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1、,第3章 人工煤气场站安全管理,第3章 人工煤气场站安全管理,1.1 人工煤气基本知识1.2焦炉煤气场安全管理 1.3发生炉煤气场安全管理1.4 煤气安全事故与预防,人工煤（燃）气：指以固体、液体或气体可燃物为原料加工生产的气体燃料。 两大类：煤制气（煤气）：以煤为原料加工制成的燃气。油制气：以石油及其副产品（如重油）制成的燃气。具体种类,1.1 人工煤气基本知识,复习,人工燃气的种类：,干馏煤气：如焦炉煤气气化煤气:空气气化煤气水煤气混合发生炉煤气等油制气：热裂解法催化裂解法部分氧化法,将煤放在专用的工业炉中，隔绝空气，从外部加热，分解出来的气体经过处理后，可分别得到煤焦油、氨、粗萘、粗苯和
2、干馏煤气。剩余的固体残渣即为焦炭。用于干馏煤气的工业炉有炼焦炉、连续式直立炭化炉和立箱炉等，一般都采用炼焦炉，其干馏煤气称为焦炉煤气，它的主要成分是甲烷和氢气 含量：H2 60% ，CH420 % ，CO 8%，低热值16.7MJ/m3。,干馏煤气,气化煤气,气化煤气:空气气化煤气水煤气混合发生炉煤气等,发生炉煤气：将煤或焦炭放入煤气发生炉，通入空气、水蒸气或两者的混合物，使其吹过赤热的煤(焦)层，在空气供应不足的情况下进行氧化和还原作用，生成以一氧化碳和氢为主的可燃气体，称为发生炉煤气。 由于它的热值低，一氧化碳含量高，因此不适合作为民用煤气，多供工业用。 水煤气：往水煤气炉中交替吹入空气和
3、水蒸汽。C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),气化煤气发生炉煤气、水煤气,高温,将重油在压力、温度和催化剂的作用下，使分子裂变而形成可燃气体，这种气体经过处理后可分别得到煤气、粗苯和残渣油。这种重油裂解气也叫油煤气或油制气。 油制气：热裂解法催化裂解法部分氧化法,油制气,一、煤气燃烧 1.煤气的热值计算高热值Qh：燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。 热值低热值QL ：燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但 烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。煤气高（或低）热值: Q = Q1r1+Q2r2 + +QnrnQn：煤气中各可燃组分
4、的高（低）热值；rn：煤气中各可燃组分的容积成分。,1.1 人工煤气基本知识,2.过剩空气系数 燃气实际燃烧过程中，因燃气与空气混合不均匀等因素影响，如果按理论空气量V0供给空气，则不能达到完全燃烧。 因此，燃气燃烧时要求实际空气量V应大于理论空气量V0。 实际空气量V与理论空气量V0的比值称为过剩空气系数。公式：a= V/ V0,应用案例（课堂练习/KJ）：,取10m3过剩空气系数a =1.18的焦炉煤气样品，样品中各组分气体的容积成分及热值如下表，（1）计算该燃气的热值Q为多少kJ/m3;（2）计算样品完全燃烧时所需的理论空气量V0和实际空气量V 。 组分气体 分子式 体积组分V（%） 热
5、值Q（kcal/m3） 甲烷 CH4 25.8 8576 氢气 H2 56.5 2578 一氧化碳 CO 7.2 3020 二氧化碳 CO2 2.1 氮气 N2 6.6 其它 1.8 (注意:1kcal=4.1868kJ,干空气的容积成分含氧为21% P25),二、煤气压力（单位：Pa）,煤气压力：指煤气的压力强度，即煤气气体对容器器壁单位面积上作用的垂直力。1.绝对压力（P）：以绝对真空作为基准所表示的压力。 2.相对压力（B）：以大气压力作为基准所表示的压力 3.表压力（Pb）：测压仪表所测得的压力。 由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。公式：P= B+ Pb
6、 P：绝对压力； B：大气压力； Pb ：表压力,表压力Pb 可为正压，也可为负压。为负压时可用真空度表示应用式：真空度= Pb /B 100%真空度若所测压强低于大气压强，其压力测量需要用真空表。从真空表所读得的数值称真空度。真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值，即：定义式： 真空度=(大气压强绝对压强）,三、煤气组分和重度,1.煤气组分表示法相对表示方法：质量法、容积法、摩尔法(百分比)阅读：P27绝对表示方法：mg/m3或mg/dm3(mg/L) ppm 、ppb 、ppt,ppm、ppb 、ppt Ppm：用组分占总量的百万分比来表示的浓度,也称百万分比浓度、百万分率。
7、 ppm与mg/m3的换算： mg/m3=(m/M)*22.4ppm（273/（273+T）P/101325 其中，M为气体分子量，T为温度，P为压力。m为气体质量（单位mg) Ppb：用组分占总量的十亿分比来表示的浓度,也称十亿分比浓度、十亿分率。 Ppt：用组分占总量的万亿分比来表示的浓度,也称万亿分比浓度、万亿分率。,2.煤气的干、湿成分 煤气一般用干成分表示其组成，但煤气燃烧后，通常用湿成分作为计算依据。煤气干、湿成分的换算如下：X湿=X干 （100-H2O）%100,3.煤气的重度、相对密度与比容,(1)重度 重度是与密度相对而言的概念。 密度:表示单位体积物质的质量，国际单位制中的
8、单位为Kg/m3； 重度:表示单位体积物质的重量,国际单位制中的单位为N/m3；又称为容重、体积重量。重度与密度之间的关系为：重度=重力加速度密度；,(2)相对密度 物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。符号为d，无量纲量。 对于气体，作为参考密度的一般为空气：当以空气作为参考密度时，是在标准状态（0和101.325kPa）下干燥空气的密度，为1.293kg/m3（或1.293g/L)。,(3)比容 单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号“V”表示，单位为“立方米/千克”。 物质的比容与压力和温度有关，-般随压力增大而减小，随温度增大而增大。由于固体和液体是不可压缩的物质，它们的比容受压力和温度的影响比气体要小得多。 燃气工程应用中必须考虑工作条件下燃气比容变化的影响。例如管道的膨胀率和管理及设备结构之间的伸缩缝等。,1.2 焦炉煤气场安全管理,预习： P29-42,
