? 城市燃氣是從城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)或居民點中的地區(qū)性氣源點，通過輸配系統(tǒng)供給居民生活、商業(yè)、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)、采暖通風和空調(diào)等各類用戶公用性質(zhì)的，且符合國家規(guī)范燃氣質(zhì)量要求的可燃氣體。一般包括人工煤氣、天然氣、液化石油氣。燃氣通常由許多單一氣體混合而成，其組分主要是可燃氣體，同時也含有一些不可燃氣體。可燃氣體主要有碳氫化合物、氫及一氧化碳等；不可燃氣體主要有氮氣、二氧化碳及氧氣等。此外，燃氣中還含有少量的混雜氣體及其他雜質(zhì)，例如水蒸氣、氨、硫化氫、萘、焦油和灰塵等。
一、燃氣分類
??? 實際工程中，我國燃氣一般按其成因不同分為三大類，即常用的天然氣、人工煤氣、液化石油氣。另外隨著技術(shù)進步，許多新型的城市燃氣也不斷得到開發(fā)和應(yīng)用。
??? 1. 天然氣
??? 天然氣是指通過生物化學作用及地質(zhì)變質(zhì)作用，在不同地質(zhì)條件下生成、運移，在一定壓力下儲集的可燃氣體。按形成條件不同，可分為氣田氣、石油伴生氣、凝析氣田氣、煤成氣、礦井氣等。是由低分子碳氫化合物組成的混合氣體，主要成分是甲烷(CH4)，安全性相對較高，按照來源可分為如下三種。
??? (1) 氣田氣產(chǎn)自天然氣田中的天然氣稱氣田氣。在地層壓力作用下燃氣有很高的壓力，往往達到1～10MPa。甲烷含量約80%～98%，還含有乙烷、丙烷、丁烷等烴類物質(zhì)和二氧化碳、硫化氫、氮氣等非烴類物質(zhì)，其低熱值約36MJ/m3(標準狀態(tài)下)。如我國四川的天然氣屬于這一類，CH4含量90%以上，熱值33～36MJ/m3。
??? (2) 石油伴生氣石油伴生氣是石油開采過程中析出的氣體，在分離器中由于壓力降低而進一步析出。它包括氣頂氣和溶解氣兩類。石油伴生氣的特征是乙烷和乙烷以上的烴類含量一般較高，所以熱值較高，其低熱值約48MJ/m3(標準狀態(tài)下)。華北油田、大慶油田生產(chǎn)的天然氣都是石油伴生氣，如大慶石油伴生氣，CH4含量80%，其他烷烴含量15%，熱值約42MJ/m3。
??? (3) 煤層氣也稱為煤田氣，是成煤過程中所產(chǎn)生并聚集在合適地質(zhì)構(gòu)造中的可燃氣體，其主要組分為甲烷，同時含有少量二氧化碳等氣體，熱值約40MJ/m3(標準狀態(tài)下)。
??? (4) 礦井氣礦井氣也稱為礦井瓦斯，是從煤礦礦井中抽出的可燃氣體。一般是當煤采掘后形成自由空間時，煤層伴生氣移動到該空間，與空氣混合形成礦井氣。其組分中甲烷含量30%～55%、氮30%～55%、氧5%～10%、二氧化碳4%～7%。由于含氮量很高，所以熱值較低，其熱值約12～20MJ/m3(標準狀態(tài)下)。撫順、鶴壁等礦區(qū)城鎮(zhèn)將礦井氣作為城市燃氣使用已多年。如撫順煤礦礦井氣，CH4含量30%～55%，熱值12～19MJ/m3。
??? 2. 人工煤氣
??? 以固體、液體或氣體(包括煤、重油、輕油、液體石油氣、天然氣等)為原料經(jīng)轉(zhuǎn)化制得的，且符合現(xiàn)行國家標準《人工煤氣》(GB 13612)質(zhì)量要求的可燃氣體。按制氣原料和方法分，主要有干餾煤氣、氣化煤氣、油制氣和高爐煤氣等，人工煤氣又簡稱為煤氣。
? ??(1) 干餾煤氣?以煤為原料，用焦爐或直立式炭化爐等進行干餾所獲得的可燃氣體稱為干餾煤氣。其中高溫干餾煤氣是煤在1OOO℃左右隔絕空氣加熱產(chǎn)出的，在冶金行業(yè)作為生產(chǎn)焦炭時的副產(chǎn)煤氣，主要成分是甲烷和氫氣，用于工業(yè)爐窯或其他工廠低熱值煤氣混合使用，也可作城市煤氣的氣源。焦爐煤氣甲烷和氫含量高，氫含量接近60%，有相當數(shù)量甲烷含量在20%以上，還含有少量一氧化碳，約占8%左右，其低熱值約16.7MJ/m3。
??? 連續(xù)式直立炭化爐煤氣是干餾煤氣與部分水煤氣形成的混合氣體，其組成以氫為主，約占55%左右，一氧化碳和甲烷分別占17%～18%，其低熱值約為15MJ/m3。
??? (2) 氣化煤氣?以固體燃料為原料，在氣化爐中通入氣化劑，在高溫條件下經(jīng)氣化反應(yīng)而得到的可燃氣體，稱為氣化煤氣。主要組分為一氧化碳和氫氣。按所采用的氣化劑的不同，又可分為如下3種。
??? ① 空氣氣化煤氣?以空氣為氣化劑，主要成分是一氧化碳和氮氣。
??? ② 水煤氣?以水蒸氣為氣化劑，采用空氣和水蒸氣分階段吹入發(fā)生爐而得到，主要成分是一氧化碳和氫氣。
??? ③ 混合發(fā)生爐煤氣?以空氣和水蒸氣混合氣體作為氣化劑而生產(chǎn)的煤氣，也簡稱發(fā)生爐煤氣，其可燃成分有一氧化碳、氫氣、甲烷及少量的重碳氫化合物。它克服了空氣煤氣和水煤氣的氣化效率低和耗熱、散熱大的缺點，提高了熱效率，因而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
??? 煤在常壓下，經(jīng)氣化所得的發(fā)生爐煤氣，其組成中氮氣含量在50%以上，其次為一氧化碳和氫，其低熱值為10MJ/m3(標準狀態(tài)下)。
??? 在2.0～3.0MPa的壓力下，用純氧和水蒸氣作氣化劑制得的氣化煤氣，稱為蒸氣一氧氣煤氣。其組成中氫含量超70%，并含相當數(shù)量的甲烷(15%以上)，其低熱值約為15MJ/m3(標準狀態(tài)下)。
??? (3) 油制氣?以石腦油或重油為原料，經(jīng)熱加工制取的可燃氣體稱為油制氣。依制取加工方法不同，可分為熱裂解氣、蓄熱催化裂解氣和部分氧化油制氣，主要成分為CmHn、CH4、H2，熱值13～46MJ/m3。
??? 其制氣工藝為將原料油噴入充滿水蒸氣的蓄熱反應(yīng)器內(nèi)，使油受熱裂解而制得的燃氣為熱裂解油制氣。其組成以氫及甲烷為主，并含有相當數(shù)量的乙烯，其低熱值約為35MJ/m3(標準狀態(tài)下)。在有催化劑存在的條件下，使原料油進行催化裂解反應(yīng)而制得的燃氣稱為催化裂解油制氣。其組成以氫為主，并含有相當數(shù)量的甲烷和一氧化碳，其低熱值約為17MJ/m3(標準狀態(tài)下)。將原料油、蒸汽和氧氣混合，在較高溫度下發(fā)生部分氧化反應(yīng)而制成的燃氣稱為部分氧化油制氣。其組成以氫和一氧化碳為主，低熱值約為10MJ/m3(標準狀態(tài)下)。
(4) 高爐煤氣?高爐煤氣是煉鐵時產(chǎn)生的副產(chǎn)氣，主要組分是一氧化碳和氮氣，低熱值約為3.8～4.2MJ/m3(標準狀態(tài)下)。高爐氣可以作為焦爐的加熱煤氣，也可用作鍋爐的燃料或與干餾煤氣摻混用于冶金工業(yè)的加熱工藝。
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