焦炉煤气基础知识

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燃气基础知识
综述
• 城市燃气是从城市、乡镇或居民点中的地区性气源点,通过输配系统供给居
民生活、商业、工业企业生产、采暖通风和空调等各类用户公用性质的,且 符合国家规范燃气质量要求的可燃气体。一般包括人工煤气、燃气、液化石 油气。燃气通常由许多单一气体混合而成,其组分主要是可燃气体,同时也 含有一些不可燃气体。可燃气体主要有碳氢化合物、氢及一氧化碳等,不可 燃气体主要有氮气、二氧化碳及氧气。此外,燃气中还含有少量的混合气体 及其他杂志,例如水蒸气、氨、硫化氢、萘、焦油和灰尘等。 • 本课件主要从燃气的基本特性、焦炉煤气性质及所涉及的安全准则三个方面
焦炉煤气性质
(二)焦炉煤气的性质 煤气的组成决定了煤气的性质:易燃、易爆、易中毒并具有腐蚀性。 • 1、易燃 煤气中含有H2、CO、CH4、CmHn等可燃气体,当生产、储存、输送煤气的设备和管道发生 泄漏,在遇到点火源时易引起着火事故。 • 2、易爆 由于管道动火前、设备停送气时吹扫不彻底,阀门不严、水封及其他设备煤气泄漏或者 煤气、空气倒流等原因造成煤气与空气混合达到爆炸极限,遇到点火源时会引起爆炸事故。 • 3、易中毒 大多数煤气中均含有CO,CO是一种无色、无味、无刺激性的气体,但CO可与人体血液长得 血红蛋白结合而导致组织缺氧,造成中毒,俗称煤气中毒。CO属于二类毒性物质,煤气中所 含CO越高,其发生煤气中毒的危险性越大。 生产、回收、输送、使用煤气的设备、管道及阀门等,一旦密封不严、材质选择不合理、 防腐或操作不当时,煤气会有泄漏;如果作业场所通风不良,有毒气体集聚,或者进入煤气 设备内作业时设备内残存有煤气而作业人员未采取安全防护措施,就会造成煤气中毒事故, 严重时会造成人员死亡。 • 4、腐蚀性 煤气在使用过程中的管路输送是必不可少的,但在煤气的管路输送过程中经常发生煤气 管路腐蚀泄漏的事故。煤气管路的腐蚀除外在环境的腐蚀以外,还有煤气成分中的腐蚀性物 质造成的腐蚀。煤气中的酸性杂质在遇到冷凝水时溶解于水中发生电离,电离出氢离子,从 而使冷凝水呈酸性,腐蚀管路及设备。
2 焦炉煤气性质
1
焦炉煤气简介
2
焦炉煤气的性质
3
单一组分气体性质
焦炉煤气性质
(一)简介 • 1、焦炉煤气是炼焦过程中的一种气体副 产品,净焦炉煤气为无色有臭味的有毒气 体。
• 2、发热量为:
16.7-18.4MJ/m3(4000-4400kcal/m3); 着火温度550-650℃; 理论燃烧温度2150℃左右; 爆炸极限约为5%-35%。 • 3、焦炉煤气可燃成分多,发热量较高,属高热值煤气,含有 较多的碳氢化合物,具有易燃性,所以要注意着火事故的发生。
• 汽化潜热,将这部分汽化热计算在内的热值叫高热值,不计算汽化热的热
值叫低热值。由于燃气燃烧时汽化热无法利用,工程上通常用于低热值即
静热值。
燃气的基本特性
燃气的热值有两种表示方法:高热值和低热值。 • 1、高热值:燃气完全燃烧后,其烟气冷却至原始温度时,燃气中的水分经 燃烧生成水蒸气也随之冷凝成水并释放出汽化潜热,如将这部分汽化潜热 计算在内的的热值时,称为高热值。 • 2、低热指:如果不将这部分汽化潜热计算在内求得的热值成为低热指。 • 3、
燃气的基本特性
4、燃气的临界状态参数 任何气体在温度低于某一数值时,都可以等 温压缩成液体,但当高于该温度时,无论压 力增加到多大都不能使之液化,这个可以使 气体压缩成液体的这个极限温度称为气体的 临界温度,对应临界温度使气体液化所需的 压力称为临界压力。 ①临界状态:燃气由气态或液态或由液态变 成气态时的压力和温度。 ②临界温度:使燃气变成液体的最高成为燃 气的临界温度,当高于临界温度时,无论用 多大压力也不能使燃气变成液体。 ③临界压力:在临界温度下,燃气由气态变 成液态的最小压力成为燃气临界压力。速度 指数)。
燃气的基本特性
•1、绝对湿度 燃气与水蒸气的混合气体称为湿燃气,单位体积湿燃气中所 含有的水蒸气的量称为绝对湿度,单位为Kg/m3,符号Wa。 •2、饱和湿度 在一定温度下,燃气的绝对湿度只与水蒸气的分压有关,若 温度一定,水分增加到燃气被水蒸气所饱和时,混合气体中的水蒸气分压也 就达到该温度下的最大值——饱和蒸汽压。此时的绝对温度称为饱和湿度。 湿燃气的实际绝对湿度与同温度下的饱和湿度之比称为相对湿度。 •3、饱和含水量与水露点 饱和含水量:单位体积干燃气中所含的水蒸气量达到饱和时,燃气的含水量 称为饱和含水量。 水露点:在一定压力下,燃气的含水量达到饱和温度时的温度,称为燃气的 水露点。 露点:饱和水蒸气经冷却或加压后,遇到接触面或凝结核便液化成露,这时 在该压力下的温度称为露点。 管道输送燃气,必须保持其温度在水露点以上,以防凝结,阻碍输气,为此 设计规范明确规定,在燃气交接点的压力和温度条件下,燃气的烃露点应比 最低环境温度低5℃,燃气中不应有固态,液态和胶状物质。
燃气的基本特性
• (二)燃气的热值 • 燃气作为燃料使用,其热值是一项重要的经济指标,燃气的热值是指单位 数量的燃气完全燃烧所散发出的热量,单位是KJ/m3。 • 燃气的主要组分是由碳和氢构成的,氢在燃烧时生成水并被汽化,由液态 变为气态,这样一部分燃烧热能就消耗了于水的汽化,消耗与水的汽化的 热叫汽化热。
燃气的基本特性
(五)燃气计量的标准状态
• 1、基方:1个标准大气压(101.325kpa 标准状态。
9760mmHg)20℃(293.15K)为
• 2、第十届国际计量大会协议的标准状态(标方),1个标准大气压 101.325kpa,0℃(273.15k)为标准状态。 • 3、国际标准化组织(ISO)和美国国家标准(ANSI)的标准状态,1个标 准大气压101.325kpa,15℃(288.15K)为标准状态。
华白指数
燃气的高发热值 燃气的密度
燃烧特性指华白指数(或称发热值数)和燃烧势(或称燃烧速度指数)。
燃气的基本特性
(三)燃气的湿度和露点 • 燃气从地层中长期和水接触,一部分燃气 溶解于水中,一些水蒸气也进入燃气之中, 所以从地下气藏中开采出来的燃气总是含
有水汽,通常所说的燃气含水量,是指燃
气中水汽的含量。 • 燃气的含水量与压力、温度有关,在有水 条件下,燃气的含水量随压力升高而减少; 随温度升高而增大。燃气的含水量通常用 绝对温度、相对湿度和露点来表示。
燃气的基本特性
(七)燃气输送 • 1、管道输送:长输管道、城市中压、庭院管网至用户 • 2、压缩燃气:将燃气压缩到压力大于或等于10Mpa且不大于25Mpa的气态 燃气,用作车用燃料或供给小规模城镇燃气用户使用(或汽车拖挂气瓶车或 运气瓶组到储配站卸气,经加热、调压、储存计量、加臭后送给用户)。 • 3、液化燃气:经加工后被液化的燃气,其主要组分为甲烷(CH4),组 分中可能含有少量的乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和通常存在 于燃气中的其他组分(用槽车运输至站,经卸气、储存、气化、调压、计量 和加臭后送入城镇燃气输配管道)。
燃气的基本特性
(四)燃气的可燃性限和爆炸限 • 可燃气体与空气混合(空气中的氧气为助燃物质)遇到火源时,可以发生 燃烧或爆炸,爆炸是一种剧烈燃烧,与之相区别的就是稳定燃烧,可燃气体 与空气的混合物,对于敞开系统,遇明火可进行稳定燃烧,可燃气体与空气 的混合物进行稳定燃烧时,可燃气体在混合气体中的最低浓度成为可燃下限, 高浓度为可燃上限。可燃下限与可燃上限之间的浓度范围称为可燃性界限, 也成为可燃性限。 • 可燃气体与空气的混合物在封闭系统中遇明火会发生剧烈燃烧,即发生爆 炸,可燃气体与空气混合物遇明火发生爆炸时的最低浓度成为爆炸下限,其 最高浓度成为爆炸上限,爆炸上限与爆炸下限之间的可燃气体的浓度范围成 为爆炸界限,简称爆炸限。
焦炉煤气性质
(三)单一组分气体性质 了解煤气中单一气体的性 质,有助于我们对不同煤 气的危险性及其危险程度 有充分的认识。 •1、从各单一气体的性质 比较可以看出,无论何种 煤气,其中的有毒成分主 要是:CO。 •2、如CO2、N2和CH4含量 过多,会造成人的窒息。 •3、煤气的可燃成分主要 有H2、CO及CH4,煤气中 可燃成分组成较多或是某 一种可燃成分较多,决定 了该种煤气的爆炸危险程 度及其燃烧放热的程度。
燃气的基本特性
(八)燃气加臭
1、加臭剂:
是一种具有强 烈气味的有机 化合物和混合 物,当以很低 的浓度加入到 燃气中,使燃 气有种特殊的、 使人产生一种 不愉快的警示 臭味。
燃气的基本特性
2、加臭剂的要求(常用的加臭剂为:四氢噻吩(THT)和硫醇(TBT) 等) (1)加臭剂和燃气混合后应具有一种特殊的臭味,不易被土壤和家 具吸收,漏气后消除后不应再有臭味保留。 (2)加臭剂不应对人体、管道或其他接触的材料有害 (3)加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害,并不应腐蚀或伤害与 此燃烧产物接触的材料。 (4)加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5%(体积分数) (5)加臭剂应有在空气中能察觉的加臭剂含量指标 3、加臭量: (每m3燃气20mmg)为保证燃气的安全输送和使用,向无味的燃气中 注入加臭剂的工艺。 (1)无毒燃气泄漏到空气中,达到爆炸下限的20%时,应能察觉。 (2)有毒燃气泄漏到空气中,达到对人体允许的有害浓度时,应能 察觉。
煤气气体的物理化学特性
气体名称 理化性质
无色、无味、分子量28,密度1.25kg/m3,自燃点 608.89℃,遇点火源会着火或爆炸,毒性极强
CO CO2 H2
无色、无味、不可燃,分子量44,密度1.977 kg/m3, 高浓度时会刺激呼吸系统,引起呼吸加快、困难,并有 窒息的危险
无色、无味,分子量2,密度0.0899 kg/m3,难溶于水, 着火温度580-590℃遇点火源会着火或爆炸 无色、无味、分子量28,密度1.25 kg/m3,化学性质不 活泼,不燃烧,空气中含量增加时会造成窒息,空气中 约含79% 无色、无味、助燃,分子量32,密度1.429 kg/m3,空 气中约含21% 无色、有微量葱臭味,分子量16,密度0.715 kg/m3, 难溶于水,与空气混合可形成爆炸性气体,着火温度 650-750℃,空气中浓度达25%-30%时易引起窒息
简单介绍燃气知识。
1
燃气的基本特性
目录
2
焦炉煤气性质
3
安全准则
1 燃气的基本特性
1 2
密度及wk.baidu.com对密度
5 6
燃气计量的标准状态
燃气的热值
燃气的置换通气
3 4
燃气的湿度和露点
7 8
燃气输送
燃气的可燃性限和爆炸极限
燃气加臭
燃气的基本特性
• (一)密度及相对密度 对于燃气系统,单位体积燃气的质 量称为燃气的密度。 1、压力影响。在温度一定时,一定 • 密度影响因素:
燃气密度公式:
P=m/v
质量的燃气,压力越大,密度越大;
压力越小,密度越小。
式中P—燃气密度--㎏/m3
m—燃气质量--㎏
2、温度影响。在压力一定时,一定 质量的燃气,温度越大,密度越小; 温度越小,密度越大。
v—燃气体积--m3
燃气的基本特性
• 在燃气生产中,经常使用相对密度这一概念,燃气的相对密度是指在同温、 同压下,燃气的密度与空气的密度之比 即: G=P/P0 G—燃气的相对密度 P—燃气的密度(kg/m3) P0—同温同压下空气的密度(kg/m3) • 通常所说的燃气的相对密度,是指压力为101.325Kpa,温度为273.15K(即 0℃)条件下燃气密度与空气密度之比值。即燃气在标准状态下的相对密度。
燃气的基本特性
(六)燃气的置换通气 • 1、直接置换法:是用燃气输入新建管道内直接置换 空气,此方法操作方便、迅速,在新建管道与原有燃气 管道接通后,即可利用燃气的工作压力直接排放管道内 的空气,当置换到管道内燃气含量达到合格标准(取样 合格)后,即可正式投产使用。(注:管内燃气中含氧 量小于2%) • 2、间接置换法:是用惰性气体(通常使用氮气)先将 管道内空气置换,然后再输入燃气置换。优点是安全可 靠,缺点是费用高、不方便、用气量大、难供应。 注意事项: 置换时应注意燃气压力,不能过 高,流量在5m/s以下,若流速过 快,管道内混合气体,在管道内 滚动、碰撞、产生火花,可能会 发生爆炸事故。
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