气体燃料的组成及特性(精)

气体燃料燃烧知识（有焰燃烧）目录1、什么是燃料？燃料分哪几类？ (3)2、气体燃料的种类和组成................................. 3…3、天然气的特性333333333333333333333434、气体燃料燃烧过程分哪三个阶段？ (4)5、着火浓度极限在实践中的应用............................. …6、什么是空气消耗系数 (6)7、空气消耗系数的大小对燃烧过程有何影响？ (7)8、气体燃料的燃烧方法...................................... &9、燃气燃烧的火焰传播..................................... 9-10、影响实际燃烧温度的因素有哪些？ (10)气体燃料燃烧知识1、什么是燃料？燃料分哪几类？燃料：凡是在燃烧时，能够放出大量的热，并且此热量能够经济的被利用在工业和其它方面的物质统称为燃料。

通常所说的燃料是指那些能在空气中进行燃烧，以碳为主要成分的物质, 一般称之为“碳质燃料”。

如煤、重油和燃气。

按其来源和物态，燃料一般可分为：固态燃料、液态燃料和气态燃料三类。

表1 燃料的分类2、气体燃料的种类和组成我国气体燃料通常按其成因分类：分为天然气、人工燃气、液化石油气和沼气共四类。

（1 ）天然气：主要指气田气、油田伴生气、凝析气田气、煤层气和矿井气。

其主要组成是甲烷，含量90%左右，还含有乙烷、丙烷、丁烷等烷烃。

（2）人工燃气：主要指干馏煤气、气化煤气和油制燃气等。

现代煤化工具有装置规模大、技术集成度高、资源利用优于传统煤化工等特点，利用褐煤制天然气。

A.大唐国际克旗年产40亿立方米煤（褐煤）制天然气项目，拟于2012年6月建成向供气；B.大唐年产40亿立方米煤（褐煤）制天然气于2010年动工等数个煤制天然气项目已在建设中。

（3）液化石油气：以凝析气田气和石油伴生气或炼厂气为原料气，经加工而制得的可燃气称为液化石油气。

各种煤气的成分及主要性质[ 2007-3-26 8:57:51 | By: caohuali ]高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气是炼钢、炼铁和炼焦生产中的副产品，每生产一吨生铁可产生2100～2200m3高炉煤气；每炼一吨钢可产生50～70m3转炉煤气，每炼一吨焦炭可产生300～320m3焦炉煤气。

此外还有发生炉煤气，天然气等都是冶金工厂的重要气体燃料。

各种煤气的成分及主要性质见表1。

顺便提一下煤气完全燃烧空气量的计算方法。

当燃烧1m3煤气时,所需标准立方米氧的总体积为:[1/2CO+1/2H2+2CH4+(n+m/4)CnHm+3/2H2S –O2]/100 m3L0= 4.762[1/2CO+1/2H2+2CH4+(n+m/4)CnHm+3/2H2S-O2]/100（式中各气体的体积是湿组成成分中的体积。

）湿组成:COw%+H2w%+CnHmw%+……+H2Ow%=100%;干组成:COd%+H2d%+CnHmd%+……+H2Od%=100%.干,湿煤气组成可以进行换算。

几种常见煤气发生炉煤气成份与热值表2008-05-23所谓煤气发生炉炉出煤气，是指煤在煤气发生炉内气化反应所产生的，自煤气发生炉出口导出未经净化的煤气。

该煤气由单一可燃气体成分（CO、H2、CH4）、气态烷烃类化合物（C m H n）、H2S、不可燃气体成分（CO2、N2、O2）以及焦油蒸汽、粉尘固体微粒和水蒸汽所组成。

1、煤气气体组成及煤气热值气化烟煤时，煤中的CO含量较高，而且还会有少量的C m H n，煤气热值也较高；气化无烟煤时，CO和CH4含量都较气化烟煤时要低，煤气热值也即较低；气化褐煤时，CO含量较低，但H2和CH4相对也要高一些，煤气热值也较高，但是，褐煤的气化产率较低，仅为2Nm3/kg(煤)左右，而气化烟煤或无烟煤时，气化产率可达3～3.5Nm3/kg(煤)。

表1 几种煤气化时煤气组成及煤气热值2、煤气中的H2S煤气中的H2S含量多少与气化用煤中的含硫多少有关，一般煤中硫分的80%以H2S状态转入煤气中，20%的硫分残留在灰渣中。

一、煤的元素分析煤是一种植物化石燃料，它的生成是由于古代森林因地层发生变化，深埋地下，长期在高温、高压及地下水的影响下，经过复杂的化学作用和细菌作用而形成的。

既然煤是由植物变成的，因此，植物的成分碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)便是煤的主要成分。

另外，在煤的形成、开采和运输过程还有其他物质加入。

经过分析，煤的成分包括碳、氢、氧、氮、硫、水分和灰分等。

除水分和灰分是化合物外，其余都是元素，所以元素分析是指对煤中碳、氢、氧、氮、硫五种元素分析的总称。

各种元素成分都用重量百分数来表示。

碳和氢是煤中主要的可燃元素。

碳是煤中含量最多的元素，而且是煤发热量的主要来源。

碳的发热量，在完全燃烧时为32700kJ／kg。

煤中含碳的一部分与氢、氧、氮等结合成挥发性的有机化合物，其余部分则呈单质状态，称为固定碳。

固定碳要在较高温度下才能着火，其燃烧也比较困难，因此，煤中固定碳含量越高，就越难燃烧完全。

煤中氢的含量较少，但氢的发热量很高，完全燃烧时氢的发热量为120-100kJ／kg，比碳高3．5倍，而且氢极易着火和燃烧完全。

特别是氢气在燃烧过程中能产生分枝连锁反应，能加快燃烧反应速度。

氧和氮均是煤中的不可燃成分，其含量也少。

但氮在燃烧时，会或多或少地转化为氮氧化合物(NO)，造成大气污染。

煤中硫虽然能够燃烧放热，但因其发热量较低，在完全燃烧时，其发热量仅为9040kJ／kg，而且其含量也少，因此其发热量在煤中是无足轻重的。

但硫在燃烧过程中生成的S02和SO3，会进一步和水蒸气化合生成硫酸和亚硫酸，腐蚀锅炉金属和污染大气。

二、煤的工业分析各种元素在煤的燃烧过程中，大都不是单质燃烧，而是可燃质与其他元素组成复杂的高分子化合物参与燃烧。

在煤的着火和燃烧过程中，煤中各种物质的变化是：首先水分被蒸发出来，接着煤中氢、氧、氮、硫及部分碳组成的有机化合物便进行热分解，变成气体挥发出来,这些气体称为挥发分退挥发分析出后，剩下的是焦炭，焦炭就是固定碳和灰分的组成物退因此，从煤的着火和燃烧过程中生成四种成分：即水分、挥发分、固定碳和灰分退将在一定条件下的煤样，分析出水分、挥发分、固定碳和灰分这四种成分的质量百分数，是煤的工业分析。

气体燃料特点及常用燃气成分和特性气体燃料是一种常见的能源形式，它具有许多特点和优点，包括温度控制、容易燃烧、环保等。

本文将介绍气体燃料的特点及常用燃气成分和特性。

一、气体燃料的特点1. 温度控制方便气体燃料能够通过调节供气量来精确地控制燃烧温度，这使得气体燃料在烹饪和工业生产的许多应用中变得极为方便。

2. 燃烧效率高相对于传统的燃料形式（如煤炭和木材），气体燃料的燃烧效率非常高。

这是因为气体燃料可以与氧气快速反应，形成高温和高能量的火焰。

3. 燃烧后产生的废气少相对于其他燃料类型，例如煤和石油，气体燃料在燃烧过程中产生的废气要少很多。

这是因为气体燃料燃烧后只会产生少量的水和二氧化碳，从而减少了对环境的污染。

4. 燃料储藏方便气体燃料的储存非常方便，因为气体可以压缩，从而使大量的气体可以储存在相对较小的空间中。

这种储存方式非常适合于燃料供应不稳定的地区。

5. 操作非常安全相对于其他燃料，例如煤和石油，气体燃料是较为安全的。

这是因为，相对于固体和液体燃料，气体燃料不易泄漏、易于检测、容易燃烧和更容易控制。

二、常用燃气成分及特性1. 天然气天然气是最常用的气体燃料之一，它主要由甲烷（CH4）组成。

天然气在可再生资源中为污染最少、储存最安全、供应最充足、成本最低的一种能源。

2. 液化石油气液化石油气主要由丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）组成，它是一种通过在高压下液化的石油气体，可以通过管道输送或储存在罐中。

液化石油气比天然气更易于储存和使用，因为它可以在常温和常压下储存和运输。

3. 人造气人造气是指通过煤炭和生物质等物质的燃烧或部分燃烧生成的气体混合物。

它包括氢气、一氧化碳、二氧化碳等成分，主要用于发电、加热和燃料制备等领域。

总之，气体燃料是一种方便、高效、环保的能源形式。

天然气、液化石油气和人造气是常见的燃气成分，它们各自具有特定的特性和用途。

在今后的能源开发和使用中，气体燃料将持续发挥重要作用。

天然气:即气田气，是储集在地下岩石孔隙和裂缝中的气体。

主要成分为甲烷，有较高的热值，由于甲烷的含量高，影响了传播速度，是常用燃气中燃烧速度最低的几种之一。

主要成分: 甲烷(CH4)-约98%热值: 36533Kj/m3≈981Btu/ft3≈0.87万Kcal/m3油田气：与原油共存，或是石油开采过程中压力降低析出的气体，因此又称为油田伴生气，主要成分为甲烷，热值一般高于气田气，燃烧速度与气田气相差不多。

主要成分: 甲烷(CH4)-约80.1 CnHm热值: 36533Kj/m3≈1170Btu/ft3≈1万Kcal/m3煤田气：是在煤矿井的采煤过程中，从煤层或岩层内释放出的可燃气体，通常称为矿井瓦斯或矿井气。

甲烷含量50％左右，其余为氮气、氧气和二氧化碳，它的热值较低，燃烧速度也比气田气和油田气低。

主要成分: 甲烷(CH4)-约52.4 N2约36% O2约7% CO2约4.6%热值: 18768Kj/m3≈504Btu/ft3≈0.45万Kcal/m3发生炉煤气:以煤或焦炭为气化原料，空气或空气和水蒸气的混合气作为气化剂从下部送入并通过燃烧的煤层，气化剂在通过中部还原层内完成二氧化碳及水蒸气的还原反应，得到一氧化碳和氢气等可燃气体，即发生炉煤气。

它的可燃成分体积分数约为40％左右，其余成分为氮气和二氧化碳。

标态下低位热值仅为5000kJ/m3左右，达不到工业和民用煤气的规范要求，可作为工厂内部燃料或城市煤气中的掺混燃气主要成分: 空气煤气:CO N2 CO2混合煤气: CO H2 N2 CO2热值: 5000Kj/m3≈134Btu/ft3≈0.12万Kcal/m3水煤气:是以水蒸气为气化剂，与碳在高温下反应生成的可燃气体。

整个制气过程中需要与蒸气交替鼓入空气，使煤或焦炭燃烧以保持一定的气化分解反应温度。

主要可燃成分也是一氧化碳和氢气，体积分数大于80％，二氧化碳和氮气含量仅占10％左右，因而它的热值约为发生炉煤气的一倍，标态下低位热值为10400kJ/m3,由于含氢量大，水煤气的燃烧速度较高。

LNG CNG LPG的组成成分、特性、物理参数1、LNG:（Liquefied Natural Gas），即液化天然气的英文缩写。

天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷(CH4)组成。

LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。

天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。

2、 CNG: 压缩天然气(Compressed Natural Gas,简称CNG)是天然气加压并以气态储存在容器中。

主要成分由甲烷(CH4)组成。

CNG 可作为车辆燃料利用。

LNG可以用来制作CNG。

3、 LPG: 液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,简称LPG)经常容易与LNG混淆，其实它们有明显区别。

LPG的液化石油气是丙烷(C3H8)和丁烷(丁烷 C4H10)的混合物，通常伴有少量的丙烯（C3H6）和丁烯（C2H4），是从石油中提炼出来的。

LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，常被用作炊事燃料。

4、运输方式（1）管道天然气是通过管道输送的，管道在长距离输送过程中压力也是很高的，然后逐级降压到用户。

注：我市管道燃气设计压力：高压管道为4MPa；中压管道岛外0.4 MPa，岛内0.2MPa；低压管道民用户2000Pa，工业用户≦10000Pa。

（注：工程中1MPa=10公斤）（2）压缩天然气CNG是将天然气加压到20Mpa（工程中所说的200公斤）左右，为的是方便运输，用CNG槽车运往管道没有到达的地方使用，也可以作为轿车的燃料代替汽油。

注：CNG加气站包括母站、标准站和子站。

加气母站一般是从高压管道取气给CNG气瓶车加气，再通过CNG气瓶车输送给子站供气，同时具备直接给CNG汽车加气的能力；标准站一般是从城市中压管网取气，给CNG汽车加气；子站是以CNG气瓶车为气源，给CNG汽车加气。

标准站从中压管网取气，由于其流量比较大，对城市中压管网冲击较大，同时影响其他用户供气，在选择上需要综合考虑。

气体燃料的特性和普通气体的成分和特性一、气体燃料的特性1．具有基本无污染燃烧的综合特性气体燃料是一种比较清洁的燃料。

它的灰分、含硫量和含氮量较煤和油燃料要低得多。

燃气中粉尘含量极少。

近年来。

由于气体燃料脱硫技术的进步，在燃烧时几乎可以忽略SOx的发生。

气体燃料中所含的氮，与其他燃料相比，燃烧时转化成NOx少，并且对于高温生成的NOx量的抑制，也比其他燃料容易实现。

因此，对于保护环境提供了有利条件。

同时，气体燃料由于采用管道输送，没有灰渣，基本消除了在运输、贮存过程中发生的有害气体、粉尘和噪声干扰。

燃烧烟气也可以直接加热热水或干燥材料。

在有些情况下，利用降低烟气温度，使烟气中大量蒸汽析出，回收凝结水，甚至比其他方法制取软水更为合算。

2. 易于燃烧调节燃烧气体燃料时，只要喷嘴选择合适，便可以在较宽范围内进行燃烧调节，而且还可以实现燃烧的微调，使其处于最佳状态。

燃气燃料不仅能适应低过氧化物燃烧，而且具有能够迅速适应负荷变动的特性，从而为降低燃料消耗、增大燃烧效率提供了有利条件。

3. 良好的可操作性与油燃料相比，气体燃料输送消除了一系列粘度降低、保温、加热预处理等装置，在用户处也不需要贮存措施。

因此，燃气系统简单，操作管理方便，容易实现自动化。

另外，燃气几乎没有灰分，允许大幅度提高烟气流速，受热面的积灰和污染远比燃煤、燃油时轻微，不需要吹灰设备。

在其他条件相似的情况下，燃气锅炉的炉膛热强度高于燃煤、燃油锅炉。

因此，燃气锅炉的体积小，金属、耐火、保温等材料以及建设投资大大降低。

4．易于调节热值特别是在燃烧液化石油气燃料时，在避开爆炸范围的部分加入空气，可以按需要任意调整发热量。

因此，在液化石油气储存和分配站，通常安装鼓风机或使用压缩空气稀释燃料气。

气体燃料的主要缺点是它与空气按一定比例混合形成爆炸性气体，而且气体燃料大多数成分对人和动物是窒息性的或有毒的，对使用安全技术提出了较高的要求。

二、常见气体的组成和特性为了便于了解我国燃气的特性，表1-2列出了几种常用燃气的成分与特性数据，这些燃气具有一定的代表性，可供参考。