城市燃气概述(一)

城市燃气概述(一)
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、天然气、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、二氧化碳及氧气等。

此外，燃气中还含有少量的混杂气体及其他杂质，例如水蒸气、氨、硫化氢、萘、焦油和灰尘等。

一、燃气分类实际工程中，我国燃气一般按其成因不同分为三大类，即常用的天然气、人工煤气、液化石油气。

另外随着技术进步，许多新型的城市燃气也不断得到开发和应用。

1.天然气天然气是指通过生物化学作用及地质变质作用，在不同地质条件下生成、运移，在一定压力下储集的可燃气体。

按形成条件不同，可分为气田气、石油伴生气、凝析气田气、煤成气、矿井气等。

是由低分子碳氢化合物组成的混合气体，主要成分是甲烷(CH4)，安全性相对较高，按照来源可分为如下三种。

(1)气田气产自天然气田中的天然气称气田气。

在地层压力作用下燃气有很高的压力，往往达到1～10MPa。

甲烷含量约80%～98%，还含有乙烷、丙烷、丁烷等烃类物质和二氧化碳、硫化氢、氮气等非烃类物质，其低热值约36MJ/m3(标准状态下)。

如我国四川的天然气属于这一类，CH4含量90%以上，热值33～36MJ/m3。

(2)石油伴生气石
油伴生气是石油开采过程中析出的气体，在分离器中由于压力降低而进一步析出。

它包括气顶气和溶解气两类。

石油伴生气的特征是乙烷和乙烷以上的烃类含量一般较高，所以热值较高，其低热值约48MJ/m3(标准状态下)。

华北油田、大庆油田生产的天然气都是石油伴生气，如大庆石油伴生气，CH4含量80%，其他烷烃含量15%，热值约42MJ/m3。

(3)煤层气也称为煤田气，是成煤过程中所产生并聚集在合适地质构造中的可燃气体，其主要组分为甲烷，同时含有少量二氧化碳等气体，热值约40MJ/m3(标准状态下)。

(4)矿井气矿井气也称为矿井瓦斯，是从煤矿矿井中抽出的可燃气体。

一般是当煤采掘后形成自由空间时，煤层伴生气移动到该空间，与空气混合形成矿井气。

其组分中甲烷含量30%～55%、氮30%～55%、氧5%～10%、二氧化碳4%～7%。

由于含氮量很高，所以热值较低，其热值约12～20MJ/m3(标准状态下)。

抚顺、鹤壁等矿区城镇将矿井气作为城市燃气使用已多年。

如抚顺煤矿矿井气，CH4含量30%～55%，热值12～19MJ/m3。

2.人工煤气以固体、液体或气体(包括煤、重油、轻油、液体石油气、天然气等)为原料经转化制得的，且符合现行国家标准《人工煤气》(GB13612)质量要求的可燃气体。

按制气原料和方法分，主要有干馏煤气、气化煤气、油制气和高炉煤气等，人工煤气又简称为煤气。

(1)干馏煤气以煤为原料，用焦炉或直立式炭化炉等进行干馏所获得的可燃气体称为干馏煤气。

其中高温干馏煤气是煤在1OOO℃左右隔绝空气加热产出的，在冶金行业作为生产焦炭时的副产煤气，主要成分是甲烷和氢气，用
于工业炉窑或其他工厂低热值煤气混合使用，也可作城市煤气的气源。

焦炉煤气甲烷和氢含量高，氢含量接近60%，有相当数量甲烷含量在20%以上，还含有少量一氧化碳，约占8%左右，其低热值约16.7MJ/m3。

连续式直立炭化炉煤气是干馏煤气与部分水煤气形成的混合气体，其组成以氢为主，约占55%左右，一氧化碳和甲烷分别占17%～18%，其低热值约为15MJ/m3。

(2)气化煤气以固体燃料为原料，在气化炉中通入气化剂，在高温条件下经气化反应而得到的可燃气体，称为气化煤气。

主要组分为一氧化碳和氢气。

按所采用的气化剂的不同，又可分为如下3种。

①空气气化煤气以空气为气化剂，主要成分是一氧化碳和氮气。

②水煤气以水蒸气为气化剂，采用空气和水蒸气分阶段吹入发生炉而得到，主要成分是一氧化碳和氢气。

③混合发生炉煤气以空气和水蒸气混合气体作为气化剂而生产的煤气，也简称发生炉煤气，其可燃成分有一氧化碳、氢气、甲烷及少量的重碳氢化合物。

它克服了空气煤气和水煤气的气化效率低和耗热、散热大的缺点，提高了热效率，因而被广泛应用于工业生产。

煤在常压下，经气化所得的发生炉煤气，其组成中氮气含量在50%以上，其次为一氧化碳和氢，其低热值为10MJ/m3(标准状态下)。

在2.0～3.0MPa的压力下，用纯氧和水蒸气作气化剂制得的气化煤气，称为蒸气一氧气煤气。

其组成中氢含量超70%，并含相当数量的甲烷(15%以上)，其低热值约为15MJ/m3(标准状态下)。

(3)油制气以石脑油或重油为原料，经热加工制取的可燃气体称为油制气。

依制取加工方法不同，可分为热裂解气、蓄热催化裂
解气和部分氧化油制气，主要成分为CmHn、CH4、H2，热值13～46MJ/m3。

其制气工艺为将原料油喷入充满水蒸气的蓄热反应器内，使油受热裂解而制得的燃气为热裂解油制气。

其组成以氢及甲烷为主，并含有相当数量的乙烯，其低热值约为35MJ/m3(标准状态下)。

在有催化剂存在的条件下，使原料油进行催化裂解反应而制得的燃气称为催化裂解油制气。

其组成以氢为主，并含有相当数量的甲烷和一氧化碳，其低热值约为17MJ/m3(标准状态下)。

将原料油、蒸汽和氧气混合，在较高温度下发生部分氧化反应而制成的燃气称为部分氧化油制气。

其组成以氢和一氧化碳为主，低热值约为10MJ/m3(标准状态下)。

(4)高炉煤气高炉煤气是炼铁时产生的副产气，主要组分是一氧化碳和氮气，低热值约为3.8～4.2MJ/m3(标准状态下)。

高炉气可以作为焦炉的加热煤气，也可用作锅炉的燃料或与干馏煤气掺混用于冶金工业的加热工艺。