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煤气分析

2010-04-05 20:25:42 阅读5 评论0 字号:

一、        煤气性质
1. 煤气组成   几种煤气组成及低发热值
名称        组成(体积%)        低热值(kJ/m3)
        H2        CH4        CO        CmHn        CO2        N2        O2        其它       
焦炉煤气        55~60        23~27        5~8        2~4        1.5~3.0        3~7        0.3~0.8        H2S等        17000~17600
高炉煤气        1.5~3.0        0.2~0.5        26~30                9~12        55~60        0.2~0.4        灰        3600~4400
发生炉煤气        12~15        0.5~2.0        25~30                2~5        46~55                灰        4500~5400

2.煤气发热值
它是指单位体积的煤气xx燃烧所放出的热量(kJ/m3)。发热值有高、低之分。燃烧产物中水蒸汽冷凝呈0℃液态水时的发热值称高发热值;燃烧产物中水蒸汽呈汽态时的发热值称低发热值。在热工设备中,因燃烧后废气温度较高,水蒸汽不可能冷凝,所以有实际意义的是低发热值。各种燃料的发热值可用仪器直接测得,煤气的发热值可由组成按加和性计算。
3.煤气密度
单位体积煤气的质量,称为煤气密度(kg/m3),也可按加和法计算。焦炉煤气、高炉煤气(大型)、高炉煤气(中型)的密度分别为:0.451kg/m3,1.331kg/m3,1.297kg/m3。
4.煤气的加热特性
(1)焦炉煤气 焦炉煤气可燃成分浓度大,发热值高,理论燃烧温度达1800-2000℃,着火温度是600-650℃,由于H2占1/2以上,故燃烧速度快、火焰短,煤气和废气的密度低,分别约为0.451kg/m3和1.21kg/m3(a=1.25);因CH4占1/4以上,而且含有CmHn,故火焰光亮,辐射能力强。此外,用焦炉煤气加热时,加热系统阻力小,炼焦耗热量低,增减煤气流量时,焦炉燃烧室温度变化比较灵敏。焦炉煤气在回收车间净化不好时,煤气中萘、焦油较多,容易堵塞管道和管件,煤气中氨、氰化物、硫化物对管道和设备腐蚀严重。
(2)高炉煤气 高炉煤气不可燃成分约占70%,发热值低,理论燃烧温度低,为1400-1500℃,着火温度大于700℃。煤气中可燃成分主要是CO,且不到30%,故燃烧速度慢、火焰长,高向加热均匀,可适当降低火道温度。用高炉煤气加热时,由于废气和煤气密度较高,约分别为1.4kg/m3(a=1.25)和1.3kg/m3,废气量也多,故耗热量高,加热系统阻力大,约为焦炉煤气加热时的二倍以上。使用高炉煤气时,必须经蓄热室预热至1000℃以上,才能满足燃烧室温度的要求,故要求炉体严密,以防煤气在燃烧室以下部位燃烧。由于高炉煤气中含CO多,毒性大,故要求管道和设备严密,并使交换开闭器、小烟道和蓄热室部位在上升气流时也要保持负压。
二,水煤气

水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体,主要成份是一氧化碳、氢气,燃烧后排放水和二氧化碳,有微量CO、HC和NOX。燃烧速度是汽油的7.5倍,抗爆性好,据国外研究和专利的报导:压缩比可达12.5。热效率提高20-40%、功率提高15%、燃耗降低30%,尾气净化近欧IV标准(这些指标还应验证,但效果是肯定的),还可用微量的铂催化剂净化。比醇、醚简化制造和减少设备,成本和投资更低。压缩或液化与氢气相近,但不用脱除CO,建站投资较低。还可用减少的成本和投资部分补偿压缩(制醇醚也要压缩)或液化的投资和成本。有毒,工业上用作燃料,又是化工原料。
  将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和H2),现象为火焰腾起更高,而且变为淡蓝色(氢气和CO燃烧的颜色)。化学方程式为C+H2O(高温)--->CO+H2。这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。
    煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体,一般是CO和H2为无色无味气体,目的是为了当煤气泄漏时能闻到并及时发现。甲烷和水也可制 水煤气化学方程式为CH4+H2O----》CO+3H2环保型水气体燃料的一种。主要成分是氢和一氧化碳。由水蒸气和赤热的无烟煤或焦炭作用而得。工业上大多用蒸气和空气轮流吹风的间歇法,或用蒸气和氧一起吹风的连续法。热值约为10500千焦/标准立方米。此外,尚有用蒸气和空气一起吹风所得的“半水煤气”。可作为燃料,或用作合成氨、合成石油、有机合成、氢气制造等的原料。

三,焦炉煤气

焦炉煤气是指用几种烟煤配成炼焦用煤,在炼焦炉中经高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体,是炼焦产品的副产品。主要作燃料和化工原料。焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成,分别占56%和27%,并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类;其低发热值为18250kJ/Nm3,为0.4~0.5kg/Nm3,运动粘度为25×10`(-6)m2/s。

  人们生活中的燃烧气源大致分为液化石油气(Y)、人工煤气(R)、天然气(T)三大类。
四,液化石油气

  液化石油气(简称)是石油在提炼汽油、煤油、柴油、重油等油品过程中剩下的一种石油尾气,通过一定程序,对石油尾气加以回收利用,采取加压的措施,使其变成液体,装在受压容器内,液化气的名称即由此而来。它的主要成分有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和丁烷等,在气瓶内呈液态状,一旦流出会汽化成比原体积大约二百五十倍的可燃气体,并极易扩散,遇到明火就会燃烧或爆炸。因此,使用液化气也要特别注意。

  每公斤液化气燃烧热值为11000大卡。气态液化气的比重为2.5公斤/立方米。每立方液化气燃烧热值为25200大卡。这样可看出一立方液化气燃烧热值是天然气的三倍,但还有报道说液化气热值是天然气的7倍。
  每瓶液化气重14.5公斤,总计燃烧热值159500大卡,相当于20立方天然气的燃烧热值。

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