当我们谈论燃气内燃机时,大多数人立即想到天然气。然而,许多其他类型的气体可用于内燃机,而不仅仅是天然气。在本文中,我们将探讨燃气内燃机中常用的不同类型的气体,包括天然气、沼气、煤层气和工业煤气。让我们深入了解并了解更多信息!
天然气作为最常见的可燃气体,主要成分是CH4,其含量在85%以上。天然气(准确的说是甲烷)可以实现燃气内燃发电机组的最佳用气工况,在机组选型时,无需过多考虑成分或热值的问题。
主要分为如下几种:
1、天然气:通常意义上的天然气是指通过市政管道输送的管道天然气。主要成分为CH4,含有少量C2H6及更高分子成分。热值约8000~8500kcal/Nm3。
2、CNG (Compressed Natural Gas),即压缩天然气,成分和天然气完全相同,区别在于输送方式,CNG通常采用槽车输送
3、LNG(Liquefied Natural Gas),即液化天然气,CNG的进阶版本,把CNG进一步加压降温,直到液化,其成分和天然气完全相同。
4、页岩气和可燃冰页岩气,他们是能源届的新秀,一个隐藏在很深的页岩层中,一个则在深海里被水分子包围着。作为非常规天然气,其CH4含量比我们平时用的天然气还高,非常适用内燃机。这两者的利用难点是目前的开采技术有限及输送困难,如将来技术突破并进天然气管网,应用潜力巨大。
5、 井口气,或者叫油田伴生气,是指蕴含在含油底层里,开采石油的同时所采出的天然气。井口气的成分较为复杂,通常为50%~80%的CH4,20%~40%的C₂H₆(乙烷)和CH₃CH₂CH₃(丙烷),5%左右的C4以上成分(C₄H₁₀(正丁烷、异丁烷)、C₅H₁₂(戊烷)……),10%左右的N2、CO2等惰性气体,同时还含有一定量的H2S。
沼气是由有机质通过厌氧发酵产生的,根据有机质原料不同,可以分为生物沼气和垃圾填埋气等几种:
1、生物沼气(粪便、餐厨垃圾、秸秆、酒精厂、屠宰场、造纸厂等),CH4含量约55%~60%,含有少量H2S。另外,玉米青贮、稻秸、麦秸乃至各种叶子,只要是有机质,理论上都可以作为生物沼气的原料。
2、垃圾填埋气,垃圾填埋沼气的CH4含量约55%~60%,含有一定量的H2S。城市垃圾的处理有相当一部分是用于填埋处理,填埋的垃圾由于隔绝了空气,厌氧菌发生作用,会产生大量沼气。
3、污水处理气,城市污水管网汇集到污水处理厂后,在沉淀池中对污水进行净化,污泥沉淀下来,这些污泥进行厌氧发酵时会产生污水净化沼气。
煤层气,顾名思义是赋存在煤层中的一种共生或伴生气体,主要成分为CH4:
1、煤层气,通常把先抽后采的燃气称为煤层气。这种气纯度非常高,一般CH4含量可达约95%~99%。
2、高浓瓦斯,通常把CH4含量在30%~60%的煤层气称为高浓瓦斯,瓦斯的成分实际上很单纯,除CH4外,其他成分就是空气(N2+O2),极少其他杂质。
3、低浓瓦斯,通常把CH4浓度30%以下的瓦斯称为低浓瓦斯,实际上CH4含量一般在5%~20%左右,其余成分都是空气。
在这一类气体里,CO和H2出现的频率非常高。
1、铁合金矿热炉尾气,其主要成分为:CO、CO2、H2、CH4、N2、O2、H2O。其中CO含量50%~85%,H2含量2%~14%,CH4含量0~6.5%,尾气的燃烧低热值约为1680~2760kcal/Nm3,其具体成分及比例受生产原料、工况的变动影响大。
2、焦炉煤气,炼钢厂三兄弟之一,是烟煤制成炼焦用煤过程中副产的气。焦炉煤气大致成分为CH4含量25%~30%,H₂含量50%~60%,CO含量5%~10%,少量CO2、N2、O2和其他气体,低热值约为4000~4500kcal/Nm3。焦炉煤气由于H₂含量过高,CH4值极低,大部分发电机组都不能用,少数能用的功率要折损到60%~70%,力宇有专门针对此类气体的机型,能以极小的功率折损稳定运行。
3、高炉煤气,炼钢厂三兄弟之二,在高炉中用焦炭炼铁过程中副产的气。高炉煤气大致成分为:CH4含量接近0,H₂含量1%~3%,CO含量26%~30%,CO₂含量6%~12%,N₂含量55%~60%,少量的SO₂及其他杂质气体。高炉煤气低热值仅有800~1000kcal/Nm3,且含尘量巨大。
4、转炉煤气,炼钢厂三兄弟之三,是转炉炼钢过程中副产的气。转炉煤气大致成分为CO含量65%~80%,H₂含量2%~3%,其余为CO2,N2,O2等,低热值约为1500~2000kcal/Nm3。
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