附录1 几种常见可燃气体的组分热值一览表.docx
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附录1几种常见可燃气体的组分热值一览表
几种常见可燃气体
(1千瓦··×106焦耳)
表1典型天然气的组分
成分
符号
体积含量%
甲烷
CH4
乙烷
C2H6
丙烷
C3H8
12
丁烷
C4H10
戊烷
C5H12
氧
O2
其他
—
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0.1~0.5MPa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
二氧化碳
CO2
乙烷
C2H6
丙烷
C3H8
丁烷
C4H10
戊烷
C5H12
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
一氧化碳
CO
甲烷
CH4
二氧化碳
CO2
高碳氢
CnHm
氧气
O2
氮气
N2
空燃比
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
一氧化碳
CO
甲烷
CH4
二氧化碳
CO2
氧气
O2
氮气
N2
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10mg/m3。
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典型油母页岩气的组分
成分
符号
体积含量%
二氧化碳
CO2
20
高碳氢
CnHm
氧气
O2
一氧化碳
CO
氢气
H2
10
甲烷
CH4
氮气
N2
热值
kJ/m3
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
二氧化碳
CO2
氢气
H2
10.6
7
氮气
N2
甲烷
CH4
乙烯
C2H2
热值
kJ/m3
2850
4639
注:
脱水前含H2O:
6%。
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
氧气
O2
一氧化碳
CO
氢气
H2
甲烷
CH4
氮气
N2
热值
kJ/m3
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
43.5
一氧化碳
CO
2
二氧化碳
CO2
氮气
N2
19
高碳氢
CnHm
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
甲烷
CH4
9
一氧化碳
CO
二氧化碳
CO2
氮气
N2
59
高碳氢
CnHm
氧气
O2
热值
kJ/m3
表11黄磷气的组分
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
3
氟
F
3
二氧化碳
CO2
2~4%
氧气
O2
3
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
3
甲烷
CH4
0~5/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
6979~8074
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
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
一氧化碳
CO
-205
3
甲烷
CH4
4
乙炔
C2H2
-81
-84
—
—
5
乙烯
C2H4
6
乙烷
C2H6
-172
7
丙烯
C3H6
0274
8
丙烷
C3H8
9
丁烯
C4H8
-6
—
—
—
10
正丁烷
n-C4H10
-135
11
异丁烷
i-C4H10
-145
—
—
12
戊烯
C5H10
—
—
—
13
正戊烷
C5H12
—
14
苯
C6H6
—
—
15
硫化氢
H2S
—
—
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)
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
4734
4208
6150
1998
2
直立炉煤气
4310
3854
5180
2003
3
混合煤气
3681
3310
4040
1986
4
发生炉煤气
1434
1372
1270
1600
5
水煤气
2735
2480
2960
2175
6
催化油煤气
4412
3946
5380
2009
7
热裂油煤气
9065
8307
9340
2038
8
干井天然气
9650
8704
10100
1970
9
油田伴生气
12619
11556
11300
1986
10
矿井气
—
—
—
5000
4500
—
--
—
—
—
1900
—
11
液化石油气
29540
27482
17280
2050
12
液化石油气
29207
27176
17090
2060
13
液化石油气
28064
25885
16910
2020
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
N2
Vf
高
低
1
氢
H2
400
H22=H2O
—
3044
2576
2
一氧化碳
CO
605
2=CO2
—
3018
3018
3
甲烷
CH4
540
CH4+2.0O2=CO2+2H2O
9510
8570
4
乙炔
C2H2
335
C2H22=2CO2+2H2O
13964
13483
5
乙烯
C2H4
425
C2H4+3O2=2CO2+2H2O
15142
14197
6
乙烷
C2H6
515
C2H62=2CO2+3H2O
16792
15371
7
丙烯
C3H6
460
C3H62=3CO2+3H2O
22358
20925
8
丙烷
C3H8
450
C3H8+5O2=3CO2+4H2O
24172
22256
9
丁烯
C4H8
385
C4H8+6O2=4CO2+4H2O
30038
28092
10
丁烷
C4H10
365
C4H102=4CO2+5H2O
31957
29513
11
戊烯
C5H10
290
C5H102=5CO2+5H2O
38002
35525
12
戊烷
C5H12
260
C5H12+8O2=5CO2+6H2O
40428
37410
13
苯
C6H6
560
C6H62=6CO2+3H2O
38729
37180
14
硫化氢
H2S
270
H22+SO2+H2O
6054
5581
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