燃气的分类和基本性质

燃气的分类和基本性质

概述：燃气的种类主要有人工煤气、天然气、液化石油气、和沼气。目前，我国城市燃气的气源类型主要有焦炉煤气、直立炉煤气、重油裂解气、水煤气、天然气、油田伴生气、矿井气及液化石油气等；也有一些城镇采用化肥厂合成系统放空气、驰放气掺混半水煤气以供民用；还有用酒糟发酵生产沼气供给民用的燃气。

（一）人工煤气：

主要分为固体燃料干馏煤气、固体燃料气化煤气、油制气和高炉煤气四种。

1、固体燃料干馏煤气：就是利用焦炉、连续式直立炭化炉和立箱炉等对煤进行干馏所获得的煤气，这是最早开始的城市燃气气源，也是我国目前城市燃气的重要气源之一。

它在标准状态（即在T=273K，P=101325Pa时气体的状态）下的参数如下：热值在１６.７MJ／Nm3左右，密度约为０.５Kg／Nm3，相对密度（又叫比重）为０.４，爆炸极限一般在４.５％～３６％之间，容易形成爆炸气体，临界温度为－１６８℃，临界压力２.６Mpa。

这里解释一下临界温度和临界压力的概念。临界温度：当温度不超过某一数值时，对气体进行加压，可以使气体液化，而在该温度以上，无论加多大的压力都不能使气体液化，这个温度就叫做临界温度。在临界温度下使气体液化所必须的压力叫做临界压力。

2、固体燃料气化煤气：就是一般说的水煤气、发生炉煤气，它的热值低（在５.４MJ／Nm3～１０.５MJ／Nm3左右），毒性大，即CO含量高，一般不作为城市燃气的气源，主要用的工业上和工业区的居民用户。

3、油制气：利用重油裂解制取燃气，它分为热裂解和催化裂解两种方法，热裂解就是用加热的办法让重油裂解产生可燃气体，而催化裂解就是用催化剂让重油裂解产生燃气。热裂解的热值在４１.９MJ／Nm3左右，催化裂解的热值在２０MJ／Nm3左右。重油裂解制取燃气具有设备简单、投资省、占地少、建设速度快、管理人员少、启动停炉灵活等优点，缺点是原材料紧张，价格较贵，因为重油也是重要的化工原材料。很多城市将其作为城市燃气的调峰气源。

4、高炉煤气：是炼铁时的副产品，热值低（在４MJ／Nm3左右），毒性大，主要用在工业上。

（二）液化石油气（LPG）：

液化石油气是在开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化

合物。它的产量通常约占石油催化裂化处理量的７％～８％，它的主要特点是常温常压下呈气态，当温度降低或压力升高时很容易转变为液态，其从气态转变为液态时体积缩小约250倍。是目前城市燃气的重要气源之一，具有投资省、建设快、供应灵活等优点，发展较快。

它在标准状态下的参数如下：热值约为１０８MJ／Nm3，是焦炉煤气的６倍左右，密度为２.３６Kg／Nm3，相对密度为１.８，爆炸极限在２％～１０％之间，不易形成爆炸气体，临界温度为１２０℃，临界压力４Mpa。

（三）沼气：

就是各种有机物在隔绝空气的条件下发酵并在微生物的作用下产生的可燃气体。其主要用于农村清洁能源的发展，热值在２０.９MJ／Nm3左右。

（四）天然气：

天然气是蕴藏在地层中的可燃性气体，主要是以甲烷为主的低分子量烷烃类混合物。

天然气一般可分为四种：气田气、石油伴生气、凝析气田气和煤矿矿井气。下面主要介绍一下几种天然气的基本性质及常用的参数指标。

1、气田气：从气井中开采出来的天然气，也叫纯天然气，气田气主要产于我国的四川、华北及陕北地区，是我司目前主要业务发展区。气田气组份以甲烷为主（一般甲烷含量在９８％左右），凝析气田气就是含有石油轻质馏分的气田气。

气田气在标准状态下的参数如下：热值在３６MJ／Nm3左右，是焦炉煤气热值的2倍多，密度为０.７４Kg／Nm3，相对密度为０.５８，爆炸极限在５％～１５％之间，不易形成爆炸气体，临界温度为－８０℃，临界压力４.６Mpa。

2、石油伴生气：伴随石油一起开采出来的石油气就叫做石油伴生气，主要产于沈阳、鞍山等地区。它的甲烷含量在８０％左右，乙烷、丙烷、丁烷等含量约为１５％。

它在标准状态下的参数如下：热值在４５MJ／Nm3左右，是焦炉煤气热值的３倍左右，密度为１.０４Kg／Nm3，相对密度为０.８，爆炸极限在４％～１４％之间，临界温度为－４７℃，临界压力４.５Mpa。

3、矿井气：主要产于抚顺、焦作等地区。主要可燃成分是甲烷，其含量随采气方式不同而变化，热值在１９MJ／Nm3左右，主要用与矿区的工业及居民用气。

4、液化天然气（LNG）：天然气在低温高压下（即在临界温度以下和临界压力以上）可以将其从气态转变为液态，这样它的体积可以缩小约600倍，有利

于运输和储藏，但这对技术要求、操作条件和容器的要求较高，投资较大，目前在我国沿海地区正在发展液化天然气。LNG的密度（液态）420KG/M3，约合2.4M3/T （液态），1420NM3/T（气态）。

5、压缩天然气（CNG）：将天然气压缩增压至20Mpa时，天然气体积缩小200倍，并储入容器中，便于汽车运输，经济运输半径以150～200公里为妥。压缩天然气可用于民用及作为汽车清洁燃料。

（五）天然气的优点：

1、清洁：天然气是当今最清洁的可用矿物燃料之一，几乎不含硫及其它杂质。燃烧天然气时，主要产生二氧化碳及水蒸气。燃烧时几乎不对大气层释放二氧化硫或小微粒物质，所释放的有害物质也比其他矿物燃料如煤及原油为少得多。

2、经济：就相对热值而言，天然气价格比其他大多数燃料便宜。例如，天然气比煤气便宜约34%至88%，比液化石油气便宜约38%至52%，比电力便宜约63%至80%。

3、安全：天然气爆炸极限在5%～15%之间，范围很小，不易形成爆炸气体；天然气不含一氧化碳或其他有毒气体，纵使吸入少量天然气也不至危害人体健康，这一点比人工煤气安全；天然气以管道输送至最终用户，免除使用罐装液化石油气时高压储存带来的危险；天然气比空气轻，万一发生漏气会迅速扩散而不容易聚结形成爆炸。

4、高效能：天然气纯净，燃烧充分，燃烧效率高。因此天然气燃烧时较相同热值的大部分其他矿物燃料释放出的热量更高。

5、方便：由于以管道输送天然气工艺，故无须像其他燃料如煤、罐装液化石油气一样需要搬运。此外，天然气燃烧设备比煤或其他矿物燃料的燃烧设备简单、容易操作及方便保养。而且，使用天然气后无须弃置固体废料或烟灰。