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1、工艺流程及基本原理1、天然气、天然气2、人工煤气、人工煤气3、液化石油气、液化石油气 4、生物气(沼气)、生物气(沼气) 4 1、天然气按形成条件的不同可分为以下五种: (1)、气田气;(2)油田伴生气;(3)凝析气田气;(4)煤层气;(5)矿井气。 气田气气井开采出来的纯天然气,38MJ/Nm3 油田伴生气随石油开采而分离获得,42MJ/Nm3 凝析气田气从天然气凝析的石油轻质馏分,46MJ/Nm3 煤层气是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源, 36MJ/Nm3 (兆焦每标立方) 矿井气原煤开采中从井下
2、煤层中抽出的可燃气18.8MJ/Nm3 天然气的主要成分是甲烷,基本不含硫,是无色、无毒、无腐蚀性气体。 天然气的热值为85009500大卡/立方;密度约0.750.8 Kg/Nm3 ,比空气轻,容易逸散。(Nm3在0摄氏度1个标准大气压下的气体体积)相对密度:天然气的相对密度是指相同压力和相同温度条件下,天然气的密度和空气密度之比,约为0.58-0.62 天然气燃烧后生成二氧化碳和水,烟气清洁,不污染大气 CH42O2 CO22H2O 1Nm3天然气燃烧需要2Nm3氧气(即需要约10Nm3空气)同时产生1Nm3的二氧化碳和2Nm3的水蒸气; 因此从安全角度讲,使用天然气的厨房需要良好通风;卫
3、生间内安装旧式的直排式热水器是相当危险的。天然气爆炸浓度极限天然气爆炸浓度极限 可燃的气体和空气混合后遇明火能发生爆炸的浓度范围,称为这种可燃气体的爆炸极限。在这种混合气体中,当可燃气体的含量减少到不能爆炸时的含量,称为该可燃气体的爆炸下限;而当可燃气体含量增加到不能发生爆炸时的含量,称为爆炸上限。 燃气与空气的混合物必须在爆炸极限范围内才能着火、燃烧、爆炸。天然气爆炸浓度极限为5%15%。5%或高于15%都不会发生爆炸。天然气主要参数总结天然气主要参数总结1、主要成分: CH4(甲烷),另外含有少量的其他烷烃以及氮、二氧化碳、硫化氢、水份等。2、临界温度: -82.3,临界压力4.58MPa
4、。3、沸点:-162 (1atm),着火点:650 4、低热值:8800Kcal/Nm3(36.96MJ/Nm3)每立方米的热量8800千卡 5、高热值:9700Kcal/Nm3(40.98MJ/Nm3)6、爆炸范围: 下限为5%,上限为15%7、气态密度: 0.75Kg/Nm3,为空气的0.58倍。常用单位换算 1兆帕(MPa)=1000千帕(KPa)=1000000帕(Pa)=10 巴(bar)=10 (kgf/cm2 1千克(kg)=1000克(g)各种热值1立方米天然气热值约42兆焦(8500 KCal)1千克标准煤的热值为29.308兆焦(7011 KCal)1度电(1KW.h)的发
5、热量为3.6兆焦(860 KCal)1公斤生物油的发热值约为19兆焦(4650 KCal)1公斤液化石油气燃烧热值为11000 KCal汽油:10313 KCal /千克柴油:11014 KCal /千克 1方天然气的热值等同于:标煤1.20公斤、电:9.77度、液化气 0.84 公斤、生物油1.8公斤、1.17升(0.845)公斤汽油(93号), 0.95升(0.792公斤)柴油。2、人工煤气、人工煤气 人工煤气是指从固体或液体燃料加工所产生的可燃气体。按其生产方式不同可分为以下三种: (1)、干馏煤气 将煤隔绝空气加热到一定温度时,煤中所含挥发物开始挥发,产生焦油、苯和煤气,剩留物最后变成
6、多孔的焦炭,这种分解过程称为“干馏”。利用焦炉、连续式直立炭化炉(又称伍德炉)和立箱炉等对煤进行干馏所获得的煤气称为干馏煤气。(2)、气化煤气 固体燃料的气化是热化学过程。煤可在高温时伴用空气(或氧气)和水蒸气为气化剂,经过氧化、还原等化学反应,制成以一氧化碳和氧为主的可燃气体,采用这种生产方式生产的煤气,称为气化煤气。(3)、油制气 油制气是以石油(重油、轻油、石脑油等)为原料,在高温及催化剂作用下裂解制取。3、液化石油气(LPG)液化石油气石油开采和炼制过程中的副产品,46.2MJ/Nm34、生物气 生物气是在低温条件下通过厌氧微生物分解有机物而生成的,以甲烷为主,含部分二氧化碳及少量氮气
7、、氢气、一氧化碳和其它微量气体组分。广义的生物气指在微生物作用下生成的所有天然气,包括原生生物气和表生菌解气,不包括经历了生物氧化降解的天然气。通常出现在较浅的未成熟沉积物中,它们在地史过程中对碳循环起重要作用,大气中约80%90%的甲烷为生物气。 城镇燃气的加臭城镇燃气的加臭 城镇燃气是具有一定毒性的爆炸性气体,又是在压力下输送和使用的。由于管道及设备材质和施工方面存在的问题和使用不当,容易造成漏气,有引起爆炸、着火和人身中毒的危险。因此,当发生漏气时应能及时被人们发觉进而消除燃气的泄漏。所以需要对没有臭味的燃气进行加臭。 现在城镇燃气主要气源是天然气,纯净的天然气无色无味的气体,所以在输配
8、过程中添加臭味剂。现在广泛使用的臭味剂四氢噻吩 ,四氢噻吩是无色透明有挥发性的液体,不溶于水,可混溶于乙醇、乙醚、苯、丙酮。具有强烈的不愉快气味,它产生的臭味稳定、不易散发,空气中存在0.01%就能闻到。国际煤气联盟国际煤气联盟(IGU) (IGU) 燃气分类燃气分类 a /(MJ/m) a /(mg/m) a /(mg/m) % b,c / 城市配气的任务是将燃气在配气站内经过城市配气的任务是将燃气在配气站内经过除除尘、调压、计量、添味后,通过各级配气管网尘、调压、计量、添味后,通过各级配气管网和气体调压装置根据用户要求保质、保量的直和气体调压装置根据用户要求保质、保量的直接向用户供气。接向
9、用户供气。 门站是城市配气的起点和总枢纽,负责接门站是城市配气的起点和总枢纽,负责接受受输气干线(或其它气源,如输气干线(或其它气源,如CNG、LNG)来)来气,进行气,进行除尘、计量、调压、添味除尘、计量、调压、添味后,输入到后,输入到城市配气管网。城市配气管网。二、城市燃气输配系统二、城市燃气输配系统 气源气源燃气输配流程图燃气输配流程图门站门站中压干线中压干线储备站储备站储存储存中压干线中压干线调压站调压站低压管线低压管线终端用户终端用户长输高压管线城市燃气输配系统根据所采用的管网压力级制不同可分为:城市燃气输配系统根据所采用的管网压力级制不同可分为:(1)一级系统 仅用低压管网来分配和
10、供应燃气。(2)二级系统 由低压和中压两级管网组成。(3)三级系统 由低压、中压和次高压的三级管网组成。(4)多级系统 由低压、中压、次高压和高压管网组成。高压、次高压管网的主要功能是输气,并具有一定储气作用;次高压、中压管网的功能也是输气,并具有向低压管网的各环网配气的作用,低压管网的主要功能是直接向各类用户配气,是城市供气系统中最基本的管网。输配系统压力级别输配系统压力级别城市燃气管网压力级制 P 0.4MPaP 0.4MPa阀门阀门过滤器过滤器调压器调压器阀门阀门切断阀切断阀旁通阀门旁通阀门安全阀或水封安全阀或水封放散管放散管气源气源放空放空计量计量城市管网城市管网1 1压缩天然气(压缩
11、天然气(CNGCNG) Compressed Natural Gas,简称CNG,是天然气加压以气态储存在容器中。它与管道天然气的组分相同。CNG可作为车辆燃料利用。供应方式由加气站、减压站和压缩天然气槽车三部分组成。在加气站对从高压长输管线来的天然气过滤、计量,然后经过天然气压缩机压缩加压后,压力达到2025Mpa,再经过高压深度脱水,充入高压钢瓶组槽车。通过公路运输方式,把压缩天然气运送至使用城市的减压站,减压站调压、计量、加臭后再进入城市燃气管网,向居民用户及商业用户、工业企业用户、采暖通风和空调用户供应天然气。CNG加气站流程图加气站流程图过滤器过滤器0.3MPa0.3MPa天然气气源天然气气源计量计量缓冲罐缓冲罐压缩机压缩机脱水装置脱水装置加气岛加气岛高压钢瓶拖车高压钢瓶拖车21MPa21MPa21MPa21MPa20MPa20MPa使用的地方使用的地方详见附图:标准站详见附图:标准站公司名称信息公司名称信息24标准站
限制150内