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1、第三章 气体燃料1气体燃料4天然气 化学工业的宝贵原料 居民生活用燃气13亿人非常庞大的需求 工业燃料 4人造气体燃料 发生炉煤气，将煤进行气化得到的气体燃料 重油裂化气，重油裂解造气得到的气体燃料 高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气，对应是高炉炼 铁、炼焦、纯氧顶吹转炉法炼钢所得副产品2气体燃料的优点4气体燃料的燃烧过程最容易控制，也最容 易实现自动调节4气体燃料可以进行高温预热，因此可以用 低热值燃料来获得较高的燃烧温度，有利 于节约燃料，降低能耗4气体燃料在冶金工业的燃料平衡中占有重 要地位3气体燃料的组成4可燃性气体成分：CO、H2、CH4、H2S、 其他气态碳氢化合物（碳原子数n=4）4不
2、可燃气体成分：CO2、N2、少量O24其他：水蒸气、焦油蒸汽、粉尘等固体颗 粒4单一气体性质甲烷 (CH4)乙烷 (C2H6)氢气 (H2)一氧化碳 (CO) 颜色气味 无色微有 葱臭无色无味 无色无味 无色无味爆炸极限 %51531548012.580着火温度 oC530750 510630 510590 610658低位发 热量 kJ/m335670636801075012630发热量取附表3的数据 5单一气体性质乙烯 (C2H4)硫化氢 (H2S)二氧化碳 (CO2)氧气 (O2) 颜色气味 无色窒息 性乙醚味无色浓厚 臭鸡蛋味无色略有 气味无色无味爆炸极限 %2.75354.345.5
3、 -着火温度 oC540547 364-低位发 热量 kJ/m35900023670- 发热量取附表3数 据 6气体的毒性4具有毒性的煤气成分（按毒性由大到小） 有： 硫化氢(H2S)、氰化氢(氰氢酸HCN)、二氧化硫 (SO2)、一氧化碳(CO)、氨气(NH3)、苯(C6H6) 4硫化氢(H2S)体积百分数达0.1%0.2%可短 时间内置人死亡，达0.05%0.07%使人有 危险 4一氧化碳(CO)体积百分数达0.5%1.0%可 短时间内置人死亡，达0.2%0.3%使人有 危险 7H2S置死的重庆开县井喷42003年12月23日21时 55分，重庆开县，中 石油川东北气田罗家 寨16号井发生
4、井喷事 故，剧毒硫化氢夺走 了243条人命(其中包 括两名矿井工人)， 4000多人中毒就医， 10万人疏散。8开县天然气井喷9使人致死的火灾烟气4火灾中死亡的人70以上是死于烟气中毒 ，只有少部分人是直接被烧死4有毒烟气一般是由以CO为主，氰化氢、光 气等多种成分组成的复杂混合物4一般的中毒顺序：身体不适（胸闷头胀） 行动迟缓、无力 意识模糊 昏迷 死亡10使人致死的火灾烟气42000年3月29日凌晨3时左右，焦作市天堂 音像俱乐部发生火灾。4经过：两青年在包厢内用石英管电热器取 暖，人走后引起火灾，燃烧产生的有毒烟 气迅速蔓延到大厅和其他房间4由于大门和窗户关闭，最终导致74人死亡 ，2人
5、烧伤，80是有毒烟气致死 11使人致死的火灾烟气42000年12月25日21时35分左右，河南洛阳东都商 厦发生特大火灾，导致309人死亡 4东都商厦：上下共6层，地面4层，地下两层。副 二层为家具店；副一层及地上一层为丹尼斯量贩 店；四层是“东都歌舞厅” 4火灾经过：电焊工在东都商厦地下一层焊接该层 与地下二层分隔铁板时，电焊火渣溅落到地下二 层的可燃物上引发火灾，浓烟顺着下水道管串上 四楼 ，熏倒舞厅里的人群，地上14层没有着 火 4死亡的309人全是中毒窒息死亡12煤气成分的表示方法4化学组分用所含各种单一气体的体积百分 数来表示。有湿成分和干成分表示方式， 即是否含水蒸气 (CO%+H
6、2%+CH4%+CO2%+N2%+O2%+ H2O%)w=100% (CO%+H2%+CH4%+CO2%+N2%+O2%)d=100%13干湿成分的换算4煤气中的各气体其干成分数值大还是湿成 分数值大？4已知煤气的湿成分，如何换算成干成分？14煤气中水分的确定4在常温下，气体燃料中所含水分就等于该 温度下的饱和水蒸汽量4随着温度的变化，饱和水蒸汽量也变化4直接查附表5（P267） 直接取“按湿气体计算”的“ m3/m3” 栏数 值4不要用书上P20的式子，麻烦而不准确15水蒸气含量计算4很多数据表只有各温度下水蒸汽的饱和蒸 汽压，而没有直接的水蒸汽含量数据，此 时如何确定水蒸汽的含量？164已
7、知50oC时饱和蒸汽为1234Pa，平衡状 态空气中的水蒸气含量是多少？4水蒸气体积百分数如下17气体燃料发热量4由容克式量热计直接测定4按各成分气体发热量之和计算4查附表3获得各成分气体的发热量4注意单位：表中发热量的单位是 kcal/m318高炉煤气4是高炉炼铁过程获得的副产品，主要可燃 成分是CO4因含有大量的N2和CO2（占6370），因 此发热量不大，只有37624180kJ/m3，理 论燃烧温度为140015000C19高炉煤气4含有大量粉尘，需要除尘，为6080g/m34高炉中消耗1t焦炭可产生38004000m3高 炉煤气。高炉是冶金中燃料的巨大消费者 ，其燃料燃料的约60转移
8、到高炉煤气中20例题分析4我国车间允许的最高CO浓度为 30mg/m3 ， 20oC时对应允许的体积浓度是多少？（ 空气在20oC时密度1.205kg/m3）21焦炉煤气4炼焦生产的副产品 41t煤炼焦可得到730780kg焦炭，25 45kg焦油，300350m3焦炉煤气4从焦炉直接出来的煤气称为荒焦炉煤气， 含300500g/m3的水和100125g/m3的焦 油，及其他可作为化工原料的气态化合物 4需要冷凝水分，以回收焦油和有关的化工 原料22焦炉煤气4主要成分H2、CH4、CO，惰性成分含量小 ，N2和CO2共占8164焦炉煤气的发热量很高，达15890 17140kJ/m3。4为了充
9、分利用各种燃料，通常将焦炉煤气 与高炉煤气或发生炉煤气混合配成发热量 8360kJ/m3左右的混合煤气用于平炉、加热 炉23发生炉煤气4是将固体燃料（煤）在发生炉中进行气化而得到 的人造气体燃料 4根据气化剂和气化过程的不同，将发生炉煤气分 为三种 空气发生炉煤气，空气为气化剂（气化温度高 、热量低） 水煤气，水蒸气为气化剂（热量高，但制造工 艺和设备要求复杂） 混合发生炉煤气，空气和水蒸气为气化剂（介 于上两种之间，最常用）24发生炉煤气热量4空气发生炉煤气发热量37804620kJ/m34水煤气发热量1008011340kJ/m34混合发生炉煤气发热量50406720kJ/m3 应用最多，
10、所以简称发生炉煤气25天然气4是天然出产的气体燃料 伴生天然气或油性天然气，是和石油产在一起的天 然气，含石油蒸汽 干天然气，纯粹气田出产，不含石油蒸汽4主要成分为甲烷，其次为乙烷等，碳氢化 合物成分占90以上。还含有少量的CO2 、N2、H2S、CO4气井流出的天然气需将大量的矿物杂质和 水分净化。以及处理H2S、CO26天然气4发热量很高为3400063000kJ/m34工业燃料 可单独用或与其他煤气混用 为增加火焰的辐射换热，用喷射液体燃料或分解出 碳来增加火焰黑度 4化学工业的宝贵原料 4调制后为作为城市生活天然气，管道输送 4经加压可在常温下变为液体贮存于高压罐 中，为液化天然气27
11、东海油气田4春晓、断桥、平湖、天外天油气田41974年开始，中国即开始进行东海石油、天然气 勘测。1995年由新星公司在春晓地区试钻探成功 。 28中日东海争端29日本单 方面的 划界30东海争端的根源4东海油气田、海洋资源 这些海域中埋藏着足够日本消耗320年的锰、 1300年的钴、100年的镍、100年的天然气以及 其他矿物资源和渔业资源 4钓鱼岛的归属4中日间的历史恩怨31重油裂化气4重油在800900oC温度条件下通过水蒸气 的作用发生分解，所得到的分子量较小的 气态碳氢化合物和氢气、一氧化碳等可燃 气体燃料 热解法、催化裂解法 4重油裂化气的性质和产率与操作温度、压 力、反应时间、蒸
12、汽比、原料油、催化剂 等都有关 4热量很高，为1300026000kJ/m332转炉气4转炉炼钢过程产生的副产品4每吨钢产气约70m3，主要成分为CO，含量 在45654转炉气发热量为62707530kJ/m34用途：理想的工业燃料气和化工原料气4除尘，并回收烟尘中含量近60的铁33需要掌握的知识点41、气体燃料有什么优点？42、工业上生成和使用的人造气体燃料有哪些？43、具有毒性的煤气成分有哪些？44、煤气中的各气体湿成分如何换算成干成分？ 45、已知某一温度下饱和蒸汽压P，如何来计算 平衡状态空气中的水蒸气含量？34需要掌握的知识点46、气体燃料的发热量如何确定？47、发生炉煤气有哪几种？48、高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、发生炉煤 气的发热量对比情况如何？49、如何计算车间内CO最大体积浓度35
