《人工煤气基本知识》PPT课件
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C(s)+H2O(g) 高温 CO(g)+H2(g)
油制气
将重油在压力、温度和催化剂的作用下，使分子 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。这种重油裂解气也
叫油煤气或油制气。
油制气：
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
ppm与mg/m3的换算： mg/m3=(m/M)*22.4×ppm×（273/（273+T））×P/101325 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mg)
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。
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、
压力也称表压力。
公式：P= B+ Pb P：绝对压力； B：大气压力； Pb ：表压力
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= 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。从 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，即：
二、煤气压力（单位：Pa）
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。
1.绝对压力（P）：以绝对真空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 3.表压力（Pb）：测压仪表所测得的压力。 由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对
定义式： 真空度=(大气压强—绝对压强）
三、煤气组分和重度
1.煤气组分表示法
相对表示方法：质量法、容积法、摩尔法(百分比)
阅读：P27
绝对表示方法：mg/m3或mg/dm3(mg/L) ppm 、ppb 、ppt
ppm、ppb 、ppt
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。
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：
干馏煤气：如焦炉煤气
气化煤气:
空气气化煤气 水煤气 混合发生炉煤气等
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 热，分解出来的气体经过处理后，可分别得到煤 焦油、氨、粗萘、粗苯和干馏煤气。剩余的固体 残渣即为焦炭。
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；
(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。 符号为d，无量纲量。
对于气体，作为参考密度的一般为空气：当以空气作为参 考密度时，是在标准状态（0℃和101.325kPa）下干燥空 气的密度，为1.293kg/m3（或1.293g/L)。
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 1.3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（燃）气：指以固体、液体或气体可燃物
体燃料。
为原料加工生产的气
两大类：
煤制气（煤气）：以煤为原料加工制成的燃气。
组分计气算体样品完分全子燃式烧时所体需积的组理分论V（空%气）量热V0值和Q实（际kc空al气/m量3）V 。
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:1kcal=4.1868kJ,干空气的容积成分含氧为21% P25)
发生炉煤气：将煤或焦炭放入煤气发生炉，通入空气、水蒸气 或两者的混合物，使其吹过赤热的煤(焦)层，在空气供应 不足的情况下进行氧化和还原作用，生成以一氧化碳和氢 为主的可燃气体，称为发生炉煤气。
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。
(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.过剩空气系数
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。 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：a= Leabharlann Baidu/ V0
应用案例（课堂练习/KJ）：
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）
万亿分率。
2.煤气的干、湿成分 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。
煤气干、湿成分的换算如下： X湿=X干 ×（100-H2O）% 100
3.煤气的重度、相对密度与比容
(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
用于干馏煤气的工业炉有炼焦炉、连续式直立炭 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
含量：H2 ≈60% ，CH4≥20 % ，CO ≈8%， 低热值≈16.7MJ/m3。
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
气化煤气——发生炉煤气、水煤气
量。 热值
高热值Qh：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
低热值QL ：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。
煤气高（或低）热值: Q = Q1r1+Q2r2 +… +Qnrn 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。
油制气
将重油在压力、温度和催化剂的作用下，使分子 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。这种重油裂解气也
叫油煤气或油制气。
油制气：
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
ppm与mg/m3的换算： mg/m3=(m/M)*22.4×ppm×（273/（273+T））×P/101325 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mg)
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。
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、
压力也称表压力。
公式：P= B+ Pb P：绝对压力； B：大气压力； Pb ：表压力
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= 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。从 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，即：
二、煤气压力（单位：Pa）
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。
1.绝对压力（P）：以绝对真空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 3.表压力（Pb）：测压仪表所测得的压力。 由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对
定义式： 真空度=(大气压强—绝对压强）
三、煤气组分和重度
1.煤气组分表示法
相对表示方法：质量法、容积法、摩尔法(百分比)
阅读：P27
绝对表示方法：mg/m3或mg/dm3(mg/L) ppm 、ppb 、ppt
ppm、ppb 、ppt
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。
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：
干馏煤气：如焦炉煤气
气化煤气:
空气气化煤气 水煤气 混合发生炉煤气等
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 热，分解出来的气体经过处理后，可分别得到煤 焦油、氨、粗萘、粗苯和干馏煤气。剩余的固体 残渣即为焦炭。
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；
(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。 符号为d，无量纲量。
对于气体，作为参考密度的一般为空气：当以空气作为参 考密度时，是在标准状态（0℃和101.325kPa）下干燥空 气的密度，为1.293kg/m3（或1.293g/L)。
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 1.3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（燃）气：指以固体、液体或气体可燃物
体燃料。
为原料加工生产的气
两大类：
煤制气（煤气）：以煤为原料加工制成的燃气。
组分计气算体样品完分全子燃式烧时所体需积的组理分论V（空%气）量热V0值和Q实（际kc空al气/m量3）V 。
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:1kcal=4.1868kJ,干空气的容积成分含氧为21% P25)
发生炉煤气：将煤或焦炭放入煤气发生炉，通入空气、水蒸气 或两者的混合物，使其吹过赤热的煤(焦)层，在空气供应 不足的情况下进行氧化和还原作用，生成以一氧化碳和氢 为主的可燃气体，称为发生炉煤气。
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。
(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.过剩空气系数
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。 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：a= Leabharlann Baidu/ V0
应用案例（课堂练习/KJ）：
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）
万亿分率。
2.煤气的干、湿成分 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。
煤气干、湿成分的换算如下： X湿=X干 ×（100-H2O）% 100
3.煤气的重度、相对密度与比容
(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
用于干馏煤气的工业炉有炼焦炉、连续式直立炭 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
含量：H2 ≈60% ，CH4≥20 % ，CO ≈8%， 低热值≈16.7MJ/m3。
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
气化煤气——发生炉煤气、水煤气
量。 热值
高热值Qh：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
低热值QL ：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。
煤气高（或低）热值: Q = Q1r1+Q2r2 +… +Qnrn 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。