燃气工程总复习课

第一章 基本知识（概论）1. 燃气工程主要包括哪些内容及其应用前景？燃气工程⎪⎩⎪⎨⎧ 燃气生产燃气输配燃气的燃烧与应用2. 燃气基本概念及其分类定义：燃气是由多种可燃与不可燃的单一气体组成的混合气体。

⎩⎨⎧等、、不可燃成分：和、可燃成分：2222n m COH H O N CO C 大 以燃气起源或其生产方式进行分类，主要可分为两类：天然气和人工燃气。

液化石油气和生物气则是由于气源和输配方式的特殊性，习惯上各另列一类。

3. 华白指数W ：是燃气的热值与相对密度有关的综合系数，sH W =，其中H 为燃气的热值，s 为相对密度；在压力不变的情况下，作为燃具相对热负荷的一个度量，是设计或选用燃具的重要依据。

4. 燃烧势C p ：它反映了燃气燃烧火焰所产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧的倾向性，是一项反映燃气燃烧稳定状况的综合指标，能全面判断燃气的燃烧特性。

5. 城市燃气质量要求的主要内容6. 什么是城市燃气的加臭城市燃气是具有一定毒性的爆炸性气体，又是在压力下输送和使用的。

由于管道及设备材质和施工方面存在的问题和使用不当，容易造成漏气，有时引起爆炸、着火和人身中毒的危险。

因此，当发生漏气时能及时被人们发觉进而消除漏气是很必要的。

要求对没有臭味的燃气加臭，对于减少灾害，是必不可少的措施。

作为城市燃气的气源，如干馏煤气、水煤气，油制气，天然气和液化石油气多数含有硫化物，因此其本身都具有臭味。

天然气有时不含有硫化物，一般都要求经过加臭后才进行输配使用。

⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧可燃气体在微生物作用下产生的空气的条件下发酵，并—各种有机物质在隔绝—生物气（沼气）等、主要组分厂催化裂化气中提取。

加工过程中获得。

炼油—从油、气开采或石油—液化石油气的副产气—冶金企业炼铁、炼钢—高炉煤气和转炉煤气气或缓冲气用重油或渣油，作掺混工制成的燃气总称。

采—用石油系原料经热加—油制气压力气化水煤气、发生炉煤气、反应所生产的燃气。

如—煤在高温下与气化剂—气化煤气对煤进行干馏而得到—利用焦炉、炭化炉等—干馏煤气人工燃气—从井下煤层抽出—煤矿矿井气—含石油轻质馏分—凝析气田气来—伴随石油一起开采出—石油伴生气石油气—从气井开采出来—纯天然气气田气天然气6383)()(H C H C第二章 燃气生产1．制气原料有哪些？ 2．煤的元素分析和工业分析 3．煤的粘结性和结焦性粘结性——是指煤粉在隔绝空气条件下加热，经过胶质状态生成块状半焦的能力。

结焦性——是指在工业炼焦条件下单种煤（或配煤）炼制成合格冶金焦的性能。

4．煤的反应性反应性——又称煤的化学活性，是指在一定温度条件下煤与不同气化介质(CO 2、O 2、空气和水蒸汽等)发生化学反应的能力，是气化用煤的重要工业性质。

中国多用CO 2的还原率(%α)表示。

%100)100()(100⨯+-=c a c a α式中：a ——CO 2纯度，%；c ——反应后气体中CO 2质量分数，%。

煤的反应性主要取决于煤化程度，煤化度越低，反应能力越强。

其次与矿物含量有关，矿物含量越高活性越低。

5．灰熔点和成渣性能成渣性能：是指煤料在气化时灰分是否烧结成渣，通常采用测定灰熔点的方法来判别是否易于结渣，记录三个特征温度：变形温度T 1、软化温度T 2、熔融温度T 3，工业上一般以软化温度来表示。

6．石油的组成1）元素组成 2）烃类组成与族组成7．制气原料油有哪些？具体内容油制燃气的原料可以是：原油、重油、石脑油和柴油等8．什么是天然气？天然气是指通过生物化学作用及地质变质作用，在不同的地质条件下生成、运移，并于一定压力下储集在地质构造中的可燃气体。

9．干气和湿气干气(又称贫气)——凡每立方米天然气含油量在l00g 以下的天然气； 湿气(又称富气)——凡每立方米天然气含油量在l00g 以上的天然气10．酸气与净气，酸气——是指每立方米硫含量大于1g 净气——是指每立方米硫含量小于1g11．天然气的开采与集输的内容和方法根据气田集输工艺的不同要求，可采用单井集输流程和多井集输流程。

⎪⎩⎪⎨⎧︒>︒=︒<CT C T C T 14251425~12001200222——难熔性灰分——可熔性灰分——易熔性灰分12．天然气的杂质的危害、净化内容和方法除去天然气中的凝析油、水、硫及其杂质，以满足管输和用户对天然气质量的要求。

13．液化天然气的目的和方法1）天然气资源的分布在地理上并不均衡，生产地和消费地相距较远，有利于储存和运输。

2）用于用气量的负荷调节3）用液化法可以更经济地生产出氦气等稀有气体。

方法：1）阶式循环（或称串级循环）制冷 2）混合式（或称多组分）制冷 3）膨胀法制冷14．什么是干馏煤气水煤气、发生炉煤气利用焦炉，连续式直立炭化炉和立箱炉等对煤进行千馏所获得的煤气称为干馏煤气。

以煤或者焦炭等含碳的物质为原料，空气和水蒸气作为气化剂，在常压移动床煤气发生炉内进行气化，所得的可燃气体被称为发生炉煤气。

以无烟煤或焦炭为原料，水蒸气为气化剂，进行常压气化，制得含氢量较高的可燃气体称为水煤气。

15．气化过程的概念，气化剂有哪些？气化过程的分类方法是以固体燃料为原料，以氧气（空气、富氧空气或纯氧）、水蒸气、氢气等为气化剂，在高温条件下，通过化学反应使固体燃料中可燃物质转变为可燃气体的过程。

气化的分类（气化剂、运动过程）16．煤气的改制的目的和方法(1) CO 变换是为了满足不同用途的煤气对CO 含量的要求，它是在催化剂存在的条件下，利用水蒸气将CO 变换成热值相当的无毒氢气。

（城市燃气限制CO 的含量低于10%）kmol MJ H CO O H CO /3.41222++⇔+(2) 甲烷化kmol MJ O H CH H CO /2.2053242++=+ kmol MJ O H CH H CO /0.164242422++=+ kmol MJ CO CH H CO /4.24622242++=+17．什么是液化石油气，主要杂质，来源及提取方法液化石油气是以C 3、C 4为主要成分的烃类混合物，即只用烃的碳原子(C)数表示。

包括：丙烷(C 3H 8)、丙烯(C 3H 6)，丁烷(C 4H 10)和丁烯(C 4H 8)。

杂 质 烃类杂质—— 是指未分离净的C 2及C 5、C 6 硫 化 物—— 硫化氢、硫醇，含硫高时需进行脱硫 水 分—— 在低温时以结冰和形成水化物，造成堵塞残液：常温下不易气化的C 5、C 6烃类和未脱净的水分等。

⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧提取的方法主要有压缩法、吸收法和吸附法。

18．什么是煤层气、矿井气？煤炭生成过程中，有机质在特定环境中，经过生物化学作用及成煤变质作用形成CH 4气体。

大部分都逸散到大气中，少部分以游离状态和吸附状态存在于煤层和岩石的孔隙、裂缝和孔洞中。

这些气体涌出时就得到煤层气。

煤层气的涌出取决于CH4的生成量、煤层顶板及围岩的致密程度。

应根据煤层气含量、涌出量大小、矿井气存在地带及开采条件、煤层和煤质本身条件等选择。

原生矿井气:从原来存在的煤层或岩层中直接抽取的次生矿井气: 原生矿井气从原来存在的地点解脱后，积聚在某个空间所形成的，一般CH4含量较低。

第三章 燃气的净化（P240）1．燃气净化的目的，燃气的主要杂质及工艺选择燃气的净化的目的是脱除燃气中的有害杂质，实现综合利用，减少环境污染。

杂质 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧灰尘： 除尘（旋风、静电）氨： 制取硫酸氨和无水氨 萘： 硫化氢： 单质硫和硫酸，制取黄血盐钠(钾) 苯和焦油： 半成品，经加工可以得到多种化工产品 不同燃气的工艺选择：干馏煤气— 脱焦油、洗萘、洗苯及脱硫气化煤气— 冷却、脱焦油和脱硫，不存在或只存在少量的粗笨、萘、氨等杂质 油制气—— 脱焦油、洗萘、洗苯及脱硫，由于气含氨量及少，不做单独处理 天然气—— 井场分离固态及液态杂质，在进一步脱水及硫化氢和有机硫化物，对于凝析气田及石油伴生气还需要脱除凝析油2．什么是煤气的冷却与除尘粗煤气从炭化室经上升管逸出是的温度为650~750℃。

此时煤气中含有焦油蒸汽、粗笨蒸汽、水蒸气、氨、硫化氢、萘及其它化合物。

为了回收这些化合物，首先应将煤气冷却，这是因为：(1) 从煤气中回收化学产品，通常要在较低的温度(25℃)下才能保证较高的回收率；(2) 含有大量水蒸气的高温煤气体积大，输送煤气时所需要的煤气管道直径和风机功率均增大，很不经济。

(3) 煤气冷却时，不但有水蒸气被冷凝，而且大部分焦油和萘也被分离出来，部分硫化氢和氰化物等腐蚀性介质也溶于冷凝液中，从而可减轻对净化设备和管道的堵塞及腐蚀。

煤气的冷却分两步进行：1）在桥管和吸气管中用大量70~75℃的循环氨水喷洒，使其冷却到80~85℃； 2）煤气在初冷器中冷却到20~25℃，并在此过程中脱除焦油（焦油与氨水分离） 焦油雾的清除3．煤气脱氨的概念及方法煤气中主要来源于煤中的氮，煤中约含氮2%，其中10~20%变为氨。

根据吸收剂种类的不同可分为三种：硫酸法、水法及磷酸法。

4．苯的回收与萘的脱除回收苯族烃的方法 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧ 加压吸收：800~1200kPa ，强化吸收 洗油吸收法 常压吸收：略高于大气压，各国普遍采用负压吸收：全负压煤气净化系统活性炭吸附法 深度凝结法5 燃气脱硫煤气脱硫方法很多，但大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。

一、干法脱硫干法脱硫 ⎪⎩⎪⎨⎧ 氧化铁法 大部分采用，焦化厂、煤气厂活性炭法 分子筛法 合成氨工业，作为脱除有机硫和精细脱硫氧化锌二、湿法脱硫应用再生循环液体，在脱硫的同时生产纯元素硫的脱硫方式。

按溶液的吸收与再生性质的不同分为⎪⎩⎪⎨⎧物理吸收法中和法氧化法第四章 燃气输配1．城市燃气年用气量、供气对象年用气量取决于：用户类型、数量及用气量指标。

城市燃气供气（燃气用户）一般分为下列四个方面：居民生活用气、公共建筑用气、工业企业用气、采暖用气2．燃气需用工况城市各类用户的用气情况势不均匀的，随月、日、时变化。

用气不均匀性分为：月不均匀性（季节不均匀性）、日不均匀性和时不均匀性。

1. 月用气工况全年平均日用气量该月平均日用气量=1K（3-6）2. 日用气工况该月平均日用气量该月中某日用气量=2K（3-7）3. 时用气工况该日平均小时用气量该日某小时用气量=3K（3-8）3．燃气的小时计算流量燃气输配系统的管径及设备通过能力不能直接用燃气的年用量来确定，而应按计算月的小时最大流量进行计算。

小时计算流量的确定关系着燃气输配系统的经济性和可靠性。

确定小时计算流量的方法有两种：不均匀系数法和同时工作系数法。

4．什么是燃气生产与使用的平衡、方法由于燃气用量的不均匀性，气源供应量的限制，燃气生产和使用是不平衡的，平衡调节方法有： 1） 改变气源的生产能力和设置机动气源 2） 利用缓冲用户和发挥调度作用 3） 利用储气设施5．城市燃气管道输配系统的组成管道输配系统：接受站（门站）、输配管网、储配站、调压室、运行管理操作和控制设施等。