第一章燃氣基礎(chǔ)知識ppt課件

1、廣州市交通技師學(xué)院第一章 燃氣根底知識.第一節(jié) 中國燃氣資源及開發(fā)利用情況 第二節(jié) 燃氣的分類和性質(zhì)第三節(jié) 天然氣的根本性質(zhì).一、中國燃氣事業(yè)開展的歷史及現(xiàn)狀中國是一個大國，人口眾多，各地域經(jīng)濟開展和資源條件極不平衡。東、西、南、北、沿海與內(nèi)地均有很大的差距，因此呵斥了中國城市燃氣事業(yè)起步早，開展晚的情況。中國于公元三世紀在四川就有用竹子做管道保送天然氣用于制鹽業(yè)的記載。做為城市燃氣，那么從1865年由英商在上海建程度爐消費煤氣用于照明設(shè)立了最早的煤氣公司開場，但開展極為緩慢。到1949年，全國只需上海、大連、沈陽、鞍山、撫順、長春、錦州、哈爾濱、丹東九個城市有煤制氣。第一節(jié)中國燃氣資源及開發(fā)

2、利用情況資源不平衡起步早開展晚需外來刺激廣州市交通技師學(xué)院.古代巴蜀的鹽業(yè)和天然氣開發(fā)第一節(jié)燃氣作為城市能源的開展廣州市交通技師學(xué)院.五十年代燃氣開展主要是改造和興建小焦?fàn)t和利用冶金工業(yè)的焦?fàn)t余氣。第一節(jié)燃氣作為城市能源的開展廣州市交通技師學(xué)院.六十年代初，四川、東北、華北等地域先后供應(yīng)部分天然氣，隨著石油工業(yè)的開展，大中城市以LPG和開發(fā)重油制氣技術(shù)為氣源。廣州市油制氣廠： 1988年12月30日開工， 2006年8月停產(chǎn)，廣州全面進入天然氣運用階段第一節(jié)燃氣作為城市能源的開展廣州市交通技師學(xué)院.七十年代，由于LPG和天然氣受資源和政策限制僅略有開展，較多的還是建立以煤和石油產(chǎn)品為原料的煤氣

3、廠。八十年代，國內(nèi)LPG的供應(yīng)量逐漸添加，做為優(yōu)質(zhì)民用燃料進入千家萬戶。第一節(jié)燃氣作為城市能源的開展廣州市交通技師學(xué)院.九十年代以后，由于大量進口國外的LPG和天然氣的開采利用使中國城市燃氣事業(yè)得到了很大開展，并己成為城市建立的重要根底設(shè)備和現(xiàn)代化城市的重要標(biāo)志。第一節(jié)燃氣作為城市能源的開展廣州市交通技師學(xué)院.城市燃氣開展遵照的規(guī)律中國的城市燃氣的開展遵照著“多種氣源，多種用途，因地制宜，合理利用資源的方針。目前中國氣源資源依然是煤、石油(輕油或重油)、天然氣和LPG。氣源資源價格國內(nèi)資源推廣與建設(shè)特點煤逐年上漲非常豐富企業(yè)連年虧損污染大、復(fù)雜重油逐年上漲一般投入大、作過渡污染大、復(fù)雜LPG逐

4、年上漲相對豐富成網(wǎng)、開戶容易簡單、熱值高天然氣價格低不均勻運輸建設(shè)成本高穩(wěn)定、可再生第一節(jié)燃氣作為城市能源的開展廣州市交通技師學(xué)院.二、城市燃氣開展的前景專家指出：中國雖然是能源資源比較豐富的國家，但是分布極不平衡，加上人口眾多，使中國的人均能源資源占有量遠低于世界程度，因此，國家在開展城市燃氣的決策中，針對這一國情及當(dāng)前國際上良好資源條件，堅持貫徹多種氣源，多種途徑，因地制宜和綜合利用能源的方針，同時貫徹開發(fā)和節(jié)約并重的方針。第一節(jié)燃氣作為城市能源的開展廣州市交通技師學(xué)院.天然氣是一種清潔優(yōu)質(zhì)能源，主要成分是甲烷，碳氫比較小，因此是維護大氣環(huán)境最理想的燃料。在97年哥本哈根20屆世界燃氣大會

5、上，以為天然氣的儲量可供運用200年以上，同年11月在北京第十五屆世界石油大會上也宣布了“21世紀是一個天然氣時代，天然氣將以壓倒煤炭和石油的優(yōu)勢，坐上能源的頭把交椅，在21世紀降臨之際，燃氣行業(yè)將面臨新的情勢。第一節(jié)燃氣作為城市能源的開展廣州市交通技師學(xué)院專家建議：大力開展天然氣.一、燃氣分類習(xí)慣上，把燃氣分為：1、天然氣按構(gòu)成條件分：氣田氣 油田伴生氣 凝析氣田氣 煤層氣 礦井氣按天然氣的組成分：干氣 濕氣 富氣 貧氣 酸性氣體 潔氣第二節(jié) 燃氣的分類與性質(zhì).非常規(guī)天然氣天然氣水合物煤層氣頁巖氣.2、人工燃氣主要有干餾煤氣、氣化煤氣、油制氣等3、液化石油氣可以從凝析氣田氣、石油伴生氣、石油

6、加工中獲得，大部分來自石油煉制過程中的副產(chǎn)品。4、生物氣亦稱沼氣。.其中，作為城鎮(zhèn)燃氣氣源供應(yīng)的主要是天然氣和液化石油氣。.二、 燃氣的根本性質(zhì)一燃氣的物理化學(xué)性質(zhì)燃氣由多種氣體組成，包括：可燃組分：低級烴甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯、氫氣、一氧化碳不可燃組分：二氧化碳、氮氣、氧氣等雜質(zhì)：氨、硫化物、氰化物、水蒸氣、焦油、萘、灰塵等.燃氣的組成可用質(zhì)量分率、容積分率、及摩爾分率來表示。1、質(zhì)量分率：燃氣中各單一組分的質(zhì)量與燃氣總質(zhì)量的比值成為質(zhì)量分率。2、容積分率：在一樣溫度、壓力條件下，燃氣中各單一組分的容積與燃氣總?cè)莘e的比值成為容積分率。3、摩爾分率：燃氣中各單一組分的摩爾數(shù)與

7、燃氣總摩爾數(shù)的比值稱為摩爾分率。.二、燃氣的平均密度和相對密度1、燃氣平均密度：單位容積的燃氣所具有的質(zhì)量稱為燃氣平均密度，單位為kg/m3或kg/Nm3。 燃氣平均密度亦可用： a.各組分的密度與其摩爾分率乘積的總和求得 b.各組分的質(zhì)量分率與其密度之商總和的倒數(shù) 求得2、燃氣相對密度：燃氣平均密度與一樣形狀下的空氣平均密度之比值稱為燃氣相對密度。.三、熱值單位數(shù)量的燃氣完全熄滅時所放出的全部熱量。其常用單位有：千卡/規(guī)范立方米kcal/Nm3、千焦/規(guī)范立方米KJ/Nm3兆卡/規(guī)范立方米Mcal/Nm3兆焦/規(guī)范立方米MJ/Nm3以兆焦/規(guī)范立方米MJ/Nm3最為常用。.熱值單位換算：1卡

8、cal=4.1868焦耳J1大卡=1000卡約=4200J=0.0042MJ。 . 燃氣熱值分為高熱值和低熱值： 高熱值是指單位燃氣完全熄滅后，其煙氣被冷卻到初始溫度，其中的水蒸氣以凝結(jié)水的形狀排出時，所放出的全部熱量。 低熱值是指單位燃氣完全熄滅后，其煙氣被冷卻到初始溫度，其中的水蒸氣以蒸氣的形狀排出時，所放出的全部熱量。 .四、濃度爆炸極限 可燃物質(zhì)(可燃氣體、蒸氣和粉塵)與空氣在一定的濃度范圍內(nèi)均勻混合，構(gòu)成預(yù)混氣，遇著火源才會發(fā)生爆炸，這個濃度范圍稱為爆炸極限，或爆炸濃度極限。例如：甲烷的爆炸極限是5%-15% 。.二、天然氣的組成天然氣的組分大致可以分為三大類：烴類組分、含硫組分和其

9、它組分。1、烴類組分烷烴比例大，其中甲烷占7090。甲烷是無色無味比空氣輕的可燃氣體，可以作為燃料，也是一種用途廣泛的化工原料。由于甲烷含量高，通常將天然氣作為甲烷來處置。.除甲烷外，還有乙烷、丙烷、丁烷，在常溫下是氣體。丙烷、丁烷經(jīng)過加壓或降溫而液化，即為液化石油氣，簡稱液化氣。天然氣中還含有一定量的含碳量較多的烷烴，簡稱碳五以上組分，它們在常溫常壓下是液體，是汽油的主要成分。在天然氣開采中，上述組分凝析成液態(tài)被收回，稱為凝析油。.2、含硫組分天然氣中的含硫組分，可分為無機硫化物和有機硫化物兩類。無機硫化物為硫化氫，硫化氫是一種比空氣重、可燃、有毒、有臭鴨蛋氣味的氣體。硫化氫的水溶液呈酸性，

10、對金屬有劇烈的腐蝕作用。所以天然氣含硫化氫時，必需經(jīng)過脫硫凈化處置，才干進展管輸和利用。天然氣中有時也含有少量的有機硫。.3、其它組分天然氣除了含以上成分外，還含有二氧化碳和一氧化碳、氧和氮、氫等以及水分。二氧化碳溶于水呈酸性，對金屬設(shè)備腐蝕嚴重，通常在天然氣脫硫工藝中，將二氧化碳同硫化氫一同盡量脫除脫硫、脫碳。天然氣中含水分，溫度降低會不斷冷凝為液態(tài)水，會影響管輸任務(wù)。普通采用吸收法、低溫分別法和吸附法等將水和烴的露點降低到規(guī)定值。.表1-1 我國某些氣田天然氣的組成氣田名稱產(chǎn)層天然氣組成 %（體積）甲烷乙烷丙烷正丁烷異丁烷正戊烷異戊烷己烷及以上二氧化碳硫化氫氫氮氦氬四 川 盆 地威遠震旦系

11、86.80 0.11 0 4.466 1.091 7.26 0.236 臥龍河 嘉五 92.44 1.01 0.56 0.36 0.22 0.27 4.48 0.09 0.10 石炭系97.89 0.40 0.05 0.89 0.12 0.002 0.60 0.049 相國寺石炭系97.07 0.81 0.08 0.20 0.001 0.001 1.74 0.096 0.004 五百梯石炭系97.38 0.50 0.06 0.991 0.178 0.891 中壩須二 90.97 5.62 1.66 0.36 0.37 0.096 0.131 0.128 0.41 0 0.008 0.23 0.

12、017 0.003 雷三84.01 1.68 0.50 0.181 0.124 0.086 0.077 4.42 6.86 0.03 1.82 0.059 0.001 磨溪 雷一95.22 0.19 1.30 0.13 1.61 0.003 1.53 0.003 0.01 陜甘寧盆地中部油田馬五95.942 0.324 0.045 0.002 0.002 3.037 0.319 0.291 0.291 0.028 .三、天然氣的分類1、按照天然氣的來源分類油田伴生氣這種天然氣是指開采過程中與液體石油一同開采出來，含重?zé)N組分較多。氣田氣這種天然氣自氣田產(chǎn)生，甲烷含量約為8090%。凝析氣田氣這種

13、氣田氣在地層中以氣態(tài)存在，開采出來常溫下為液態(tài)。 .煤層伴生氣 通常存在于煤層中，即通常所說的瓦斯氣。 此外還有水溶天然氣、水合物天然氣。.2、按照含凝析油量來分類 干氣 這種天然氣含甲烷在90%以上，含其它成分較少。 濕氣 這種天然氣含甲烷在90%以下，含其它成分10%以上。3、按照含硫量的多少來分類無硫和微硫天然氣:這種天然氣中硫化氫的含量符合管輸要求。低含硫天然氣:天然氣中硫化氫的含量約0.01%-1%(體積比).中含硫天然氣: 天然氣中硫化氫的含量約1%-2%(體積比).高含硫天然氣: 天然氣中硫化氫的含量約2%-7%(體積比).四、天然氣的特點是一種清潔能源；資源豐富煤層氣、水合物氣

14、、水溶氣；熱值遠高于人工煤氣；熄滅效率高；市場競爭加強，價錢較穩(wěn)定；最正確運輸方式管道運輸LNG、水合物。.第二節(jié):天然氣的主要性質(zhì) 一、摩爾質(zhì)量 天然氣是一種混合氣體，它的摩爾質(zhì)量是由各組分的摩爾質(zhì)量和體積百分比的乘積加權(quán)平均計算出來的。計算公式如下： M=M1V1+ M2V2+ M3V3+ MnVn式中:M表示:天然氣的摩爾質(zhì)量, V1、V2、V3 Vn表示:天然氣各組 分的體積百分比. M1、M2、M3 Mn表示: 天然氣各組分的摩爾質(zhì)量. .例:某天然氣的組分和體積百分含量如下表：求天然氣的摩爾質(zhì)量?解:由公式M=M1V1+ M2V2+ M3V3+ MnVn得M=93.5%16.043

15、+2.3%30.07+1.2%44.097+0.3%58.12+1.5%34.09+1.2%28.02 =17.09答:此種天然氣的摩爾質(zhì)量為17.09.1.228.02氮氣1.534.09硫化氫0.358.12丁烷1.244.097丙烷2.330.07乙烷93.516.043甲烷體積百分含量摩爾質(zhì)量成分.二、 重度、密度、比重一、重度、密度1、概念單位體積天然氣的分量稱為天然氣的重度。計算公式為:式中: 天然氣的重度,Kgf/m3 G天然氣的分量,Kgf V天然氣的體積,m3 .2、影響要素1壓力的影響 在溫度一定時,一定分量的天然氣壓力越大,重度越大; 壓力越小,重度越小.2溫度的影響 在

16、壓力一定時,一定分量的天然氣溫度越大,重度越小; 溫度越小,重度越大. .二天然氣的比重 、概念 單位體積天然氣的分量與一樣條件(壓力、溫度)下單位體積空氣分量的比值。 計算公式為：S=g/a 式中: g天然氣的重度; a空氣的重度.、影響要素 天然氣的比重只需是在一樣條件下,天然氣與空氣重度之比,其值是定值.三、天然氣的含水量濕度 天然氣的含水量指在濕天然氣中，規(guī)范單位體積干氣所分攤到水蒸氣的質(zhì)量稱為含水量，單位為Kg/Nm3。1、研討含水量的意義 天然氣從地層中開采出來，假設(shè)處置不干凈，將含有水和酸性離子，構(gòu)成一種電解質(zhì)，對金屬設(shè)備產(chǎn)生電化腐蝕和化學(xué)腐蝕。天然氣中含有水時，天然氣中的烴成分.在一定條件下，將與水結(jié)合構(gòu)成水化物，堵塞管道、儀表、閥門