現(xiàn)代燃?xì)馍a(chǎn)技術(shù)劉石明聯(lián)系方式：Email：課件下載：密碼：2345678教學(xué)參考書目:《燃?xì)庵圃旃に噷W(xué)》，高福燁主編，中國建筑工業(yè)出版社《煉焦學(xué)》，姚昭章主編,冶金工業(yè)出版社《生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)》，劉榮厚主編，化學(xué)工業(yè)出版社,2005《煤炭氣化技術(shù)》，于遵宏主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2010《氣體凈化》，中國建筑工業(yè)出版社教學(xué)目的掌握城市燃?xì)獾闹饕愋驼莆展腆w燃料氣化原理、方法和燃?xì)獬煞中再|(zhì)掌握液體燃料氣化原理、方法和性質(zhì)掌握各種燃?xì)鈨艋椒ê拖嚓P(guān)設(shè)備選擇課程內(nèi)容（共24學(xué)時）第一篇概論（2-4學(xué)時

1.燃?xì)饣拘再|(zhì)

2.制氣原料第二篇煤/生物質(zhì)熱解制燃?xì)?-6學(xué)時

1.熱解制氣理論基礎(chǔ)

2.煤/生物質(zhì)干餾制氣第三篇煤/生物質(zhì)氣化制燃?xì)?0-14學(xué)時

1.氣化過程的物理化學(xué)基礎(chǔ)

2.發(fā)生爐煤氣

3.水煤氣

4.移動床氣化

5.流化床氣化

6.氣流床氣化

7.其它氣化方法第四篇油制氣2-4學(xué)時（視情況可能不講）第五篇燃?xì)鈨艋?-4學(xué)時考試方法隨堂考試第一篇概論

第一章燃?xì)獾幕局R燃?xì)夥诸惣坝猛救細(xì)獾幕拘再|(zhì)燃?xì)獾臒崃W(xué)性質(zhì)與燃燒特性城鎮(zhèn)燃?xì)獾馁|(zhì)量要求1.1燃?xì)獾姆诸惣坝猛救細(xì)狻獨怏w燃料的總稱，由幾種氣體組成的混合氣體。它主要由低碳烴（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯），氫和一氧化碳等可燃組分，有二氧化碳、氮氣和氧等不可燃?xì)怏w，以及氨、硫化物、氰化物、水汽、焦油、萘和粉塵等雜質(zhì)所組成。能燃燒而放出熱量，供城市居民和工業(yè)企業(yè)使用。選擇燃?xì)馄骶摺⒋_定城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的壓力級制、管徑、燃?xì)夤芫W(wǎng)、構(gòu)筑建筑物及其防護(hù)和管理措施，都與所使用燃?xì)獾姆N類有關(guān)。——燃?xì)廨斉淙細(xì)夥诸?/p>

（一）我國燃?xì)夥诸悾?）按成因分類（2）按成分分類干氣：C5及以上烴類<13.5cm3/m3.NG濕氣：C5及以上烴類>13.5cm3/m3.NG富氣：C3及以上烴類>94cm3/m3.NG貧氣：C3及以上烴類<94cm3/m3.NG酸性氣體：含大量的H2S、CO2，需凈化后才能使用潔氣：含少量H2S、CO2，不需要凈化可直接使用（3）按開采利用方式A常規(guī)天然氣氣田氣，石油伴生氣B非常規(guī)天然氣煤層氣，天然氣水合物（二）國際燃?xì)夥诸?.1天然氣天然的可燃?xì)怏w統(tǒng)稱。因生物化學(xué)作用及地質(zhì)演變生成。天然氣主要是由低分子的碳?xì)浠衔锝M成的混合物。烷烴為主，還有少量的非烴類氣體。天然氣無色、無味、無毒且無腐蝕性，主要成分以甲烷為主。我國最早在四川自貢自流井使用天然氣，已有5000年歷史，是世界上最早發(fā)現(xiàn)和使用天然氣的國家。1）天然氣應(yīng)用方向天然氣是制取合成氨、碳黑、乙炔等化工產(chǎn)品的原料氣是優(yōu)質(zhì)燃料氣和理想的城鎮(zhèn)氣源也被用作汽車的燃料。①優(yōu)質(zhì)的氣體燃料和理想的城鎮(zhèn)氣源。高熱值、高效率低污染安全性高便于運輸與儲存經(jīng)濟性好②重要的化工原料制取合成氣、碳黑、乙炔等化工產(chǎn)品的原料

生產(chǎn)量（億m3）占世界比重俄羅斯598021.60%美國525719.00%加拿大18556.70%英國8803.20%阿爾及利亞8783.20%伊朗8703.10%挪威8503.10%印尼7602.80%沙特6952.50%荷蘭6292.30%主要天然氣生產(chǎn)國2005年，世界天然氣生產(chǎn)總量為27630億立方米，其中約66%是由北美、歐洲及歐亞大陸生產(chǎn)的。2）世界天然氣生產(chǎn)與消費狀況國內(nèi)天然氣資源貧乏剩余探明儲量（萬億立方米）中國天然氣資源占世界比重世界平均2.77我國人均0.18人均資源占有量（萬立方米）我國天然氣供應(yīng)面臨的挑戰(zhàn)未來15年需求年均增長率7.8%未來15年產(chǎn)量年均增長率6.0%2010年31%2015年33%2020年40%對外依存度國內(nèi)天然氣供應(yīng)缺口逐年加大引進(jìn)LNG的形勢不容樂觀各方面的預(yù)測表明，在2015年之前，亞太LNG市場將處于賣方市場狀態(tài)，價格談判有利于賣方。澳大利亞Woodside的預(yù)測香港HSBC的預(yù)測引進(jìn)管道氣也面臨價格較高的問題折合成人民幣元/立方米俄羅斯出口歐洲天然氣的平均到岸價可能的管道氣進(jìn)口點引進(jìn)管道氣不僅面臨到岸價較高的問題，而且還面臨從進(jìn)口點到東部市場中心較高的運輸成本問題東部市場中心1.2人工燃?xì)馊斯と細(xì)狻怨腆w、液體（包括煤、重油、輕油等）為原料經(jīng)轉(zhuǎn)化制得，且符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《人工煤氣》GB/T13612質(zhì)量要求的可燃?xì)怏w。根據(jù)制氣原料和加工方式的不同，可生產(chǎn)多種類型的人工燃?xì)狻干餾煤氣

利用焦?fàn)t、連續(xù)式直立炭化爐等對煤進(jìn)行干餾所獲得的煤氣稱為干餾煤氣。用干餾方式生產(chǎn)煤氣，每噸煤可產(chǎn)煤氣300～400m3。這類煤氣中甲烷和氫的含量較高，低位熱值約為17MJ/m。干餾煤氣的生產(chǎn)歷史最長，目前仍是我國一些城鎮(zhèn)燃?xì)獾闹匾獨庠础氣化煤氣

加壓氣化煤氣、水煤氣、發(fā)生爐煤氣等均屬此類。

(1)加壓氣化煤氣是在2.0～3.0MPa的壓力下，以煤為原料，采用純氧和水蒸氣為氣化劑，可獲得高壓氣化煤氣。其主要成分為氫氣和甲烷，低熱值約為15MJ/m。若城鎮(zhèn)附近有褐煤或長焰煤資源，可采用魯奇爐生產(chǎn)壓力氣化煤氣，這套裝置可建設(shè)在煤礦附近（一般稱為坑口氣化），不需另外設(shè)置壓送設(shè)備，可用管道直接將燃?xì)廨斔椭凛^遠(yuǎn)城鎮(zhèn)作為城鎮(zhèn)燃?xì)馐褂谩?/p>

(2)水煤氣和發(fā)生爐煤氣主要成分為一氧化碳和氫氣。水煤氣的低熱值約為10MJ/m，發(fā)生爐煤氣的低熱值約為6MJ/m。由于這兩種燃?xì)獾臒嶂档停叶拘源螅豢蓡为氉鳛槌擎?zhèn)燃?xì)獾臍庠矗捎脕砑訜峤範(fàn)t和連續(xù)直立式炭化爐，以頂替出熱值較高的干餾煤氣，增加供應(yīng)城鎮(zhèn)的氣量，也可以和干餾煤氣、重油蓄熱裂解氣摻混。

C油制氣

油制氣是指利用重油（煉油廠提取汽油、煤油和柴油之后所剩的油品）制取城鎮(zhèn)燃?xì)狻０粗迫》椒ú煌煞譃橹赜托顭釤崃呀鈿夂椭赜托顭岽呋呀鈿鈨煞N。重油蓄熱熱裂解氣以甲烷、乙烯和丙烯為主要成分，低熱值約為41MJ/m。每噸重油的產(chǎn)氣量約為500～550m。重油蓄熱催化裂解氣中氫氣含量最多，也含有甲烷和一氧化碳，低熱值約為17MJ/m，利用三筒爐催化裂解裝置，每噸重油的產(chǎn)氣量約為1200～1300m。與其它制氣方式相比，生產(chǎn)油制氣的裝置簡單，投資省，占地少，建設(shè)速度快，管理人員少，啟動、停爐靈活。油制氣既可作為城鎮(zhèn)燃?xì)獾幕練庠矗部勺鳛槌擎?zhèn)燃?xì)獾恼{(diào)度氣源。中、小燃?xì)鈴S也可以石腦油（粗汽油）作為制氣原料。與重油相比，石腦油有如下優(yōu)點：含硫少，不生成焦油，煙塵及污水等，氣化效率高。

D高爐煤氣高爐煤氣是鋼鐵企業(yè)煉鐵時的副產(chǎn)氣，主要成分是一氧化碳和氮氣，低熱值約為4MJ/m。高爐煤氣可用作煉焦?fàn)t的加熱煤氣，以使更多的焦?fàn)t煤氣供應(yīng)城鎮(zhèn)。高爐煤氣也常用作鍋爐的燃料或與焦?fàn)t煤氣摻混用于工業(yè)氣源。我國工業(yè)用氣體燃料的重要補充生物質(zhì)制氣將成為我國小城鎮(zhèn)燃?xì)饣闹匾緩?.3液化石油氣液化石油氣是開采和煉制石油過程中，作為副產(chǎn)品而獲得的一部分碳?xì)浠衔铩Ｄ壳皣a(chǎn)的液化石油氣主要來自煉油廠的催化裂化裝置。液化石油氣產(chǎn)量通常約占催化裂化裝置處理量的7%～8%。液化石油氣的主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯，習(xí)慣上又稱C3、C4，即只用烴的碳原子數(shù)來表示。氣態(tài)液化石油氣的低位熱值約為92-121MJ/m3。液態(tài)液化石油氣的低位熱值約為46MJ/kg。液化容易，從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，其體積約縮小250倍。容易采用瓶裝供氣，重要的城市氣源。1.4生物質(zhì)氣生物質(zhì)氣化氣是以生物質(zhì)為原料通過發(fā)酵、干餾或直接氣化等方法產(chǎn)生的可燃?xì)怏w。沼氣——各種有機物質(zhì)在隔絕空氣的條件下發(fā)酵，并在微生物的作用下可產(chǎn)生可燃?xì)怏w。發(fā)酵的原料有糞便、垃圾、雜草和落葉等有機物質(zhì)。沼氣中甲烷的含量約為60%，二氧化碳約為35%，還含有少量的氫、一氧化碳等氣體。沼氣的低位熱值約為21MJ/m3。可用作民用燃?xì)夂凸I(yè)燃?xì)狻Ｉ镔|(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化氣——用于干餾和氣化的秸稈、稻殼、樹枝、木屑也是農(nóng)業(yè)和林業(yè)的廢棄物，因此生物質(zhì)氣屬于可再生資源。

1.5代用天然氣1.6燃?xì)獾幕Q性

互換性是城市燃?xì)獾闹匾笜?biāo)。具有多種氣源的城市，常常會遇到以下兩種情況；一種是，隨著燃?xì)夤?yīng)規(guī)模的發(fā)展和制氣方式的改變，某些地區(qū)原來使用的燃?xì)饪赡苡善渌环N性質(zhì)不同的燃?xì)馑妗Ａ硪环N是，基本氣源發(fā)生緊急事故，或在高峰負(fù)荷時，需要在供氣系統(tǒng)中摻入性質(zhì)與原有燃?xì)獠煌钠渌細(xì)狻．?dāng)燃?xì)獬煞肿兓淮髸r，燃燒器燃燒工況雖有改變，但尚能滿足燃具的原有設(shè)計要求，當(dāng)燃?xì)獬煞肿兓^大時，燃燒工況的改變使得燃具不能正常工作。任何燃具，都是按一定的燃?xì)獬煞衷O(shè)計的。設(shè)某一燃具以a燃?xì)鉃樯鯗?zhǔn)進(jìn)行設(shè)計和調(diào)整，若以b燃?xì)鈦碇脫Qa燃?xì)猓藭r燃具不加以任何調(diào)整而能保證正常工作，則表示b燃?xì)饪梢灾脫Qa燃?xì)猓蚍Qb燃?xì)鈱燃?xì)饩哂小啊盎Q性”。反之，如果燃具不能正常工作，則稱b燃?xì)鈱燃?xì)鉀]有互換性。為了達(dá)到互換性的要求，制氣方法不能隨意選用，新的制氣方法（置換氣）須對原制氣方法（基準(zhǔn)氣）具有互換性。1.2燃?xì)獾幕拘再|(zhì)1）燃?xì)饨M成表示方法及其換算2）3）4）臨界參數(shù)燃?xì)馄骄R界溫度Tcm與臨界壓力Pcm工程計算方法：5）粘度討論：為什么溫度對液體和氣體運動粘度影響不一樣？6）爆炸極限L，爆炸上限或下限Li，i組分氣體爆炸上限或下限，混合氣體各可燃基組分的摩爾分?jǐn)?shù)%7）燃?xì)鉄嶂等紵欢w積或質(zhì)量的燃?xì)馑芊懦龅臒崃糠Q為燃?xì)獾陌l(fā)熱量，也稱為燃?xì)獾臒嶂怠Ｆ涑Ｓ脝挝挥星Э?標(biāo)準(zhǔn)立方米（kcal/Nm3）、千焦耳/標(biāo)準(zhǔn)立方米（KJ/Nm3）或兆卡/標(biāo)準(zhǔn)立方米（Mcal/Nm3）、兆焦耳/標(biāo)準(zhǔn)立方米（MJ/Nm3），以兆焦耳/標(biāo)準(zhǔn)立方米（MJ/Nm3）最為常用。高位熱值和低位熱值1）高位熱值是指規(guī)定量的氣體完全燃燒，所生成的水蒸汽完全冷凝成水而釋放出的熱量。2）低位熱值是指規(guī)定量的氣體完全燃燒，燃燒產(chǎn)物的溫度與天燃?xì)獬跏紲囟认嗤傻乃羝３謿庀啵尫懦龅臒崃俊Ｈ細(xì)獾母摺⒌臀粺嶂低ǔＯ嗖顬?0%左右。日本和大多數(shù)北美國家習(xí)慣于使用燃?xì)獾母呶粺嶂担覈痛蠖鄶?shù)歐洲國家習(xí)慣于用低位熱值。燃?xì)鉄嶂道碚撋峡梢杂糜谒械目扇細(xì)怏w，但實際上更多地用于人工煤氣、天然氣和管道液化石油氣領(lǐng)域，是城市燃?xì)夥治鲋械闹匾笜?biāo)。隨著西氣東輸工程的快速拓展，燃?xì)鉄嶂抵笜?biāo)也正在成為重要的民生指標(biāo)。燃?xì)鉄嶂禍y定8）華白指數(shù)表示熱負(fù)荷的參數(shù)（發(fā)熱指數(shù)）。具有相同華白指數(shù)的不同的燃?xì)獬煞荩谙嗤娜紵龎毫ο拢茚尫懦鱿嗤臒嶝?fù)荷。低華白指數(shù)Ws也稱為實用華白指數(shù)是被測燃?xì)獾牡臀粺嶂党韵鄬γ芏鹊钠椒礁?/p>

高華白指數(shù)也稱為一般華白指數(shù)是被測燃?xì)獾母呶粺嶂党韵鄬γ芏鹊钠椒礁?/p>

9）燃燒勢隨著氣源種類的增多，出現(xiàn)了燃燒特性差別較大的兩種燃?xì)獾幕Q性問題，除了華白指數(shù)以外，還必須引入燃燒勢的概念。燃燒勢反映燃?xì)馊紵鹧嫠a(chǎn)生離焰、黃焰、回火和不完全燃燒的傾向性，是一項反映燃具燃?xì)馊紵€(wěn)定狀況的綻合指標(biāo)。

燃燒勢CP按下式計算1.3城市燃?xì)赓|(zhì)量要求3）城市燃?xì)饨M分的變化城市燃?xì)獾娜A白指數(shù)波動范圍，不宜超過7％。城市燃?xì)馊紵阅艿钠渌麉?shù)指標(biāo)，應(yīng)與用氣設(shè)備、燃燒性能的要求相互適應(yīng)。4）城市然氣的加臭城市燃?xì)鈶?yīng)具有可以察覺的氣味，無臭或臭味不足的燃?xì)鈶?yīng)加臭。

（1）燃?xì)庵泻魟┝康囊笥卸救細(xì)猓ㄒ话阒负幸谎趸肌⑶杌瘹涞扔卸境煞值臍怏w）泄漏到空氣中，達(dá)到對人體允許的有害濃度之前，應(yīng)能察覺。無毒燃?xì)猓ㄒ话阒覆缓幸谎趸肌⑶杌瘹涞扔卸境煞值臍怏w，如天然氣、液化石油氣等）泄漏到空氣中，達(dá)到爆炸下限的20%“濃度時，應(yīng)能察覺。

（2）臭味劑的選擇原則

使用濃度范圍內(nèi)對人體無毒。具有極難聞的臭味，且與一般氣