氮气可燃吗

几种常见可燃气体

(1千瓦·时=1.36马力·时=3.6×106焦耳)

表1典型天然气的组分

成分符号体积含量%

甲烷CH

4

78.018

乙烷C

2

H

6

3.281

丙烷C

3

H

8

4.712

丁烷C

4

H

10

2.581

戊烷C

5

H

12

0.867

氧O

2

1.506

其他

—

9.035

热值≥41.860MJ/m3

天然气种的杂质成份主要是H

2

S和H

2

O，作为内燃机燃料必须控制其含量，H

2

S的含量不超

过20mg/m3，H

2

O的含量要求25℃时无液态水存在。

对于天然气的压力要求，最佳范围在0.1～0.5MPa之间。

天然气适用环境温度：-30℃～55℃。

表2典型瓦斯的组分

成分符号体积含量%

氮气N

2

5.54

二氧化碳CO

2

2.34

乙烷C

2

H

6

2.075

丙烷C

3

H

8

0.020

丁烷C

4

H

10

0.0002

戊烷C

5

H

12

0.001

甲烷CH

4

90.0238

热值30.443510MJ/m3

煤矿瓦斯是与煤炭伴生的赋存在煤层中的气体，主要成分为甲烷，1m3甲烷的热值相当

于1.14公斤的标准煤。煤矿瓦斯不仅热值高，而且不含硫化氢，是一种清洁能源。

表中数据为瓦斯中甲烷含量较高时的组份和热值。

煤矿瓦斯的在抽放时伴随一定的水份，应用于瓦斯发电机组时，H

2

O的含量要求25℃

时无液态水存在。对于瓦斯压力要求，机组满负荷工作时，主管线压力应在3kPa以上。

瓦斯甲烷浓度不低于25％，满足煤矿安全要求。

适用环境温度：-30℃～55℃。

表3典型焦炉煤气的组分

成分符号体积含量%

氢气H

2

63.1

一氧化碳CO8.6

甲烷CH

4

19.2

二氧化碳CO

2

2.6

高碳氢C

n

H

m

1.8

氧气O

2

0.8

氮气N

2

3.9

空燃比3.94

热值≥16.658MJ/m3

焦炉煤气是煤在隔绝空气条件下，在900～1000℃的高温条件下制取焦炭产生的副产

品，每吨煤产焦炉煤气300～350立方米，其热值每立方米在16330～17580kJ，主要可燃

成分是氢气、甲烷和一氧化碳。焦炉煤气的杂质主要包括焦油、氨、粗苯、萘、硫磺等。

对粗煤气进行净化可回收焦油、氨、粗苯、萘、硫磺等化学产品。由于炼化工艺和使用煤

的不同，产生的焦炉煤气和杂质成份有所不同。

应用于内燃机发电的焦炉煤气，除对燃料的压力有一定的要求外，对气体杂质含量也

有相应的要求。

对于焦炉煤气压力要求，机组满负荷工作时，主管线压力应在3kPa以上。

适用环境温度：-30℃～55℃。

焦油和灰尘≤10mg/m3

H

2

S≤20mg/m3

氨≤50mg/m3

萘≤50mg/m3

O

2

体积百份含量≤1%

CO体积百份含量≤10%

表4典型沼气的组分

成分符号体积含量%

氢气H

2

2

二氧化碳CO

2

35

氧气O

2

3

甲烷CH

4

60

热值≥21.89839MJ/m3

沼气是有机物在隔绝空气并在一定的温度、湿度、酸碱度等条件下，经过沼气细菌的

作用产生的一种可燃气体。沼气主要分为：工业沼气、农村沼气、城镇沼气等。沼气是一

种混合气体，主要成分是甲烷(CH

4

)、其余为二氧化碳(CO

2

)、氧气(0

2

)、氮气(N

2

)和硫化氢

(H

2

S)。其中甲烷含量约为55％～70％，二氧化碳含量约为30％～45％。沼气低热值20～

25MJ/m3。

对于沼气压力要求，机组满负荷工作时，主管线压力应在3kPa以上。

应用沼气发电，H

2

O的含量要求25℃时无液态水存在。；H

2

S的含量不能高于20mg/m3。

适用环境温度：-30℃～55℃。

表5典型高炉尾气的组分

成分符号体积含量%

氢气H

2

1.01.01.0

一氧化碳CO30.229.830.6

甲烷CH

4

0.80.81.0

二氧化碳CO

2

7.810.48.0

氧气O

2

1.00.80.8

氮气N

2

59.257.258.6

灰尘含量7～8mg/m3

热值4.153～4.203MJ/m3

炼铁高炉每生产一吨铁约产生3000Nm3的高炉煤气，这些煤气所含气体成份主要是

N

2

及CO，其可燃成份以CO为主，发热值低。高炉煤气使用机组发电时必须进行降温处

理，进入发电机组的气体不能超过50℃。

高炉煤气的杂质成份主要是灰尘，在使用高炉煤气发电时，灰尘颗粒直径不能大于5

μ，含量不能超过10mg/m3。

对于高炉煤气压力要求，机组满负荷工作时，主管线压力应在3kPa以上。

适用环境温度：-30℃～55℃。

对于其它可燃气体，要求热值不能低于700kkal/m3（2940kJ/m3）；含有H

2

S、H

2

O、焦

油及灰尘等杂质的气体，杂质含量应满足焦油和灰尘≤10mg/m3、H

2

S≤20mg/m3、氨≤

50mg/m3；对于含氢量超过10％（体积含量）的可燃气体，O

2

含量不能超过1％（体积含量）；

气体中H

2

O的含量要求25℃时无液态水存在。各种燃气的压力要求：机组满负荷工作时，

主管线压力应在3kPa以上。

适用环境温度：-30℃～55℃。

表6典型油母页岩气的组分

成分符号体积含量%

二氧化碳CO

2

16.216.220

高碳氢C

n

H

m

0.81.21.6

氧气O

2

1.62.02.0

一氧化碳CO3.42.612.6

氢气H

2

9.98.310

甲烷CH

4

5.04.44.8

氮气N

2

63.165.349.2

热值kJ/m33774.713543.215040～5460

表7典型炭黑气的组分

成分符号

体积含量%

脱水前脱水后

一氧化碳CO9.8215.99

二氧化碳CO

2

2.33.7

氢气H

2

10.617.27

氮气N

2

37.8261.57

甲烷CH

4

0.270.44

乙烯C

2

H

2

0.631.03

热值kJ/m328504639

注：脱水前含H

2

O：38.56%。

表8典型秸秆气的组分

成分符号

体积含量%

玉米芯棉柴玉米秸麦秸

二氧化碳CO

2

12.511.613.014.0

氧气O

2

1.41.51.651.7

一氧化碳CO22.522.721.417.6

氢气H

2

12.311.512.28.5

甲烷CH

4

2.321.921.871.36

氮气N

2

48.9850.7849.8856.84

热值kJ/m35032.85585.25327.73663.5

秸秆气的主要可燃成份为CO和H

2

，还含有少量的CH

4

，秸秆气含N

2

的比例较高，

其热值为3300～6500kJ/m3。

秸秆气的出气量按2m3/kg计算，每吨秸秆可以产2000Nm3秸秆气，每吨位秸秆发电

量为610～1000kW·h。

表9典型水煤气的组分

成分符号体积含量%

甲烷CH

4

43.5

一氧化碳CO24.0

二氧化碳CO

2

6.0

氮气N

2

19

高碳氢CnHm6.5

热值11130kJ/m3

表10典型蓝炭气的组分

成分符号体积含量%（大同）体积含量%（神木）

氢气H

2

20.412.8

甲烷CH

4

917.6

一氧化碳CO12.610.2

二氧化碳CO

2

0.8

氮气N

2

54.659

高碳氢CnHm0.4

氧气O

2

2.2

热值kJ/m37267.28967.9

表11黄磷气的组分

成分符号体积含量（大同）

一氧化碳CO85～95%mol/Nm3

磷P0.5～1g/Nm3

硫

S0.6～3g/Nm3

砷0.07～0.08g/Nm3

氟F0.4～0.5g/Nm3

二氧化碳CO

2

2～4%

氧气O

2

0.1～0.5mol/Nm3

其它3～5mol/Nm3

表12电石气的组分

成分符号体积含量（大同）

一氧化碳CO75～85/Nm3

氢气H

2

5～10/Nm3

氧气O

2

0.6/Nm3

甲烷CH

4

0～5/Nm3

氮气N

2

4～8/Nm3

二氧化碳CO

2

2～4%

粉尘焦碳、石灰粉末80mg/Nm3

热值：11700kJ/Nm3，温度400～500

附表1

常用燃料发热值

燃料名称燃料热值Qy

dw

/kJ·kg-1燃料热值Qy

dw

/kkal·kg-1

标准煤

293106979

烟煤29310～351706979～8374

褐煤20930～301404983～7167

无烟煤29310～343306979～8174

焦炭29310～339106979～8074

重油40610～418709669～9969

石油41870～460509969～10964

高炉煤气3150～4190750～998

发生炉煤气5020～67001195～1595

水煤气10050～113002393～2690

焦炉煤气16330～175803881～4186

天然气33490～418707974～9969

附表2单一可燃气体在标准状态下的物理热力性质

序

号

气体名称分子式

分子量

M

公斤分子体积

Vx

(m3/kg分子)

气体常数

R

重度

γ

(kg/m3)

比重

S

(空气=1)

熔点

（℃）

沸点

（℃）

定压比热

Cp

（kcal/m3·℃）

绝热

指数

k

临界温度

Tk

(°K)

临界压

缩系数

Zk

导热系数

λ

（kcal/m·℃）

运动粘度

γ×106

（m2/s）

动力粘度

μ×106

(Pa·s)

1氢H22.016022.4270420.660.08980.0695-259.18-252.750.3101.40733.30.3940.186093.00

8.3496

2一氧化碳CO

28.014022.398430.291.25060.9671-205-191.480.3111.403133.00.2940.019813.30

15.974

3甲烷CH416.043022.362152.880.71740.5548-182.5-161.490.3691.309190.70.2900.026014.50

10.388

4乙炔C2H226.038032.581.17090.9057-81-840.4561.269

——

0.01618.05

9.408

5乙烯C2H428.054022.256730.231.26050.9748-169.4-103.90.4511.258283.10.2700.01417.46

9.31

6乙烷C2H630.070022.187228.201.35531.048-172-88.30.5361.198305.40.2850.01606.41

8.5946

7丙烯C3H642.081021.990020.161.91361.479-185.2-47.70.6391.170365.102743.99

7.644

8丙烷C3H844.097021.936219.232.01021.554-189.9-42.170.7071.161369.90.2770.0133.81

7.497

9丁烯C4H856.108021.606715.122.59682.008-139.0-6

—

1.146

——

2.81

7.3206

10正丁烷n-C4H1058.124021.503614.592.70302.090-135-0.50.8861.144425.20.2740.01162.53

6.8306

11异丁烷i-C4H1058.124021.597714.592.69122.081-145-11.73

——

403.10.283

12戊烯C5H1070.135021.217712.093.30552.556-165.2229.97

—

1.121

——

1.99

6.5562

13正戊烷C5H1272.151020.891011.753.45372.671-19.736.1

—

1.120469.50.2691.85

6.3504

14苯C6H678.114020.360910.863.83652.9675.53380.100.7801.320

——

0.00761.82

6.9776

15硫化氢H2S

78.114022.180224.891.53631.188-82.9-61.80.3721.304

——

0.01137.63

11.662

附表3我国几种常用煤气的特性（干煤气0℃/760毫米汞柱）

序

号

煤气种类

分子量

M

气体常数

R

重度

γo

(kg/m3)

相对比重

S

(空气=1)

定压比热

Cp

(kcal/m3℃)

绝热

指数

κ

高热值

Qh

(kcal/m3)

低热值

Qe

(kcal/m3)

华白

指数

Ws

动力粘度

μ

×106

(Pa·s)

运动粘度

ν×106

(m2/s)

爆炸极限

L(上/下)

(空气中

体积%)

理论

空气量

Vo

(m3/m3)

理论

烟气量

Vf(湿/干)

(m3/m3)

干烟气

最大

CO2量

(体积%)

理论燃

烧温度

te

(℃)

最大燃

烧速度

μ

(m/s)

1炼焦煤气10.496880.79390.46860.36230.33201.375011.61124.7635.8/4.54.214.88/3.7610.619980.857

2直立炉煤气12.380568.49480.55270.42750.33031.3793431.48422.6040.9/4.93.804.44/3.4713.020030.851

3混合煤气14.996856.54540.66950.51780.32701.3844012.16018.2942.6/6.13.183.85/3.0613.919860.842

4发生炉煤气20.142142.10091.16270.89920.31501.398017.29913.9367.5/21.51.161.98/1.8419.316000.1946

5水煤气15.691254.04300.70050.54180.31741.395827352480296014.89621.2870.4/6.22.163.19/2.1920.021751.418

6催化油煤气12.035570.45820.53740.41560.33211.3759442.20922.7342.9/4.73.894.55/3.5412.420090.978

7热裂油煤气17.716247.86570.79090.61160.38641.32409.81612.4225.7/3.78.559.39/7.8113.220380.603

8干井天然气16.654450.92000.74350.57500.37261.3010010.33613.9215.0/5.09.6410.64/8.6511.819700.38

9油田伴生气23.329636.35001.04150.80540.43271.284913008.6988.3614.2/4.212.5213.73/11.3812.719860.38

10矿井气22.7557

—

1.01000.7900

——

50004500

—

--

——

4.65.90/4.80

—

1900

—

11液化石油气56.609314.97992.52721.95450.84041.15172807.0312.789.7/1.728.2830.67/26.5814.620500.435

12液化石油气56.600314.98232.52681.95420.81801.15322927.1292.829.7/1.728.9430.04/25.8714.720600.429

13液化石油气52.651216.10602.35051.81780.79651.15252807.1493.049.0/1.927.3729.62/25.1213.920200.397

附表4单一可燃气体的燃烧特性

序

号

气体名称分子式

爆炸极限

L20℃(上/下)

空气中体积

（%）

着火温度

t

(℃)

燃烧反应式

理论空气量和

耗氧量

(m3/m3)

理论烟气量

V

f

(m3/m3)

热值

Q

(kcal/m3)

空气氧CO

2

H

2

ON

2

V

f

高低

1氢H

2

75.9/4.0400H

2

+0.5O

2

=H

2

O2.380.5—1.01.882.8830442576

2一氧化碳CO74.2/12.5605CO+0.5O

2

=CO

2

2.380.51.0—1.882.8830183018

3甲烷CH

4

15.0/5.0540CH

4

+2.0O

2

=CO

2

+2H

2

O9.522.01.02.07.5210.5295108570

4乙炔C

2

H

2

80.0/2.5335C

2

H

2

+2.5O

2

=2CO

2

+2H

2

O11.902.52.01.09.4012.4

5乙烯C

2

H

4

34.0/2.7425C

2

H

4

+3O

2

=2CO

2

+2H

2

O14.283.02.02.011.2815.281514214197

6乙烷C

2

H

6

13.0/2.9515C

2

H

6

+3.5O

2

=2CO

2

+3H

2

O16.663.52.03.013.1618.1

7丙烯C

3

H

6

11.7/2.0460C

3

H

6

+4.5O

2

=3CO

2

+3H

2

O21.424.53.03.016.9222.922235820925

8丙烷C

3

H

8

9.5/2.1450C

3

H

8

+5O

2

=3CO

2

+4H

2

O23.805.03.04.018.8025.8

9丁烯C

4

H

8

1.0/1.6385C

4

H

8

+6O

2

=4CO

2

+4H

2

O28.566.04.04.022.5630.563003828092

10丁烷C

4

H

10

8.5/1.5365C

4

H

10

+6.5O

2

=4CO

2

+5H

2

O30.946.54.05.024.4433.443195729513

11戊烯C

5

H

10

8.7/1.4290C

5

H1

0

+7.5O

2

=5CO

2

+5H

2

O35.707.55.05.028.2038.2

12戊烷C

5

H

12

8.3/1.4260C

5

H

12

+8O

2

=5CO

2

+6H

2

O38.088.05.06.030.0841.

13苯C

6

H

6

8.0/1.2560C

6

H

6

+7.5O

2

=6CO

2

+3H

2

O35.707.56.03.028.2037.2

14硫化氢H

2

S45.4/4.3270H

2

S+1.5O

2

+SO

2

+H

2

O7.141.51.01.05.647.6460545581