人工煤气基本知识
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Ppm：用组分占总量的百万分比来表示的浓度 也称百万分比浓度 也称百万分比浓度、 Ppm：用组分占总量的百万分比来表示的浓度,也称百万分比浓度、百 万分率。 万分率。 ppm与mg/m3的换算： 与 的换算： 的换算 mg/m3=(m/M)*22.4×ppm×（273/（273+T）） × × （ ）） ×P/101325 其中， 为气体分子量 为气体分子量， 为温度 为温度， 为压力 为压力。 为气体质量 单位mg) 为气体质量（ 其中，M为气体分子量，T为温度，P为压力。m为气体质量（单位
大气压力； P：绝对压力； B：大气压力； Pb ：表压力 绝对压力；
表压力P 可为正压，也可为负压。 表压力Pb 可为正压，也可为负压。为负压时可用真空度表示 应用式：真空度= 应用式：真空度= Pb /B ×100% 真空度 若所测压强低于大气压强，其压力测量需要用真空表。 若所测压强低于大气压强，其压力测量需要用真空表。从 真空表所读得的数值称真空度。 真空表所读得的数值称真空度。真空度数值是表示出系统压 强实际数值低于大气压强的数值， 强实际数值低于大气压强的数值，即： 定义式： 真空度=(大气压强—绝对压强） =(大气压强 定义式： 真空度=(大气压强—绝对压强）
预习： P29-42
1.2 焦炉煤气场安全管理
三、煤气组分和重度
1.煤气组分表示法 1.煤气组分表示法
相对表示方法：质量法、容积法、 百分比) 相对表示方法：质量法、容积法、摩尔法(百分比)
阅读：P27 阅读：
绝对表示方法：mg/m3或 绝对表示方法：mg/m3或mg/dm3(mg/L) ppm 、ppb 、ppt
Βιβλιοθήκη Baidu
ppm、 ppm、ppb 、ppt
3.煤气的重度、相对密度与比容 3.煤气的重度、 煤气的重度
(1)重度 重度是与密度相对而言的概念。 密度:表示单位体积物质的质量，国际单位制中的单位为 Kg/m3； 重度:表示单位体积物质的重量,国际单位制中的单位为 N/m3；又称为容重、体积重量。 重度与密度之间的关系为：重度=重力加速度×密度；
含量： 含量：H2 ≈60% ，CH4≥20 % ，CO ≈8%， 低热值≈16.7MJ/m3。 低热值
气化煤气
气化煤气: 气化煤气
空气气化煤气 水煤气 混合发生炉煤气等 混合发生炉煤气等
气化煤气——发生炉煤气、 气化煤气——发生炉煤气、水煤气 发生炉煤气： 煤气发生炉，通入空气 发生炉煤气：将煤或焦炭放入煤气发生炉 煤气发生炉 空气
煤制气（煤气）：以煤为原料加工制成的燃气。 煤制气（煤气）：以煤为原料加工制成的燃气。 ）：以煤为原料加工制成的燃气 油制气：以石油及其副产品（如重油）制成的燃气。 油制气：以石油及其副产品（如重油）制成的燃气。
具体种类
人工燃气的种类： 人工燃气的种类： 干馏煤气： 干馏煤气：如焦炉煤气 气化煤气: 气化煤气
二、煤气压力（单位：Pa） 二、煤气压力（单位：Pa）
煤气压力：指煤气的压力强度， 煤气压力：指煤气的压力强度，即煤气气体对容器器壁单位面积上作用的 垂直力。 垂直力。
1.绝对压力（ ）：以绝对真空作为基准所表示的压力。 1.绝对压力（P）：以绝对真空作为基准所表示的压力。 绝对压力 作为基准所表示的压力 2.相对压力（B）：以大气压力作为基准所表示的压力 2.相对压力（ ）：以大气压力作为基准所表示的压力 相对压力 3.表压力（ ）：测压仪表所测得的压力 测压仪表所测得的压力。 3.表压力（Pb）：测压仪表所测得的压力。 表压力 由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力， 由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对 压力也称表压力。 压力也称表压力。 公式： 公式：P= B+ Pb
Ppb：用组分占总量的十亿分比来表示的浓度,也称十亿分比浓度 也称十亿分比浓度、 Ppb：用组分占总量的十亿分比来表示的浓度 也称十亿分比浓度、十
亿分率。 亿分率。
Ppt：用组分占总量的万亿分比来表示的浓度,也称万亿分比浓度 也称万亿分比浓度、 Ppt：用组分占总量的万亿分比来表示的浓度 也称万亿分比浓度、万
吹过赤热的煤(焦)层，在 、水蒸气或两者的混合物，使其吹过赤热的煤 水蒸气 吹过赤热的煤 空气供应不足的情况下进行氧化和还原作用，生成以一氧 一氧 化碳和氢为主的可燃气体，称为发生炉煤气 发生炉煤气。 化碳和氢为主 发生炉煤气 由于它的热值低，一氧化碳含量高，因此不适合作为民用 煤气，多供工业用。
水煤气：往水煤气炉中交替吹入空气和水蒸汽 交替吹入空气和水蒸汽。 水煤气：往水煤气炉中交替吹入空气和水蒸汽。
亿分率。 亿分率。
2.煤气的干、湿成分 2.煤气的干、 煤气的干 煤气一般用干成分表示其组成，但煤气燃烧后， 煤气一般用干成分表示其组成，但煤气燃烧后， 通常用湿成分作为计算依据。 通常用湿成分作为计算依据。 煤气干、湿成分的换算如下： 煤气干、湿成分的换算如下： 100X湿=X干 ×（100-H2O）% 100
热裂解法 催化裂解法 部分氧化法
1.1 人工煤气基本知识
一、煤气燃烧 1.煤气的热值计算 1.煤气的热值计算
高热值Q 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度， 高热值 h：燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而 其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。 水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量 其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。 热值 低热值Q 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度， 低热值 L ：燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但 烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。 水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量 烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。
(3)比容 单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号“V”表示 ，单位为“立方米/千克”。 物质的比容与压力和温度有关，-般随压力增大而减小，随 温度增大而增大。由于固体和液体是不可压缩的物质，它 们的比容受压力和温度的影响比气体要小得多。 燃气工程应用中必须考虑工作条件下燃气比容变化的影响 。例如管道的膨胀率和管理及设备结构之间的伸缩缝等。
(2)相对密度 (2)相对密度 物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。 物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。 符号为d，无量纲量。 符号为d 无量纲量。 对于气体，作为参考密度的一般为空气： 对于气体，作为参考密度的一般为空气：当以空气作为参 气体 考密度时，是在标准状态（0℃和101.325kPa） 考密度时，是在标准状态（0℃和101.325kPa）下干燥空气 的密度， 1.293kg/m3（ 1.293g/L)。 的密度，为1.293kg/m3（或1.293g/L)。
高温 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
油制气
将重油 压力、温度和催化剂 重油在压力 温度和催化剂的作用下，使分子裂 重油 压力、 分子裂 变而形成可燃气体，这种气体经过处理后可分别得 到煤气、粗苯和残渣油 煤气、 煤气 粗苯和残渣油。这种重油裂解气也叫油煤 气或油制气。
油制气： 油制气：
第3章
人工煤气场站安全管理
第3章 人工煤气场站安全管理
1.1 人工煤气基本知识 1.2焦炉煤气场安全管理 焦炉煤气场安全管理 1.3发生炉煤气场安全管理 发生炉煤气场安全管理 1.4 煤气安全事故与预防
1.1 人工煤气基本知识 复习
人工煤（ 人工煤（燃）气：指以固体、液体或气体可燃物 指以固体、 为原料加工生产的气体燃料。 加工生产的气体燃料 为原料加工生产的气体燃料。 两大类： 两大类：
空气气化煤气 水煤气 混合发生炉煤气等
油制气： 油制气：
热裂解法 催化裂解法 部分氧化法
干馏煤气
将煤放在专用的工业炉中，隔绝空气，从外部加 放在专用的工业炉中 隔绝空气，从外部加 工业炉 分解出来的气体经过处理后 出来的气体经过处理后， 热，分解出来的气体经过处理后，可分别得到煤 焦油、 粗萘、粗苯和干馏煤气 干馏煤气。 焦油、氨、粗萘、粗苯和干馏煤气。剩余的固体 残渣即为焦炭。 残渣即为焦炭。 用于干馏煤气的工业炉有炼焦炉、 用于干馏煤气的工业炉有炼焦炉、连续式直立炭 炼焦炉 化炉和立箱炉等，一般都采用炼焦炉， 化炉和立箱炉等，一般都采用炼焦炉，其干馏煤 气称为焦炉煤气 它的主要成分是甲烷和氢气 焦炉煤气， 气称为焦炉煤气，它的主要成分是甲烷和氢气
应用案例（课堂练习/KJ）： 应用案例（课堂练习/KJ）：
过剩空气系数a =1.18的焦炉煤气样品 的焦炉煤气样品， 取10m3过剩空气系数a =1.18的焦炉煤气样品，样品中各组分气体的容 积成分及热值如下表，（ ，（1 计算该燃气的热值Q为多少kJ/m3;（2） 积成分及热值如下表，（1）计算该燃气的热值Q为多少 计算样品完全燃烧时所需的理论空气量V 和实际空气量V 计算样品完全燃烧时所需的理论空气量V0和实际空气量V 。 组分气体 分子式 体积组分V（%） 热值Q（kcal/m3） 甲烷 CH4 25.8 8576 氢气 H2 56.5 2578 一氧化碳 CO 7.2 3020 二氧化碳 CO2 2.1 —— 氮气 N2 6.6 —— 其它 —— 1.8 —— (注意 注意:1kcal=4.1868kJ,干空气的容积成分含氧为 干空气的容积成分含氧为21% P25) 注意 干空气的容积成分含氧为
煤气高（或低）热值: Q = Q1r1+Q2r2 +… +Qnrn 煤气高（或低）热值: Qn：煤气中各可燃组分的高（低）热值；rn：煤气中各可燃组分的容积成分。 煤气中各可燃组分的高（ 热值； 煤气中各可燃组分的容积成分。
2.过剩空气系数 2.过剩空气系数
燃气实际燃烧过程中， 燃气实际燃烧过程中，因燃气与空气混合不均匀等因素影响 如果按理论空气量V 供给空气，则不能达到完全燃烧。 ，如果按理论空气量V0供给空气，则不能达到完全燃烧。 因此，燃气燃烧时要求实际空气量V应大于理论空气量V0。 因此，燃气燃烧时要求实际空气量V应大于理论空气量V 实际空气量V与理论空气量V 的比值称为过剩空气系数。 实际空气量V与理论空气量V0的比值称为过剩空气系数。 公式： 公式：a= V/ V0
大气压力； P：绝对压力； B：大气压力； Pb ：表压力 绝对压力；
表压力P 可为正压，也可为负压。 表压力Pb 可为正压，也可为负压。为负压时可用真空度表示 应用式：真空度= 应用式：真空度= Pb /B ×100% 真空度 若所测压强低于大气压强，其压力测量需要用真空表。 若所测压强低于大气压强，其压力测量需要用真空表。从 真空表所读得的数值称真空度。 真空表所读得的数值称真空度。真空度数值是表示出系统压 强实际数值低于大气压强的数值， 强实际数值低于大气压强的数值，即： 定义式： 真空度=(大气压强—绝对压强） =(大气压强 定义式： 真空度=(大气压强—绝对压强）
预习： P29-42
1.2 焦炉煤气场安全管理
三、煤气组分和重度
1.煤气组分表示法 1.煤气组分表示法
相对表示方法：质量法、容积法、 百分比) 相对表示方法：质量法、容积法、摩尔法(百分比)
阅读：P27 阅读：
绝对表示方法：mg/m3或 绝对表示方法：mg/m3或mg/dm3(mg/L) ppm 、ppb 、ppt
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ppm、 ppm、ppb 、ppt
3.煤气的重度、相对密度与比容 3.煤气的重度、 煤气的重度
(1)重度 重度是与密度相对而言的概念。 密度:表示单位体积物质的质量，国际单位制中的单位为 Kg/m3； 重度:表示单位体积物质的重量,国际单位制中的单位为 N/m3；又称为容重、体积重量。 重度与密度之间的关系为：重度=重力加速度×密度；
含量： 含量：H2 ≈60% ，CH4≥20 % ，CO ≈8%， 低热值≈16.7MJ/m3。 低热值
气化煤气
气化煤气: 气化煤气
空气气化煤气 水煤气 混合发生炉煤气等 混合发生炉煤气等
气化煤气——发生炉煤气、 气化煤气——发生炉煤气、水煤气 发生炉煤气： 煤气发生炉，通入空气 发生炉煤气：将煤或焦炭放入煤气发生炉 煤气发生炉 空气
煤制气（煤气）：以煤为原料加工制成的燃气。 煤制气（煤气）：以煤为原料加工制成的燃气。 ）：以煤为原料加工制成的燃气 油制气：以石油及其副产品（如重油）制成的燃气。 油制气：以石油及其副产品（如重油）制成的燃气。
具体种类
人工燃气的种类： 人工燃气的种类： 干馏煤气： 干馏煤气：如焦炉煤气 气化煤气: 气化煤气
二、煤气压力（单位：Pa） 二、煤气压力（单位：Pa）
煤气压力：指煤气的压力强度， 煤气压力：指煤气的压力强度，即煤气气体对容器器壁单位面积上作用的 垂直力。 垂直力。
1.绝对压力（ ）：以绝对真空作为基准所表示的压力。 1.绝对压力（P）：以绝对真空作为基准所表示的压力。 绝对压力 作为基准所表示的压力 2.相对压力（B）：以大气压力作为基准所表示的压力 2.相对压力（ ）：以大气压力作为基准所表示的压力 相对压力 3.表压力（ ）：测压仪表所测得的压力 测压仪表所测得的压力。 3.表压力（Pb）：测压仪表所测得的压力。 表压力 由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力， 由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对 压力也称表压力。 压力也称表压力。 公式： 公式：P= B+ Pb
Ppb：用组分占总量的十亿分比来表示的浓度,也称十亿分比浓度 也称十亿分比浓度、 Ppb：用组分占总量的十亿分比来表示的浓度 也称十亿分比浓度、十
亿分率。 亿分率。
Ppt：用组分占总量的万亿分比来表示的浓度,也称万亿分比浓度 也称万亿分比浓度、 Ppt：用组分占总量的万亿分比来表示的浓度 也称万亿分比浓度、万
吹过赤热的煤(焦)层，在 、水蒸气或两者的混合物，使其吹过赤热的煤 水蒸气 吹过赤热的煤 空气供应不足的情况下进行氧化和还原作用，生成以一氧 一氧 化碳和氢为主的可燃气体，称为发生炉煤气 发生炉煤气。 化碳和氢为主 发生炉煤气 由于它的热值低，一氧化碳含量高，因此不适合作为民用 煤气，多供工业用。
水煤气：往水煤气炉中交替吹入空气和水蒸汽 交替吹入空气和水蒸汽。 水煤气：往水煤气炉中交替吹入空气和水蒸汽。
亿分率。 亿分率。
2.煤气的干、湿成分 2.煤气的干、 煤气的干 煤气一般用干成分表示其组成，但煤气燃烧后， 煤气一般用干成分表示其组成，但煤气燃烧后， 通常用湿成分作为计算依据。 通常用湿成分作为计算依据。 煤气干、湿成分的换算如下： 煤气干、湿成分的换算如下： 100X湿=X干 ×（100-H2O）% 100
热裂解法 催化裂解法 部分氧化法
1.1 人工煤气基本知识
一、煤气燃烧 1.煤气的热值计算 1.煤气的热值计算
高热值Q 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度， 高热值 h：燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而 其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。 水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量 其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。 热值 低热值Q 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度， 低热值 L ：燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但 烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。 水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量 烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。
(3)比容 单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号“V”表示 ，单位为“立方米/千克”。 物质的比容与压力和温度有关，-般随压力增大而减小，随 温度增大而增大。由于固体和液体是不可压缩的物质，它 们的比容受压力和温度的影响比气体要小得多。 燃气工程应用中必须考虑工作条件下燃气比容变化的影响 。例如管道的膨胀率和管理及设备结构之间的伸缩缝等。
(2)相对密度 (2)相对密度 物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。 物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。 符号为d，无量纲量。 符号为d 无量纲量。 对于气体，作为参考密度的一般为空气： 对于气体，作为参考密度的一般为空气：当以空气作为参 气体 考密度时，是在标准状态（0℃和101.325kPa） 考密度时，是在标准状态（0℃和101.325kPa）下干燥空气 的密度， 1.293kg/m3（ 1.293g/L)。 的密度，为1.293kg/m3（或1.293g/L)。
高温 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
油制气
将重油 压力、温度和催化剂 重油在压力 温度和催化剂的作用下，使分子裂 重油 压力、 分子裂 变而形成可燃气体，这种气体经过处理后可分别得 到煤气、粗苯和残渣油 煤气、 煤气 粗苯和残渣油。这种重油裂解气也叫油煤 气或油制气。
油制气： 油制气：
第3章
人工煤气场站安全管理
第3章 人工煤气场站安全管理
1.1 人工煤气基本知识 1.2焦炉煤气场安全管理 焦炉煤气场安全管理 1.3发生炉煤气场安全管理 发生炉煤气场安全管理 1.4 煤气安全事故与预防
1.1 人工煤气基本知识 复习
人工煤（ 人工煤（燃）气：指以固体、液体或气体可燃物 指以固体、 为原料加工生产的气体燃料。 加工生产的气体燃料 为原料加工生产的气体燃料。 两大类： 两大类：
空气气化煤气 水煤气 混合发生炉煤气等
油制气： 油制气：
热裂解法 催化裂解法 部分氧化法
干馏煤气
将煤放在专用的工业炉中，隔绝空气，从外部加 放在专用的工业炉中 隔绝空气，从外部加 工业炉 分解出来的气体经过处理后 出来的气体经过处理后， 热，分解出来的气体经过处理后，可分别得到煤 焦油、 粗萘、粗苯和干馏煤气 干馏煤气。 焦油、氨、粗萘、粗苯和干馏煤气。剩余的固体 残渣即为焦炭。 残渣即为焦炭。 用于干馏煤气的工业炉有炼焦炉、 用于干馏煤气的工业炉有炼焦炉、连续式直立炭 炼焦炉 化炉和立箱炉等，一般都采用炼焦炉， 化炉和立箱炉等，一般都采用炼焦炉，其干馏煤 气称为焦炉煤气 它的主要成分是甲烷和氢气 焦炉煤气， 气称为焦炉煤气，它的主要成分是甲烷和氢气
应用案例（课堂练习/KJ）： 应用案例（课堂练习/KJ）：
过剩空气系数a =1.18的焦炉煤气样品 的焦炉煤气样品， 取10m3过剩空气系数a =1.18的焦炉煤气样品，样品中各组分气体的容 积成分及热值如下表，（ ，（1 计算该燃气的热值Q为多少kJ/m3;（2） 积成分及热值如下表，（1）计算该燃气的热值Q为多少 计算样品完全燃烧时所需的理论空气量V 和实际空气量V 计算样品完全燃烧时所需的理论空气量V0和实际空气量V 。 组分气体 分子式 体积组分V（%） 热值Q（kcal/m3） 甲烷 CH4 25.8 8576 氢气 H2 56.5 2578 一氧化碳 CO 7.2 3020 二氧化碳 CO2 2.1 —— 氮气 N2 6.6 —— 其它 —— 1.8 —— (注意 注意:1kcal=4.1868kJ,干空气的容积成分含氧为 干空气的容积成分含氧为21% P25) 注意 干空气的容积成分含氧为
煤气高（或低）热值: Q = Q1r1+Q2r2 +… +Qnrn 煤气高（或低）热值: Qn：煤气中各可燃组分的高（低）热值；rn：煤气中各可燃组分的容积成分。 煤气中各可燃组分的高（ 热值； 煤气中各可燃组分的容积成分。
2.过剩空气系数 2.过剩空气系数
燃气实际燃烧过程中， 燃气实际燃烧过程中，因燃气与空气混合不均匀等因素影响 如果按理论空气量V 供给空气，则不能达到完全燃烧。 ，如果按理论空气量V0供给空气，则不能达到完全燃烧。 因此，燃气燃烧时要求实际空气量V应大于理论空气量V0。 因此，燃气燃烧时要求实际空气量V应大于理论空气量V 实际空气量V与理论空气量V 的比值称为过剩空气系数。 实际空气量V与理论空气量V0的比值称为过剩空气系数。 公式： 公式：a= V/ V0