3. 液化石油气
也称LPG(Liquefied Petroleum Gas),由天然气系或石油气系的碳氢化合物在常温下加压分离的可燃物,是开采和炼制石油过程中的副产品。天然气系的液化石油气,主要组分有丙烷,丙烯,正、异丁烷和正、异丁烯等石蜡系碳氢化合物,此外尚有少量戊烷及其他杂质。石油气系的液化石油气,主要成分除丙烷与丁烷外,还含有丙烯、丁烯等烯系碳氢化合物。气态液化石油气热值为93MJ/m3(标准状态下)左右;液态液化
(1) 沼气 各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵,在微生物作用下经生化作用产生的可燃气体称为沼气,亦称生物气。其主要组分为甲烷和二氧化碳,还有少量氮和一氧化谈。热值为46MJ/kg左右。
(2) 轻烃燃气 轻烃燃气的原料与天然气、液化石油气同属烷烃类石油产品,其主要成分为戊烷(C5H12)、己烷(C6H14)。由于戊烷、己烷在常温常压状态下呈液态,因此轻烃燃气在常温常压状态下也是液态。在使用时,轻烃燃气经气化设备以物理方式进行气化并按一定比率与空气混合,便可产生可燃烧的气体,再通过管网输送到用户的燃烧器具供给使用。
轻烃燃气的制气原料来源十分广泛,主要来源于油(气)田、炼油厂、溶剂油厂、石油化工厂、天然气净化厂等。
(3) 二甲醚 二甲醚又称甲醚,简称DME,分子式:C2H6O。二甲醚在常压下是一种无色气体,具有轻微醚香味。传统上,二甲醚主要用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。
20℃时,二甲醚的蒸气压力约为0.5MPa。二甲醚的饱和蒸气压低于液化石油气,燃烧性能好,热效率高,燃烧过程中无残渣、无黑烟,CO、NO排量低,二甲醚还可掺入液化石油气、煤气或天然气混烧并能提高热值。
此外,燃气通常还按燃气压力(表压)来划分(压力单位MPa)。
《工业管道工程施工及验收规范》规定:
低压 0≤P≤1.6
中压 1.6<P≤10
高压 P>10
《城镇燃气设计规范》规定:
低压 P≤0.01
中压B 0.01<P≤0.2
中压A 0.2<P≤0.4
次高压B 0.4<P≤0.8
次高压A 0.8<P≤1.6
高压B 1.6<P≤2.5
高压A 2.5<P≤4.0
《工业企业煤气安全规程》编制说明中提出工厂煤气按压力分类做如下划分:
低压 P<0.1
中压 0.1<P≤0.8
高压 P≥0.8
二、燃气单一组分气体性质
燃气中常见的单一气体的性质如下所述。
(1) 氢气(H2) 无色无臭气体,相对分子质量2.016,密度0.0899kg/m3,相对密度0.069,难溶于水,热值2578kcal/m3,爆炸极限范围(20℃,常压)4.0%~75.9%,着火温度580~590℃。
(2) 甲烷(CH4) 无色气体,微有恶臭,相对分子质量16.04,密度0.7174kg/m3,相对密度0.5548,难溶于水,热值8576kcal/m3,爆炸范围(20℃,常压)5.0%~15.0%,着火温度650~750℃,浓度达10%以上时,有窒息性毒性。
(3) 乙烷(C2H6) 无色无臭气体,相对分子质量30.07,密度1.3553kg/m3,相对密度1.048,热值15381kcal/m3,爆炸范围(20℃,常压)2.9%~13.0%,着火温度520~630℃。
(4) 一氧化碳(CO) 无色无臭(或几乎无臭)气体,相对分子质量28.0104,密度1.2506kg/m3,相对密度0.9671,热值3020kcal/m3,爆炸范围(20℃,常压)12.5%~74.2%,着火温度644~653℃,火焰呈红色,有剧毒性,属血液性窒息性气体。
(5) 硫化氢(H2S) 无色气体,有臭鸡蛋气味,相对分子质量34.076,密度1.5363kg/m3,相对密度1.188,易溶于水,有腐蚀性,热值5585kcal/m3,爆炸范围(20℃,常压)4.3%~45.5%,着火温度364℃,有剧毒性,空气中浓度0.10%时可致死。
(6) 二氧化碳(C02) 无色略有气味气体,相对分子质量44.0098,密度1.977kg/m3,相对密度1.5289,易溶于水,有腐蚀性,空气中浓度为162mg/L时可致死。
一些常用气体的物理化学特性见表1-1。
表1-1 一些常用气体的物理化学特性(0℃,101324.72Pa)
气体 | 分子式 | 相对分子质量 | 密度ρ/(kg/m3) | 相对密度S(空气=1) | 最低着火温度/℃ | 热值QL/(kcal/m3) | 爆炸极限(常压,20℃)/% |
下 | 上 |
氢 | H2 | 2.0160 | 0.0899 | 0.0695 | 400 | 2578 | 4.0 | 75.9 |
一氧化碳 | CO | 28.0104 | 1.2506 | 0.9671 | 605 | 3020 | 12.5 | 74.2 |
甲烷 | CH4 | 16.0430 | 0.7174 | 0.5548 | 540 | 8576 | 5.0 | 15.0 |
乙炔 | C2H2 | 26.0360 | 1.1709 | 0.9058 | 335 | 13492 | 2.5 | 80.0 |
乙烯 | C2H4 | 28.0540 | 1.2605 | 0.9748 | 425 | 14207 | 2.7 | 34.0 |
乙烷 | C2H6 | 30.0700 | 1.3563 | 1.048 | 515 | 15381 | 2.9 | 13.0 |
丙烯 | C3H6 | 42.0810 | 1.9136 | 1.479 | 460 | 20939 | 2.0 | 11.7 |
丙烷 | C3H8 | 44.0970 | 2.0102 | 1.554 | 450 | 22271 | 2.1 | 9.5 |
丁烯 | C4H8 | 56.1080 | 2.5468 | 2.008 | 385 | 28111 | 1.6 | 10.0 |
正丁烷 | n-C4H10 | 58.1240 | 2.7030 | 2.090 | 365 | 29533 | 1.5 | 8.5 |
异丁烷 | i-C4H10 | 58.1240 | 2.6912 | 2.081 | 460 | 29344 | 1.8 | 8.5 |
苯 | C6H6 | 78.1140 | 3.8365 | 2.967 | 560 | 37205 | 1.2 | 8.0 |
硫化氢 | H2S | 34.076 | 1.5363 | 1.188 | 270 | 5585 | 4.3 | 45.5 |
二氧化碳 | CO2 | 44.0098 | 1.9971 | 1.5289 | — | — | — | — |
二氧化硫 | SO2 | 61.059 | 2.9275 | 2.264 | — | — | — | — |
氧 | O2 | 31.9988 | 1.4291 | 1.1052 | — | — | — | — |
氮 | N2 | 28.0134 | 1.2501 | 0.9670 | — | — | — | — |
空气 | N2、O2等 | 28.966 | 1.2931 | 1.000 | — | — | — | — |
水蒸气 | H2O | 18.0154 | 0.833 | 0.614 | — | — | — | — |
注:1kcal=4.18kJ。