燃气基础知识

燃气基础知识

重庆燃气曾令基

一.燃气及其分类

人们使用的燃料按物态可分为固态燃料、液态燃料、气体燃料三大类。气体燃料归属于燃气之本。

1、什么是燃气

(1)广义定义

凡是能燃烧的气体物质都叫做燃气。

(2)狭义即专用定义

专门用来作燃料并满足一定技术条件的可燃气体物质叫燃气，或者说：专门用于通过燃烧将其化学能转换成热能为人们所利用的气体物质叫燃气，如天然气，人工煤制气等。燃气专业上所讲的“燃气”就是指的这种可燃气体。

2. 燃气的种类

(1)人工燃气

应用一定的原料，通过人为加工制造出来的燃气叫人工燃气。

○1干馏煤气

煤在焦炉或直立碳化炉中进行干馏所获得的可燃气体叫干馏煤气。所谓“干馏”，就是煤在隔绝空气的条件下加强热，使其分解的工艺过程。

干馏煤气有效成分主要是氢气，占60%左右和甲烷占20%左右，此外还含有一氧化碳。干馏煤气热值一般在17MJ/m3左右。干馏煤气工艺成熟，制气历史较长，是目前使用人工煤气的主要气种。

○2气化煤气

1)发生炉煤气

2) 两段炉式完全气化气

○3油制气

1)热裂解气

2)催化裂解气

(2) 天然气

○1什么是天然气

从广义上讲，天然气指凡天然形成的气体物质，都叫天然气，如现在每家每户烧的天然气，还有人们呼吸的空气(氧气)，都是“天然气”。从狭义的角度，“天然气”已成为一个专用名词，即指天然形成的可作燃料使用的可燃气体叫天然气。燃气专业上所指的“天然气”就是这种天然气。

○2天然气的生成，有“有机生成说”和“无机生成说”两种截然不同的学说。

1) 按有机生成说，天然气是数千万年前地球上的动物、植物、微生物机体随泥沙和其它沉积物沉积于海洋湖泊水底，天长日久，沉积物越积越厚，从数百米到数千米甚至上万米。沉积物中生物体的有机质，在这数千至上万米地层深处，处于高温、高压和缺氧的还原环境之中，在压力、热力、射线、细菌微生物和催化剂作用和地质作用下经过数千万年极其漫长的地质年代，发生复杂的生物、理物、化学生油气反应。在此过程中经历生物化学生气、热催化生油、热裂化生凝析气和深部高温生气演化阶段，有机质从未成熟到成熟，到高成熟，到过成熟，有机质逐渐演化成天然气。

有机生存说经过近百年的石油天然气勘探开发实践得到相当程度的验证，是比较成熟的，既有科学理论，又有实践依据，因而它占据了主导地位

2) 无机生存说还仅是一种假说，理论不成熟，又没得到实践证实。

○3天然气的种类

各地气田，虽然产出的都是天然气，但由于它们所处地理、地质条件一不样，气田之间有差别，产出的天然气也应各具特征。

通常，产天然气气田分成四种类型，因而产出的天然气也可以分成四种类型。

1)气田气

有一种气田只产天然气，地质学上叫纯气田。

由纯气田产出的天然气叫气田气，也叫纯天然气。

气田气中甲烷(CH4)含量在80%—90%以上。四川盆地气田气甲烷含量在95%左右，气田气中乙烷、丁烷含量很少，戊烷以上的重烃更微了。气田气低热值为36MJ/m3左右。

2)凝析气田气

所谓“凝析气田”，与纯气田不同，它是一种特殊的气田，储集的碳氢化合物在一定温度和一定压力的地层条件下，虽现气态，即在地下储集的是气态物质；当开采到地面，温度和压力下降到某一界限值以后，比如地面的常温常压下，就凝析成液态了。

气田中这种在地下是气态，而到地上却凝析成了液态的烃类物质叫凝析油。

含有凝析油的气田叫凝析气田，凝析气田所产的天然气叫做凝析气田气。

3)油田伴生气

从油田开采石油时随同采出的天然气叫油田伴生气。

油田伴生气伴随石油储集在下地，所以，有伴生气的油田，在地下是气、液共存，开采时，油气同时被采出，采出后再将油、气分开。

油田伴生气，主要成分是甲烷，其中甲烷含量在80%—90%以上。但乙烷及以上含量较高，因而热值比气田气高，约48MJ/m3左右。

4)煤田伴生气(矿井瓦斯气)

在形成煤的过程中伴随着形成可燃气体并聚集在合适的地质构造之中，主要成分甲烷，同时含有少量的二氧化碳，由于在抽取过程中混进了大量的空气，因而其热值较低，必须使用专门的灶具，不能和其它种类的天然气灶具混用。

上述几种天然气的主要可燃成分均为甲烷。

○4重庆地区某气田天然气实际组分（未脱硫）

(3)、液化石油气 ○

1什么是石油气 以石油为原料而制得的气体，其主要是碳氢化合物

(C m H n )

○

2什么是液化石油气 气态碳氢化合物中常温常压下呈气态，在加压状态下呈液态的几种成分的组成的混合物。气态变为液态后体积可缩小为1/250。便于运输、储存。

○

3主要成分 液化石油气主要成份是丙烷(C 3H 8)、丙烯(C 3H 6)、丁烷(C 4H 10)、丁烯(C 4H 8)，在常温常压

下是气体，当压力升高或温度降低时，转化为液体，其热值 为108.44 MJ/m 3

左右。由于热值高，且运输、储存、供气很方便，可作城镇的主要气源。

○

4使用注意事项 1) 使用中成分是变化的，因而要注意调节风门。 2）气罐中压力较高，需降压使用。 3）残液(戊烷、C 5H 12) 不能乱倒。

二. 天然气的主要性质 1. 分子式及分子量:

CH 4 M=16.043

2. 重度及密度:

重度——单位体积的燃气的重量。 密度——单位体积的燃气的质量。

γ

天

=

V G （千克力/米3 ）=0.716Kg/m 3

ρ天=V

M （千克/米3 ）=0.716Kg/m 3

3. 相对比重:

单位体积燃气的重量与相同条件下同体积的空气重量之比。 S 天

=

γ

γ2

1=

m

m kg kg 3

3

/293.1/716.0 =0.554

4. 临界参数: （1）临界状态

当物质从一种状态转换成另一种状态时，所处的一种特定的状态叫做临界状态。如水(纯水)的临界状态是标准大气压下温度0.01℃。在此状态下，冰、水、汽可以三态共存。

当物质处于临界状态时，相互转化的那两种状态的某些特性差别消失了。 (2)天然气临界状态的概念

天然气在通常状态(常温常压)下是以气态方式存在的。要把气态天然气转换成液体必须降温加压，但很难达到转换所必须的温度与压力，所以天然气难于液化。

天然气临界状态的定义：天然气在一定条件(降温加压)下从气态转换成液态时所呈现的