(1111有天然气组分)天然气在玻璃窑炉中的应用

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第3 2卷第 l期2 0年 2月 04

玻璃与搪瓷 GLAS& ENAM EL S

V o1 32 N O 1 . . Fe . 2 0 b 04

天然气在玻璃窑炉中的应用陈兴孝张萃富，( .重庆莱弗窑炉工程有限公司，庆 1重 400; 0 7 0

2,四川天马玻璃有限公司，川遂宁 6 9 0 )四 2 2 9

摘要：通过对天然气、生炉煤气和重油三种燃料化学成分及燃烧特一发陆的分析、比较，鉴比较成借

熟的燃发生炉煤气及燃重油玻璃窑炉的结构，出根据天然气的燃烧特性设计燃天然气玻璃窑提炉。

关键词：然气；烧特性；炉结构天燃窑

中图分类号： TQ1 1 6 5 7 . 2

文献标识码： B

文章编号：O O 8 1 2 o ) l 0 4 - 0 l O一2 7 ( 0 4 o - 0 1 4

Ex e i n e o p re c n Applc to o a ur l ia in f r N t a Ga r d Gl s nk Fu na e s Fi e a s Ta r c

CHEN n￣ a, Xig一 io ZHANG if c Cu— u

四川地区将天然气作为燃料应用于玻璃窑炉已有二十多年，笔者设计建造了数十座天然气玻璃窑炉，有一

些经验、教训和体会，它总结出来，把希望起到抛砖引玉的作用。

17 9 8年重庆地区开始使用天然气作为玻璃窑炉的燃料，当时，由于对天然气缺乏认识，就模仿燃煤气和燃重油进行试用。

在燃煤气的窑炉上试用时，直接将天然气用管道通到小炉里进行燃烧。此时，是火焰软而长，刚性，无而

且天然气在小炉内大量析碳，只需 l~2天就在小炉底板上 (特别是纵焰窑 )聚了大量碳黑，成障碍物，积形使喷出的天然气受阻，火焰的流向改变，因而直接影响熔化效果。因此每隔 l 2天就要清除碳黑。用铁钎剔~

打清除碳黑不但很费力，要将天然气关掉，还时间一长又影响炉温。大量的碳黑没能在炉内燃烧释放出热量，就浪费了大量燃料。也 我们又在燃重油的窑炉上试用，将喷枪架设到喷火口附近燃烧，时火焰的亮度仍不够，此火焰长、覆盖面较窄。

天然气和煤气同是气体燃料，天然气和重油同是烃类燃料，什么在窑炉结构

相同的情况下，烧状况为燃会有如此大的差异呢？为了用好天然气，我们必须从它们的化学组成上找差异，因为任何物质的物理特性都与它们的化学组成和结构有关。

1天然气、 煤气和重油的化学组成与物理特性天然气是指通过生物化学作用与地质变质作用，不同的地质条件下生存迁移，于一定压力下储集在在并地质构造中的可燃气体，常根据形成条件不同，为油田伴生气、田气及凝析气田气。通分气

*收稿日期：0 3 5 1 2 0~0— 3

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天然气是一种混合气体，组成随气田和产气层不同而异。气田气 (叫气井气 )主要成分为 CH,其又的 (甲烷 )含量可达 9%~ 9%。 c H (烷 )上的烃类较少，时还含有少量 Hz、 O、 z Hz以及， 5 8:乙以同 S C zN、 O

He Ar非烃类组分，密度为 0 5 . k/、等其 .~0 7 g Nm i l的天然气属于这一类 (括陕北长庆干气田天然， l￣J包气)。油田伴生气主要产于油田附近，石油的伴生物，的特征是除含有大量 CH (是它 甲烷的含量为 7%~ 5 8 ),: 7外 c H以上的烃类含量较高，为 1, O约为 5~ 1,密度为 0 6 . k/约 0/ C 9 6 0/其 9 6 .~0 8 g Nm大庆、,大港地区的天然气属于这一类。凝析气田气除含有大量 C外， s以上的烃类含量较高，含有汽油和煤 H C Hz并油成分 (的学者将油田伴生气与凝析气田气归成一类 ) 有 u。

虽然天然气是一种混合物，但其主要成分是 C, H因此它的外部属性，燃点、焰传播速度等燃烧特如火性主要由甲烷的内部结构决定。英国科学家韦弗 ( a e)出的燃气混合法则也证实这一点，提出从各 wev r提他组分燃气的燃烧速度系数 F求出燃烧速度因素 S用来表示混合燃气的燃烧速度与氢在空气中最大燃烧速，,度的百分比关系 (者定为 10。韦弗给出的 S与 F的关系式如下：后 0)S ( FA一 A+ B+ c c…… ) (+5

. 1 . o 1 FB F+/ A。 一 8 8 9+ )

式中

、、……一A、 C‰ B、……组分的容积成分 F、 F……一 A、、 F、 B C……组分的燃烧速度系数一

理论空气需要量

i一

惰性气体的容积成分表 1常见气体燃烧速度系数 F

q一燃气中氧的容积成分 ) o

从表 1可以看到，虽然甲烷的燃烧速度系数 F不算大，甲烷占天然气的容积成份都很大，但是其他成份的几十倍，因此甲烷的燃烧特性在天然气中占主导地位。 甲烷是无色气体，有葱蒜味，度为 0 7 5 g Nm难溶于水，界温度为一8 .℃,位热值为微密 . 1k/,临 25低

3 8 0 J Nm着火温度为 5 0 5℃,焰呈微弱亮光，空气混合后在爆炸极限范围内遇火易发生爆 50 k/, 3~7 0火与炸，当空气中的甲烷浓度达到 2~3时便可对人体构成毒害。 5 0 煤气有焦炉煤气、高炉煤气、水煤气、生炉煤气之分，发而玻璃工厂用得最多的是以空气和水蒸汽混合物作为气化剂而得到的混合发生炉煤气。发生炉煤气的主要成分是 C和 H,质量随原煤质量、气炉型和操作技术状况变化而变化， O其煤一般 C的含量在 2 ~3,的含量在 1~1, O 2/ 0 Hz 9 6 2 8/并含有少量 C 其含量在 1 2%~4 3。 9 5 H, .4 . 一

氧化碳是无色无味气体，密度为 1 2 k/ 难溶于水，界温度为一 1 7,热值为 1 6 O . 5 g Nm,临 ℃低 9 2 O

k/ 着火温度为 60 5￣当它的气体混合物中含有少量水时，使其着火温度降低。一氧化碳燃 J Nm, 1￣6 0C,可烧时火焰为淡蓝色，毒性很大，其当空气含有 0 0一氧化碳时， .6即有害于人体， 0 2 时可使人失去知含 .0觉， 0 4 时可使人迅速死亡。含 .0 重油是原油按油的馏份 (度)温提取石油气、汽油、汽油、重煤油、柴油后的渣油。

我国目前工业窑炉上使用的重油多为减压渣油，时也掺一些常压渣油。重油的化学组成比较复杂，有但般都是碳链在 1 6以上的烷属烃、环烷烃 (如环乙烷、环戊烷的衍生物 )及芳香烃 (苯、如甲苯 )在它们化学组成中都

是以 C H和 C-C键相连。由于碳链较长在一定条件下较容易断裂，成分子量较小的简单碳— -生一

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氢化合物。重油除了内部组成的差异外，常温常压下还有状态的差异，可以由粘稠的液体到固体。它

2天然气与煤气、油燃烧特性比较及燃天然气小炉结构设计 重我们知道，燃气燃烧必须具备三个条件： ) (燃气中可燃成分和空气中的氧气要按一定比例呈分子状态混 1合，) (参与反应的分子在碰撞时必须具有破坏旧分子和生成新分子所需的能量 ( 2即周围环境温度必须在着火温度以上 ) (具有完成反应所必须的时间。,) 3 天然气与发生炉煤气比较，同之处是均为气体燃料，是由于甲烷中的 C—H键是 d键，生炉煤气相但发中的 C- O中有键成分，键较 a键活泼， - 因而一氧化碳较甲烷容易破坏旧分子生成新分子。发生炉煤气

中含有大量的氢气，原子的构型为 l型，容易失去电子而处于稳定状态，氢 s,很因而氢气的燃烧速度快。由于内部结构的差异，在宏观的物理性质上，着火温度和燃烧速度 (在火焰的法向传播速度 )也就表现出较大上的差异 ( 2。见表 )表 2单一可燃气体的燃烧特性

美国 R. . R赖歇认为，基本由甲烷组成的天然气在理论助燃空气量时，大燃烧速度约 0 3 s氢气最 . m/;与 5%的理论助燃空气量组成的混合气 …… 此处隐藏：7183字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……