲水。其次，沼氣池里要維持2040C，因?yàn)橥ǔＴ谶@種溫度下產(chǎn)氣率最高。第三， 沼氣池要有充足的養(yǎng)分。微生物要生存、繁殖，必須從發(fā)酵物質(zhì)中吸取養(yǎng)分。在沼氣池 的發(fā)酵原料中，人畜糞便能提供氮元素，農(nóng)作物的秸稈等纖維素能提供碳元素。第四， 發(fā)酵原料要含適量水，一般要求沼氣池的發(fā)酵原料中含水80%左右，過多或過少都對產(chǎn)氣不利。第五，沼氣池的pH值一般控制在78.5。成分組成沼氣的主要成分是甲烷。沼氣由 50%80%甲烷(CH4)、20%40%二氧化碳(CO2)、 0%5%氮?dú)?N2)、小于1%的氫氣(H2)、小于0. 4%的氧氣(O2)與0.1%3%硫化氫(H2S) 等氣體