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1、 几种常见可燃气体 (1千瓦·时=1.36马力·时=3.6×106焦耳) 表1 典型天然气的组分 成分 符号 体积含量% 甲烷 CH4 78.018 乙烷 C2H6 3.281 丙烷 C3H8 4.712 丁烷 C4H10 2.581 戊烷 C5H12 0.867 氧 O2 1.506 其他 — 9.035 热值 ≥41.860MJ/m3 天然气种的杂质成份主要是H2S和H2O，作为内燃机燃料必须控制其含量，H2S的含量不超过20mg/m3，H2O的含量要求25℃时无液态水存在。 对于天然气的压力要求，最佳范围在0
2、1～0.5MPa之间。 天然气适用环境温度：-30℃～55℃。 表2 典型瓦斯的组分 成分 符号 体积含量% 氮气 N2 5.54 二氧化碳 CO2 2.34 乙烷 C2H6 2.075 丙烷 C3H8 0.020 丁烷 C4H10 0.0002 戊烷 C5H12 0.001 甲烷 CH4 90.0238 热值 30.443510MJ/m3 煤矿瓦斯是与煤炭伴生的赋存在煤层中的气体，主要成分为甲烷，1m3甲烷的热值相当于1.14公斤的标准煤。煤矿瓦斯不仅热值高，而且不含硫化氢，是一种清
3、洁能源。 表中数据为瓦斯中甲烷含量较高时的组份和热值。 煤矿瓦斯的在抽放时伴随一定的水份，应用于瓦斯发电机组时，H2O的含量要求25℃时无液态水存在。对于瓦斯压力要求，机组满负荷工作时，主管线压力应在3kPa以上。 瓦斯甲烷浓度不低于25％，满足煤矿安全要求。 适用环境温度：-30℃～55℃。 表3 典型焦炉煤气的组分 成分 符号 体积含量% 氢气 H2 63.1 一氧化碳 CO 8.6 甲烷 CH4 19.2 二氧化碳 CO2 2.6 高碳氢 CnHm 1.8 氧气 O2 0.8 氮气
4、 N2 3.9 空燃比 3.94 热值 ≥16.658MJ/m3 焦炉煤气是煤在隔绝空气条件下，在900～1000℃的高温条件下制取焦炭产生的副产品，每吨煤产焦炉煤气300～350立方米，其热值每立方米在16330～17580kJ，主要可燃成分是氢气、甲烷和一氧化碳。焦炉煤气的杂质主要包括焦油、氨、粗苯、萘、硫磺等。对粗煤气进行净化可回收焦油、氨、粗苯、萘、硫磺等化学产品。由于炼化工艺和使用煤的不同，产生的焦炉煤气和杂质成份有所不同。 应用于内燃机发电的焦炉煤气，除对燃料的压力有一定的要求外，对气体杂质含量也有相应的要求。 对于焦炉煤气压力要求，机组满负荷工作时，主管线压
5、力应在3kPa以上。 适用环境温度：-30℃～55℃。 焦油和灰尘 ≤10mg/m3 H2S ≤20mg/m3 氨 ≤50mg/m3 萘 ≤50mg/m3 O2 体积百份含量≤1% CO 体积百份含量≤10% 表4 典型沼气的组分 成分 符号 体积含量% 氢气 H2 2 二氧化碳 CO2 35 氧气 O2 3 甲烷 CH4 60 热值 ≥21.89839MJ/m3 沼气是有机物在隔绝空气并在一定的温度、湿度、酸碱度等条件下，经过沼气细菌的作用产生的一种可燃气体。沼气主要分为：工业沼气、农村沼气、城镇沼气等。沼气是
6、一种混合气体，主要成分是甲烷(CH4)、其余为二氧化碳(CO2)、氧气(02)、氮气(N2)和硫化氢(H2S)。其中甲烷含量约为55％～70％，二氧化碳含量约为30％～45％。沼气低热值20～25MJ/m3。 对于沼气压力要求，机组满负荷工作时，主管线压力应在3kPa以上。 应用沼气发电，H2O的含量要求25℃时无液态水存在。；H2S的含量不能高于20mg/m3。 适用环境温度：-30℃～55℃。 表5 典型高炉尾气的组分 成分 符号 体积含量% 氢气 H2 1.0 1.0 1.0 一氧化碳 CO 30.2 29.8 3
7、0.6 甲烷 CH4 0.8 0.8 1.0 二氧化碳 CO2 7.8 10.4 8.0 氧气 O2 1.0 0.8 0.8 氮气 N2 59.2 57.2 58.6 灰尘含量 7～8mg/m3 热值 4.153～4.203MJ/m3 炼铁高炉每生产一吨铁约产生3000Nm3的高炉煤气，这些煤气所含气体成份主要是N2及CO，其可燃成份以CO为主，发热值低。高炉煤气使用机组发电时必须进行降温处理，进入发电机组的气体不能超过50℃。 高炉煤气的杂质成份主要是灰尘，在使用高炉煤气发电时，灰尘颗粒直径不能大于5μ，含量不能超过10 mg/m3。
8、 对于高炉煤气压力要求，机组满负荷工作时，主管线压力应在3kPa以上。 适用环境温度：-30℃～55℃。 对于其它可燃气体，要求热值不能低于700kkal/m3（2940kJ/m3）；含有H2S、H2O、焦油及灰尘等杂质的气体，杂质含量应满足焦油和灰尘≤10mg/m3、H2S≤20mg/m3、氨≤50mg/m3；对于含氢量超过10％（体积含量）的可燃气体，O2含量不能超过1％（体积含量）；气体中H2O的含量要求25℃时无液态水存在。各种燃气的压力要求：机组满负荷工作时，主管线压力应在3kPa以上。 适用环境温度：-30℃～55℃。 表6 典型油母
9、页岩气的组分 成分 符号 体积含量% 二氧化碳 CO2 16.2 16.2 20 高碳氢 CnHm 0.8 1.2 1.6 氧气 O2 1.6 2.0 2.0 一氧化碳 CO 3.4 2.6 12.6 氢气 H2 9.9 8.3 10 甲烷 CH4 5.0 4.4 4.8 氮气 N2 63.1 65.3 49.2 热值 kJ/m3 3774.71 3543.21 5040～5460 表7 典型炭黑气的组分 成分 符号 体积含量% 脱水前 脱水后 一氧化碳 CO 9.82 15.99
10、 二氧化碳 CO2 2.3 3.7 氢气 H2 10.6 17.27 氮气 N2 37.82 61.57 甲烷 CH4 0.27 0.44 乙烯 C2H2 0.63 1.03 热值 kJ/ m3 2850 4639 注：脱水前含H2O：38.56%。 表8 典型秸秆气的组分 成分 符号 体积含量% 玉米芯 棉柴 玉米秸 麦秸 二氧化碳 CO2 12.5 11.6 13.0 14.0 氧气 O2 1.4 1.5 1.65 1.7 一氧化碳 CO 22.5 22.7 21.4 17.6 氢气
11、H2 12.3 11.5 12.2 8.5 甲烷 CH4 2.32 1.92 1.87 1.36 氮气 N2 48.98 50.78 49.88 56.84 热值 kJ/m3 5032.8 5585.2 5327.7 3663.5 秸秆气的主要可燃成份为CO和H2，还含有少量的CH4，秸秆气含N2的比例较高，其热值为3300～6500kJ/m3。 秸秆气的出气量按2m3/kg计算，每吨秸秆可以产2000Nm3秸秆气，每吨位秸秆发电量为610～1000kW·h。 表9 典型水煤气的组分 成分 符号 体积含量% 甲烷 CH4 43
12、5 一氧化碳 CO 24.0 二氧化碳 CO2 6.0 氮气 N2 19 高碳氢 CnHm 6.5 热值 11130kJ/m3 表10 典型蓝炭气的组分 成分 符号 体积含量%（大同） 体积含量%（神木） 氢气 H2 20.4 12.8 甲烷 CH4 9 17.6 一氧化碳 CO 12.6 10.2 二氧化碳 CO2 0.8 氮气 N2 54.6 59 高碳氢 CnHm 0.4 氧气 O2 2.2 热值 kJ/m3 7267.2 8967.9 表11 黄磷
13、气的组分 成分 符号 体积含量（大同） 一氧化碳 CO 85～95%mol/ Nm3 磷 P 0.5～1g/Nm3 硫 S 0.6～3g/Nm3 砷 0.07～0.08g/Nm3 氟 F 0.4～0.5g/Nm3 二氧化碳 CO2 2～4% 氧气 O2 0.1～0.5mol/ Nm3 其它 3～5mol/ Nm3 表12 电石气的组分 成分 符号 体积含量（大同） 一氧化碳 CO 75～85 / Nm3 氢气 H2 5～10/Nm3 氧气 O2 0.6/Nm3 甲烷 CH4 0～5/
14、Nm3 氮气 N2 4～8/Nm3 二氧化碳 CO2 2～4% 粉尘 焦碳、石灰粉末 80mg/Nm3 热值：11700kJ/Nm3，温度400～500 附表1 常用燃料发热值 燃料名称 燃料热值Qydw/kJ·kg-1 燃料热值Qydw/kkal·kg-1 标准煤 29310 6979 烟煤 29310～35170 6979～8374 褐煤 20930～30140 4983～7167 无烟煤 29310～34330 6979～8174 焦炭 29310～33910 6979
15、～8074 重油 40610～41870 9669～9969 石油 41870～46050 9969～10964 高炉煤气 3150～4190 750～998 发生炉煤气 5020～6700 1195～1595 水煤气 10050～11300 2393～2690 焦炉煤气 16330～17580 3881～4186 天然气 33490～41870 7974～9969 序 号 气体名称 分子式 分子量 M 公斤分子体积 Vx (m3/ kg分子) 气体常数 R
16、 重度 γ (kg/m3) 比重 S (空气=1) 熔点 （℃） 沸点 （℃） 定压比热 Cp （kcal/m3·℃） 绝热 指数 k 临界温度 Tk (°K) 临界压缩系数 Zk 导热系数 λ （kcal/m·℃） 运动粘度 γ×106 （m2/s） 动力粘度 μ×106 (Pa·s) 1 氢 H2 2.0160 22.4270 420.66 0.0898 0.0695 -259.18 -252.75 0.310 1.407 33.3 0.394 0.1860 93.00 8.3496
17、 2 一氧化碳 CO 28.0140 22.3984 30.29 1.2506 0.9671 -205 -191.48 0.311 1.403 133.0 0.294 0.0198 13.30 15.974 3 甲烷 CH4 16.0430 22.3621 52.88 0.7174 0.5548 -182.5 -161.49 0.369 1.309 190.7 0.290 0.0260 14.50 10.388 4 乙炔 C2H2 26.0380 32.58 1.1709 0.9057 -81 -84 0
18、456 1.269 — — 0.0161 8.05 9.408 5 乙烯 C2H4 28.0540 22.2567 30.23 1.2605 0.9748 -169.4 -103.9 0.451 1.258 283.1 0.270 0.0141 7.46 9.31 6 乙烷 C2H6 30.0700 22.1872 28.20 1.3553 1.048 -172 -88.3 0.536 1.198 305.4 0.285 0.0160 6.41 8.5946 7 丙烯 C3H6 42.0810 21.9
19、900 20.16 1.9136 1.479 -185.2 -47.7 0.639 1.170 365.1 0274 3.99 7.644 8 丙烷 C3H8 44.0970 21.9362 19.23 2.0102 1.554 -189.9 -42.17 0.707 1.161 369.9 0.277 0.013 3.81 7.497 9 丁烯 C4H8 56.1080 21.6067 15.12 2.5968 2.008 -139.0 -6 — 1.146 — — 2.81 7.3206 10
20、 正丁烷 n-C4H10 58.1240 21.5036 14.59 2.7030 2.090 -135 -0.5 0.886 1.144 425.2 0.274 0.0116 2.53 6.8306 11 异丁烷 i-C4H10 58.1240 21.5977 14.59 2.6912 2.081 -145 -11.73 — — 403.1 0.283 12 戊烯 C5H10 70.1350 21.2177 12.09 3.3055 2.556 -165.22 29.97 — 1.121 —
21、— 1.99 6.5562 13 正戊烷 C5H12 72.1510 20.8910 11.75 3.4537 2.671 -19.7 36.1 — 1.120 469.5 0.269 1.85 6.3504 14 苯 C6H6 78.1140 20.3609 10.86 3.8365 2.967 5.533 80.10 0.780 1.320 — — 0.0076 1.82 6.9776 15 硫化氢 H2S 78.1140 22.1802 24.89 1.5363 1.188 -82.9 -6
22、1.8 0.372 1.304 — — 0.0113 7.63 11.662 附表 2 单一可燃气体在标准状态下的物理热力性质 附表3我国几种常用煤气的特性（干煤气0℃/760毫米汞柱） 序 号 煤气种类 分子量 M 气体常数 R 重度 γo (kg/m3) 相对比重 S (空气=1) 定压比热 Cp (kcal/m3℃) 绝热 指数 κ 高热值 Qh (kcal/m3) 低热值 Qe (kcal/m3) 华白 指数 Ws 动力粘度μ ×106 (Pa·s) 运动粘度ν×106 (m2/s)
23、爆炸极限L(上/下) (空气中 体积%) 理 论 空气量 Vo (m3/m3) 理 论 烟气量 Vf(湿/干) (m3/m3) 干烟气 最 大 CO2量 (体积%) 理论燃烧温度 te (℃) 最大燃烧速度 μ (m/s) 1 炼焦煤气 10.4968 80.7939 0.4686 0.3623 0.3320 1.3750 4734 4208 6150 11.611 24.76 35.8/4.5 4.21 4.88/3.76 10.6 1998 0.857 2 直立炉煤气 12.3805 68.4948
24、 0.5527 0.4275 0.3303 1.3793 4310 3854 5180 12.484 22.60 40.9/4.9 3.80 4.44/3.47 13.0 2003 0.851 3 混合煤气 14.9968 56.5454 0.6695 0.5178 0.3270 1.3841 3681 3310 4040 12.160 18.29 42.6/6.1 3.18 3.85/3.06 13.9 1986 0.842 4 发生炉煤气 20.1421 42.1009 1.1627 0.8992 0.315
25、0 1.3980 1434 1372 1270 17.299 13.93 67.5/21.5 1.16 1.98/1.84 19.3 1600 0.1946 5 水煤气 15.6912 54.0430 0.7005 0.5418 0.3174 1.3958 2735 2480 2960 14.896 21.28 70.4/6.2 2.16 3.19/2.19 20.0 2175 1.418 6 催化油煤气 12.0355 70.4582 0.5374 0.4156 0.3321 1.3759 4412 3946
26、 5380 12.209 22.73 42.9/4.7 3.89 4.55/3.54 12.4 2009 0.978 7 热裂油煤气 17.7162 47.8657 0.7909 0.6116 0.3864 1.3208 9065 8307 9340 9.816 12.42 25.7/3.7 8.55 9.39/7.81 13.2 2038 0.603 8 干井天然气 16.6544 50.9200 0.7435 0.5750 0.3726 1.3082 9650 8704 10100 10.336 13.92
27、15.0/5.0 9.64 10.64/8.65 11.8 1970 0.38 9 油田伴生气 23.3296 36.3500 1.0415 0.8054 0.4327 1.2849 12619 11556 11300 8.698 8.36 14.2/4.2 12.52 13.73/11.38 12.7 1986 0.38 10 矿 井 气 22.7557 — 1.0100 0.7900 — — 5000 4500 — -- — — 4.6 5.90/4.80 — 1900 — 11 液化石油气 56.
28、6093 14.9799 2.5272 1.9545 0.8404 1.1503 29540 27482 17280 7.031 2.78 9.7/1.7 28.28 30.67/26.58 14.6 2050 0.435 12 液化石油气 56.6003 14.9823 2.5268 1.9542 0.8180 1.1532 29207 27176 17090 7.129 2.82 9.7/1.7 28.94 30.04/25.87 14.7 2060 0.429 13 液化石油气 52.6512 16.1060
29、 2.3505 1.8178 0.7965 1.1525 28064 25885 16910 7.149 3.04 9.0/1.9 27.37 29.62/25.12 13.9 2020 0.397 附表4 单一可燃气体的燃烧特性 序 号 气体名称 分子式 爆炸极限L20℃(上/下) 空气中体积 （%） 着火温度 t (℃) 燃 烧 反 应 式 理论空气量和耗氧量 (m3/m3) 理 论 烟 气 量 Vf (m3/m3) 热 值 Q (kcal/m3) 空气 氧 CO2 H2O
30、 N2 Vf 高 低 1 氢 H2 75.9 / 4.0 400 H2+0.5O2=H2O 2.38 0.5 — 1.0 1.88 2.88 3044 2576 2 一氧化碳 CO 74.2 / 12.5 605 CO+0.5O2=CO2 2.38 0.5 1.0 — 1.88 2.88 3018 3018 3 甲烷 CH4 15.0 / 5.0 540 CH4+2.0O2=CO2+2H2O 9.52 2.0 1.0 2.0 7.52 10.52 9510 8570 4 乙炔 C2H2 80.0
31、 / 2.5 335 C2H2+2.5O2=2CO2+2H2O 11.90 2.5 2.0 1.0 9.40 12.40 13964 13483 5 乙烯 C2H4 34.0 / 2.7 425 C2H4+3O2=2CO2+2H2O 14.28 3.0 2.0 2.0 11.28 15.28 15142 14197 6 乙烷 C2H6 13.0 / 2.9 515 C2H6+3.5O2=2CO2+3H2O 16.66 3.5 2.0 3.0 13.16 18.16 16792 15371 7 丙烯 C3H6 1
32、1.7 / 2.0 460 C3H6+4.5O2=3CO2+3H2O 21.42 4.5 3.0 3.0 16.92 22.92 22358 20925 8 丙烷 C3H8 9.5 / 2.1 450 C3H8+5O2=3CO2+4H2O 23.80 5.0 3.0 4.0 18.80 25.80 24172 22256 9 丁烯 C4H8 1.0 / 1.6 385 C4H8+6O2=4CO2+4H2O 28.56 6.0 4.0 4.0 22.56 30.56 30038 28092 10 丁烷 C4H10
33、 8.5 / 1.5 365 C4H10+6.5O2=4CO2+5H2O 30.94 6.5 4.0 5.0 24.44 33.44 31957 29513 11 戊烯 C5H10 8.7 / 1.4 290 C5H10+7.5O2=5CO2+5H2O 35.70 7.5 5.0 5.0 28.20 38.20 38002 35525 12 戊烷 C5H12 8.3 / 1.4 260 C5H12+8O2=5CO2+6H2O 38.08 8.0 5.0 6.0 30.08 41.08 40428 37410 13 苯 C6H6 8.0 / 1.2 560 C6H6+7.5O2=6CO2+3H2O 35.70 7.5 6.0 3.0 28.20 37.20 38729 37180 14 硫化氢 H2S 45.4 / 4.3 270 H2S+1.5O2+SO2+H2O 7.14 1.5 1.0 1.0 5.64 7.64 6054 5581
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