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气体燃料
气体燃料的分类
气体燃料分为天然气体燃料和人造气体燃料两大类。
1. 天然的气体燃料
地下岩层所产生的气体,可统称为天然的气体燃料,如天然气、油田伴生气、煤矿的瓦斯气、地下浅层的沼气等,都叫天然气。
天然气是一种发热量很高的天然气体燃料。它的主要可燃成分是甲烷(CH4),含量达90%以上。伴生天然气,它的主要可燃成分除了甲烷以外,还含有较多的不饱和烃。天然气的理论燃烧温度可高达2000℃。
2. 人工制造的气体燃料
通常指由固体燃料$或重油%经干馏或气化等加工过程而得到的气体产物,如发生炉煤气、水煤气、焦炉煤气等。
气体燃料都是由一些单一的气体混合而成的。其中重要的可燃成分有CO、H2、CH4及其他气态的碳氢化合物;不可燃成分有CO2、N2和少量的O2,此外还有一定的蒸汽等。
气体燃料的化学成分是用上述多种单一气体所占的体积百分数表示。气体燃料中化学成分不同,燃烧时所得的热量也不同。H2和CO在燃烧时放出较少的热量,CH4以及其他重碳氢化合物,燃烧时放出非常多的热量。各种气体燃料的成分和发热量见表1。
表 1 各种气体燃料的成分和发热量
煤气种类 |
化学成分/% |
发热量/ KJ·m-3 |
||||||
CO |
H2 |
CH4 |
CmHn |
CO2 |
O2 |
N2 |
||
焦炉煤气 |
4~8 |
53~60 |
19~25 |
16~23 |
2~3 |
0.7~12 |
7~13 |
15491~16747 |
高炉煤气 |
25~31 |
2~3 |
0.3~0.5 |
- |
9~15.5 |
- |
55~58 |
3349~4186 |
转炉煤气 |
70~90 |
|
- |
- |
- |
- |
10~20 |
7536~8373 |
发生炉煤气 |
24~30 |
12~15 |
0.5~3 |
0.2~0.4 |
5~7 |
0.1~0.3 |
46~55 |
4815~6490 |
天然气 |
0.04~0.14 |
0.1~0.2 |
89~99 |
0.1~0.5 |
0.1~6 |
- |
0.7~4.7 |
31819~37681 |
在冶金工业企业中,除了某些有天然气资源的地区使用天然气作为燃料外,还有大量属于二次能源的气体燃料,如高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和专门制造的发生炉煤气等。
在各种燃料中,气体燃料的燃烧最容易控制,热效率也最高,在钢铁厂内是最受欢迎的一种燃料。由于钢铁联合企业中有大量作为二次能源的气体燃料,因此,气体燃料在钢铁生产的热能平衡中占有重要地位。